近年来,中国已成为全球的空调生产基地,空调用截止阀市场需求在不断提高,而生产装配方式依然以人工为主,仅少数自动化程度比较高的工厂实现了部分工序的半自动化装配。由此带来的管理、成本、品质和效率等方面的压力很大,很多生产企业都在寻求通过自动化技术来改善或解决这些问题。因此,针对国内多家大型空调阀门制造企业对截止阀在线组装与检测的自动化需求,本文设计开发了一套高效可靠的空调制冷系统截止阀自动组装系统并投入使用。论文主要针对空调冷却系统截止阀的组装工艺进行了深入的分析研究,并参考当前的生产工艺设计了整套截止阀自动化组装系统。依据厂家提供的工艺参数要求,完成了整机的机械方案系统的设计、系统的整体结构的布局和基于PLC系统的高速可视化控制系统方案的设计。机械方面设计了效率较好的机器内物流系统,卡簧收紧压入机构,弯管校正防回弹机构,堵头安装机构,铜沫清洁与收集一体机构等。控制方面设计了包含硬件电路的搭建和控制系统架构,包含上位机、下位机及相关的外围电路的设计。重点针对装配环节螺母轴向预紧力的精准、快速加载做了详细的分析及算法研究处理。考虑了在快速高频的换向阀芯旋紧预紧过程中出现的过冲、过载预紧不足等情况,做了运动速度规划及频域响应分析,并通过PID控制策略及阀芯进给轴的扭矩补偿算法保证了系统在运行过程中的快速响应及稳态性能。最后对整个设备的机械结构的现场安装,控制系统的现场安装调试及控制算法的现场测试进行了综合分析,验证了控制程序及控制算法的可行性和稳定性,具有比较理想的装配效果。本论文论述的自动装配系统已经顺利交付厂家,并在工业现场进行了生产应用。论文所研究的截止阀自动装配系统及预紧力的补偿算法,可以为效率更高、装配工艺更加复杂、制造精度更高的阀体装配机器的研制提供有价值的参考。