随着数控、材料、刀具等技术的不断发展,数控滚齿机加工性能得到了极大的提高,目前,Gleason Genesis 130H系列的数控滚齿机加工一个100mm以内小直径行星齿轮的最短时间只要8秒,手动或半自动上料极大的阻碍了该型机床性能的发挥,降低了生产效率,导致该机型无法按照设计目标满负荷运行,且工人的劳动强度过大,制约了整个生产过程。因此需要研制一台自动上下料装置配合滚齿机发挥最佳性能,并减轻工人的劳动强度。本课题的研究目的就在于设计一套电气控制系统,与已经完成设计的机械部件配合,实现为数控滚齿机自动上下料的功能,使自动化生产融入整个生产过程,并探索多点定位系统、多功能夹抓、快速换产等关键技术的设计。概况起来本论文的主要研究内容如下:(1)自动上下料装置电控系统的总体设计,通过方案对比,确定了以西门子S7-300系列PLC为主控、工业相机及光电开关等为检测装置、气缸和伺服为执行器件的电气控制系统;(2)多点定位系统的设计,通过分析对比不同定位方式的特点,确定了以机械挡块+电气开关定位方式实现托盘的多点定位功能,以伺服定位方式实现零件运送的多点定位功能;(3)多功能夹抓的设计,通过分析夹抓的手指、驱动等特性,确定了伺服电缸作为多功能夹抓驱动器,并设计了夹抓的手指。(4)上下料装置与滚齿机通讯方案的设计,确定了以Profinet总线实现设备间的通讯,并定义了传输内容。(5)人机交互方案的设计,确定了以西门子Mobile Panel 277移动面板为硬件,并设计了菜单界面、模式界面、示教界面等控制系统所需的操作界面。按照上述研究内容生产的上下料装置已装备于重庆某变速器生产厂,实际应用表明:上料机构满足实际使用需求,运行稳定、可靠,平均上下料周期为14.6秒,小于滚齿机最小加工周期16.8秒,且一个工人可以同时照看3台滚齿机,比原先只能照看一台滚齿机有了明显的提高,大大提高了生产效率,减轻了工人的劳动强度。