安全带锁扣组合机的设计与实现
目录
引言 1
一、绪论 2
（一）课题来源及研究的意义 2
（二）当前研究的现状 3
（三）研究主要内容 3
二、整体系统设计方案 3
（一）安全带锁扣简介 3
（二）安全带锁扣组合机的设计要求 4
（三） 安全带锁扣组合机的整体结构 4
三、 硬件系统设计 5
（一） 常用标准件的选用与采集 5
四、软件系统设计 10
（一）控制方式的选择 10
（二）基本控制要求 11
（三）安全带带扣组合机中部分主回路 11
（四）电控柜的部分布局图 12
（五）I/O分配的部分图 13
（六）PLC的部分程序设计 13
五、安全带锁扣组合机的调试与精度的问题 15
（一）安装精度 15
（二）设备安装与调试问题及解决措施 16
六、安全带锁扣组合机的实际生产 17
（一）控制流程 17
（二）产品组装过程 17
（三）产品生产的效率 19
七、产品展示 20
（一）样机的成果展示 20
（二）产品成型展示 20
总结 22
致 谢 23
参 考 文 献 24
附录 25
引言
当今全球的汽车工业已经进入一个巅峰时期，作为汽车交通运输发达国家，汽车安全问题是各个国家汽车行业都极具关心的问题；一旦发生交通事故，其不仅造成了巨额的经济损失问题，也导致家庭不幸等诸多社会问题。
据报道，中国的致死交通事故中 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
，有八成是由于行人或非机动车违章造成的；我国20世纪50年代到70年代，由于汽车保有量很少，公路交通系统不发达，平均车速比较低，造成事故伤亡人员大多以行人为主。20世纪80年代尤其是进入21世纪以来，随着全国汽车保有量迅速增加、公路交通系统改善、平均车速也大大提高了，这也造成了每年的交通事故伤亡人员在不断增加。 中国交通事故死亡数居高不下的主要原因：一是国内的混合交通现状，而国外多发生车撞车的事故，死亡人数概率要比国内小很多。二是国内行人、驾驶员的交通安全意识普遍比较薄弱，自觉遵守交通规则的不多。三是不少国产车的安全性方面与国外存在差距。
研究表明大部分出现驾乘人员伤亡的交通事故是由于驾乘人员未系安全带或在事故猛烈撞击中安全带出现锁扣不牢固等现象，如此一来，如何提高汽车的安全带及锁扣的安全性就摆上了人们交流的日程上来。因此生产安全带锁扣时需要考虑安全带锁扣组合机安装的精度问题，如此才能保证安全带锁扣的高质量，让汽车在安全带方面的安全问题得到大大的改善。
本论文主要研究的是安全带锁扣组合机的设计，其作用是锁住安全带防止挣脱的紧固装置和需要解开安全带时的开关作用。主要介绍安全锁扣组合机的设计与实现、核心控制器硬件电路的选择及软件系统的编程与设计、安装和调试过程中的故障诊断与维修，本设备研究了设备的硬件、软件系统以及保证了设备的调试与安装的精度和效率。
一、绪论
（一）课题来源及研究的意义
本课题的研究来源于苏州菱欧自动化设备有限公司，该公司是近几年自动化设备生产领域发展较快的一家公司，发展前景较大，起初公司是从事产品作业台、输送带等简单非标开始生产，发展受到很大的局限；现如今在电池、车载马达、汽车球头与安全带锁扣等方面开始设计制作生产。
安全带锁扣组合机是一条自动组装与手动组装相结合的半自动生产线，相对于纯手工的人工组装，其特点是简单，快速；设备的高精度、高效率是满足汽车安全带锁扣发展的重要部分，设备上的每个工位、每个机构在组装过程中都要不断的调试，才能达到最好的一个状态，与此同时才能使产品得到高质量、高效率的生产。
（二）当前研究的现状
随着汽车越来越便捷化，汽车的需求也将有飞跃性的增长，汽车零配件行业也将继续保持稳定发展趋势。安全带作用于汽车安全防护装置中关键性零部件，其配套的安全带锁扣的需求量也在不断的增长。安全带可以大幅度地降低碰撞事故的受伤率和死亡率。安全带锁扣作为安全带上的重要组成部分，是安全带组成的快速锁紧及松脱的连接部件，起着保护人员伤亡和及时逃亡的作用，是汽车制造业安全防护中不可或缺的关键部件，因此锁扣的装配和性能测试必须达到相关的技术要求。传统的安全带锁扣采用人工组装，早已无法满足工业化生产的需求。本设计研究的是自动与手动组装相结合的半自动生产线，能大大提高产品的生产率与产品的质量。
（三）研究主要内容
1.安全带锁扣机的整体方案设计
2.安全带锁扣机的硬件结构及软件程序设计
3.安全带锁扣机安装调试时故障诊断
4.安全带锁扣机安装精度调试优化设计
