随着建筑行业的飞速发展,天然石材已经不能满足日益增长的建材需求,而材料技术的不断发展,人造石应运而生,填补了建材需求的空缺。晶英石作为天然大理石最优的替代品无疑成为了人造石行业最受青睐的一类产品,但是传统人工或者半自动化的生产方法在生产效率和产品质量上都存在不足。本文课题来源于海南一家晶英石企业的委托,对企业采用的传统晶英石生产工艺分析发现,在晶英石生产工艺中模具的拆分和组装环节对晶英石生产的效率和质量影响最为显著。企业希望能针对模具的拆分和组装研究设计一套全自动的模具拆分和组装控制系统,本文以西门子PLC作为控制核心,结合电机控制技术、图像处理技术设计了符合企业生产需求的晶英石模具组装和拆分控制系统。本文所做的工作主要有以下几个方面:(1)根据车间生产对控制系统的功能需求,完成了晶英石模具组装和拆分控制系统整体方案的设计。其中控制核心选用了西门子1511型PLC,选用接近传感器、S型拉压力传感器、压力传感器设计了控制系统的信号检测机构,而系统的执行机构则由三相异步电机和电磁阀组成。(2)针对模具组装环节的孔轴装配问题,运用图像预处理算法和基于改进的Hough变换孔轴定位算法设计了模具组装图像识别系统。以孔轴目标定位坐标偏差为依据,以旋转编码器作为反馈装置,将PLC的逻辑控制和组装伺服机构相结合,实现了模具组装孔轴自动装配工作。(3)根据方案设计,选择固态继电器等合适的低压电器完成了控制系统的电气设计;根据现场调试,以车间生产效率最优和生产的安全性为原则,完成了控制策略和控制程序的设计。本文所研究和设计的晶英石模具组装和拆分控制系统已经于2016年7月投了企业生产,与过去的模具拆装方法相比,节省了劳动力,每套模具的拆分工人需求由过去的5人减少到1人;提升了生产效率,拆装一套模具用时由2小时缩短为1小时;提升了产品质量,全自动机械化方式克服了人工方式在模具拆装中标准不一的问题,生产的晶英石板材具有更优良的质量。