随着自动化、智能化产业的快速发展,越来越多的行业开始研发适合自己产品的生产线,达到减少劳动力成本和提高产品生产效率与生产质量的目的。在制伞行业中,由于制伞工艺的复杂性和制伞成本的限制,部分企业无法实现自动化、智能化生产。为了提高竞争力,国内大部分制伞企业使用大量的廉价劳动力,通过手工装配来降低成本,但是生产效率低下。另外,大部分制伞企业在生产雨伞时采用模块化的生产模式,即零部件的加工与装配在不同的车间独立进行,两者对于产品的生产质量的保证同样重要,但是经过调查发现,企业往往更加重视产品的加工环节,忽视装配环节,因此导致了产品质量“良莠不齐”。为了改变以上现状,满足企业需要,急需设计并研发出一条高效率、低成本且能够实现雨伞各零部件自动化装配的装配线。雨伞是由伞尾、伞珠、伞面、伞骨架、伞柄等零部件组成的。前期实验室已经自主研发了关于雨伞伞尾、伞珠的自动化装配线,为了能够早日实现雨伞各零部件的自动化装配,本文将重点介绍关于雨伞伞柄自动化装配线的方案设计以及其中的关键技术研究。首先,本文参照了伞柄传统手工装配的工艺流程,拟定了伞柄自动化装配的工艺流程,根据自动化装配的工艺流程设计了伞柄自动化装配线的装配总方案。该方案主要由四部分的设计组成,包括伞柄的自动供料设计、伞体的自动供料设计、伞体的自动输料设计以及雨伞的自动卸料设计。在确定总方案的设计之后,根据需求设计了伞柄的自动供料指标、伞体的自动供料指标以及伞柄与伞体的自动装配指标,同时根据设计指标对伞柄自动化装配线中关键部分的尺寸以及被控元器件的参数进行了设计与选型计算。其次,对伞柄装配过程中的关键工艺进行了详细的方法探讨,主要目的是为了解决在实现伞柄与伞体的装配时,伞体上小孔的朝向与伞柄伞勾的朝向以相反的姿态进行装配的问题。针对这个工艺要求,本文采取的主要方法是给黑色伞体上2mm的微小盲孔进行检测与定位。该方法通过搭建机器视觉检测平台,采用了两种定位方式确定了盲孔的方位角,并通过实物实验分别验证了两种检测与定位方式的可靠性。在确定盲孔的方位角之后通过电机旋转伞体来调整盲孔的朝向至竖直朝上,在保证了伞柄伞勾的朝向竖直朝下的基础上便可实现伞柄与伞体以要求的姿态稳定对接的操作。然后,对伞柄自动化装配线的控制系统进行了设计。根据装配工艺流程确定了控制方案,绘制了控制流程图。根据被控制的元器件的数量确定了PLC输入、输出端口的分配。根据控制要求、输入输出端口量、所需的存储器容量以及经济性等因素,确定了PLC控制器以及扩展模块的数量和型号。基于以上步骤,最终绘制出了PLC以及扩展模块的端口接线图、系统供电线路图、详细的元器件接线图以及PLC电气控制柜内分布图。最后,对伞柄自动化装配线进行了实验研究。根据设计的总方案,分步搭建了实验模型,验证了关键工序的可靠性并且利用PLC仿真软件和S7-200 226CN DC/DC/DC型号的PLC对伞柄自动化装配线的控制流程进行了仿真模拟,验证了控制方案的可行性。