二、整体系统设计方案
安全带锁扣组合机主要有产品的简介、设备的设计要求、设备的整体结构、硬件系统设计、软件系统设计与设备的调试与故障。设计采用倍数链使设备增速，以及振动盘的无序排列变为有序排列，使产品的组装周期性大大提高；本设计中采用欧姆龙的可编程控制器来实现设备的运行，通过拨动开关实现工位切换，使人机合作完成产品的组装。
（一）安全带锁扣简介
安全带锁扣是用于汽车上安全带卡扣固定，其作用是锁住安全带防止挣脱的紧固装置和需要解开安全带时的开关作用，如图2-1所示。由于对安全带锁扣的生产周期要求高，所以采用高效率的设备来完成该要求。该产品总共分为七个工位组装，并且通过手动与自动组装相结合来要求各部件配合到位、弹簧压合到位及轴穿付到位等。
图2-1 安全带锁扣
（二）安全带锁扣组合机的设计要求
随着经济的不断发展，人们的生活水平也得到了提高，对于汽车的需求也不断加大，如今我国大部分家庭都能够购买汽车，随之而来的就是安全问题。为了保证出行安全，对于安全带锁扣的要求极高。因此安全带锁扣组合机就出现在人们的视野中。
安全带锁扣组合机中共有七个工位，工位之间是由手动组装和自动组装相结合的；手动组装部分包括：工位一滑动器与弹簧的组装、工位三扣板组装、导动板与弹簧座组装、工位五锁止簧与按柄组装。自动组装部分包括：工位二弹簧压入、工位四导动板组合组装与轴穿付、工位六按柄压合、工位七夹爪取出完成品。
工位的替换与运行是由倍数链与电机相配合使治具运动到每个工位来完成整个流程。
（三）安全带锁扣组合机的整体结构
安全带锁扣组合机主要由台面、机架、线棒滑道（倍速链及链条）、治具、振动盘等组成，如图2-2所示。设备中的产品组装机构、治具的切换与安全保护框架做介绍。
1.产品组装机构：工位一手动组装滑动器与弹簧组装、工位二自动组装弹簧压入、工位三手动组装扣板、导动板与弹簧座组装、工位四导动板组合组装与轴穿付、工位五锁止簧与按柄的组装、工位六按柄压合、工位七夹爪取出产品。
2.治具的切换：治具是由电机带动倍数链，从而倍数链带动运作到每个工位；到达相应工位后通过阻挡缸、顶升缸等定位保证工位组装，工位之间切换是运用的拨动开关。
引言 1
一、绪论 2
（一）课题来源及研究的意义 2
（二）当前研究的现状 3
（三）研究主要内容 3
二、整体系统设计方案 3
（一）安全带锁扣简介 3
（二）安全带锁扣组合机的设计要求 4
（三） 安全带锁扣组合机的整体结构 4
三、 硬件系统设计 5
（一） 常用标准件的选用与采集 5
四、软件系统设计 10
（一）控制方式的选择 10
（二）基本控制要求 11
（三）安全带带扣组合机中部分主回路 11
（四）电控柜的部分布局图 12
（五）I/O分配的部分图 13
（六）PLC的部分程序设计 13
五、安全带锁扣组合机的调试与精度的问题 15
（一）安装精度 15
（二）设备安装与调试问题及解决措施 16
六、安全带锁扣组合机的实际生产 17
（一）控制流程 17
（二）产品组装过程 17
（三）产品生产的效率 19
七、产品展示 20
（一）样机的成果展示 20
（二）产品成型展示 20
总结 22
致 谢 23
参 考 文 献 24
附录 25
引言
当今全球的汽车工业已经进入一个巅峰时期，作为汽车交通运输发达国家，汽车安全问题是各个国家汽车行业都极具关心的问题；一旦发生交通事故，其不仅造成了巨额的经济损失问题，也导致家庭不幸等诸多社会问题。
据报道，中国的致死交通事故中 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
，有八成是由于行人或非机动车违章造成的；我国20世纪50年代到70年代，由于汽车保有量很少，公路交通系统不发达，平均车速比较低，造成事故伤亡人员大多以行人为主。20世纪80年代尤其是进入21世纪以来，随着全国汽车保有量迅速增加、公路交通系统改善、平均车速也大大提高了，这也造成了每年的交通事故伤亡人员在不断增加。 中国交通事故死亡数居高不下的主要原因：一是国内的混合交通现状，而国外多发生车撞车的事故，死亡人数概率要比国内小很多。二是国内行人、驾驶员的交通安全意识普遍比较薄弱，自觉遵守交通规则的不多。三是不少国产车的安全性方面与国外存在差距。
研究表明大部分出现驾乘人员伤亡的交通事故是由于驾乘人员未系安全带或在事故猛烈撞击中安全带出现锁扣不牢固等现象，如此一来，如何提高汽车的安全带及锁扣的安全性就摆上了人们交流的日程上来。因此生产安全带锁扣时需要考虑安全带锁扣组合机安装的精度问题，如此才能保证安全带锁扣的高质量，让汽车在安全带方面的安全问题得到大大的改善。
本论文主要研究的是安全带锁扣组合机的设计，其作用是锁住安全带防止挣脱的紧固装置和需要解开安全带时的开关作用。主要介绍安全锁扣组合机的设计与实现、核心控制器硬件电路的选择及软件系统的编程与设计、安装和调试过程中的故障诊断与维修，本设备研究了设备的硬件、软件系统以及保证了设备的调试与安装的精度和效率。
一、绪论
（一）课题来源及研究的意义
本课题的研究来源于苏州菱欧自动化设备有限公司，该公司是近几年自动化设备生产领域发展较快的一家公司，发展前景较大，起初公司是从事产品作业台、输送带等简单非标开始生产，发展受到很大的局限；现如今在电池、车载马达、汽车球头与安全带锁扣等方面开始设计制作生产。
安全带锁扣组合机是一条自动组装与手动组装相结合的半自动生产线，相对于纯手工的人工组装，其特点是简单，快速；设备的高精度、高效率是满足汽车安全带锁扣发展的重要部分，设备上的每个工位、每个机构在组装过程中都要不断的调试，才能达到最好的一个状态，与此同时才能使产品得到高质量、高效率的生产。
（二）当前研究的现状
随着汽车越来越便捷化，汽车的需求也将有飞跃性的增长，汽车零配件行业也将继续保持稳定发展趋势。安全带作用于汽车安全防护装置中关键性零部件，其配套的安全带锁扣的需求量也在不断的增长。安全带可以大幅度地降低碰撞事故的受伤率和死亡率。安全带锁扣作为安全带上的重要组成部分，是安全带组成的快速锁紧及松脱的连接部件，起着保护人员伤亡和及时逃亡的作用，是汽车制造业安全防护中不可或缺的关键部件，因此锁扣的装配和性能测试必须达到相关的技术要求。传统的安全带锁扣采用人工组装，早已无法满足工业化生产的需求。本设计研究的是自动与手动组装相结合的半自动生产线，能大大提高产品的生产率与产品的质量。
（三）研究主要内容
1.安全带锁扣机的整体方案设计
2.安全带锁扣机的硬件结构及软件程序设计
3.安全带锁扣机安装调试时故障诊断
4.安全带锁扣机安装精度调试优化设计
二、整体系统设计方案
安全带锁扣组合机主要有产品的简介、设备的设计要求、设备的整体结构、硬件系统设计、软件系统设计与设备的调试与故障。设计采用倍数链使设备增速，以及振动盘的无序排列变为有序排列，使产品的组装周期性大大提高；本设计中采用欧姆龙的可编程控制器来实现设备的运行，通过拨动开关实现工位切换，使人机合作完成产品的组装。
（一）安全带锁扣简介
安全带锁扣是用于汽车上安全带卡扣固定，其作用是锁住安全带防止挣脱的紧固装置和需要解开安全带时的开关作用，如图2-1所示。由于对安全带锁扣的生产周期要求高，所以采用高效率的设备来完成该要求。该产品总共分为七个工位组装，并且通过手动与自动组装相结合来要求各部件配合到位、弹簧压合到位及轴穿付到位等。
图2-1 安全带锁扣
（二）安全带锁扣组合机的设计要求
随着经济的不断发展，人们的生活水平也得到了提高，对于汽车的需求也不断加大，如今我国大部分家庭都能够购买汽车，随之而来的就是安全问题。为了保证出行安全，对于安全带锁扣的要求极高。因此安全带锁扣组合机就出现在人们的视野中。
安全带锁扣组合机中共有七个工位，工位之间是由手动组装和自动组装相结合的；手动组装部分包括：工位一滑动器与弹簧的组装、工位三扣板组装、导动板与弹簧座组装、工位五锁止簧与按柄组装。自动组装部分包括：工位二弹簧压入、工位四导动板组合组装与轴穿付、工位六按柄压合、工位七夹爪取出完成品。
工位的替换与运行是由倍数链与电机相配合使治具运动到每个工位来完成整个流程。
（三）安全带锁扣组合机的整体结构
安全带锁扣组合机主要由台面、机架、线棒滑道（倍速链及链条）、治具、振动盘等组成，如图2-2所示。设备中的产品组装机构、治具的切换与安全保护框架做介绍。
1.产品组装机构：工位一手动组装滑动器与弹簧组装、工位二自动组装弹簧压入、工位三手动组装扣板、导动板与弹簧座组装、工位四导动板组合组装与轴穿付、工位五锁止簧与按柄的组装、工位六按柄压合、工位七夹爪取出产品。
2.治具的切换：治具是由电机带动倍数链，从而倍数链带动运作到每个工位；到达相应工位后通过阻挡缸、顶升缸等定位保证工位组装，工位之间切换是运用的拨动开关。
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