进入21世纪以来，随着劳动力成本的不断提高和技术的不断进步，各国开始陆续进行制造业的转型与升级。在我国，当前一些地区已经面临着劳动力不足的严峻形势，从劳动力过剩向短缺转折的“刘易斯拐点”即将到来。与此同时，随之而来的将是“人口红利”的逐渐消失。由此导致的制造业劳动力成本的快速上升正在大大挤压中小企业原本微薄的利润空间。而制造业转型升级对产品质量和生产效率提升的需求也对自动化生产线提出了进一步需要。我国制造业企业大多属于加工贸易型企业，产品附加值低，人力成本的大幅上升压缩了加工企业的盈利空间，成本倒逼制造商向自动化高效生产模式转型。同时，德国政府推出“工业4.0”，日本公布《机器人新战略》，我国也紧锣密鼓印发《中国制造2025》，将打造具有国际竞争力的制造业，作为我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路^[1]。由此可以看出，生产自动化已经成为大势所趋。

装配过程是产品制造过程的关键步骤，对产品的质量和生产效率有着重要的影响^[2]。随着汽车电子行业的高速发展，消费市场不断扩大，产品装配工艺越来越复杂，装配精度越来越高，劳动力成本也在不断提升，使传统装配方式面临严峻挑战，使用高质量、高性能和量身定做的装配设备可以使企业实现产值的飞速提升，大大减小产品的次品率，有效节约生产成本。这就使得设计非标准化的自动化装配设备变得越来越重要，大力发展自动化装配设备已成为现代工业自动化发展的必然趋势。

综上所述，对汽车电子装配自动生产线的研究是非常必要的。因此，对其进行系统设计和工艺研究具有重要意义。本课题来源于企业横向项目：《汽车电子控制器自动装配线的设计》，主要研究对象为自动装配线中老化单元结构的设计，包括化箱料盘上下料、老化箱转料以及老化箱的结构设计。

国外对汽车行业自动化装配的研究起步较早，世界上著名的汽车生产公司如通用、福特、大众等均采用配有装配机器人的柔性化装配线，生产节拍普遍在一分钟以内^[3]。近几十年，欧洲在大型生产制造设备、精密科研设备和民用产品的装配上取得十分明显的进步，如精密数控机床、空客A380飞机、量子加速器等，欧洲已成为世界上重要的尖端机械设备装配地，其装配技术在世界上也处于领先的地位。日本虽然发展较晚，但是自动化装配技术发展很快，其代表性的两厂是中京电机和东芝机械。

近年来，随着国内汽车行业的快速增长，国内自动装配研究也得到了迅猛的发展。中科院自动化院基于类型识别和跟踪子系统研发了发动机缸体生产线自动物流系统，通过集成视觉识别模块与缸体特征，二维码打标机模块和扫描仪，实现了三种发动机的混合制造^[4]。程洪川等人针对动车组转向架上的轴箱体轴承在生产车间、检测车间、装配车间之间的转运设计了一种移载系统，并在实际生产车间中实现了应用^[5]。卢扬扬等人针对航天产品总装的需要，设计了基于麦克纳姆轮视觉导航技术的物料配送系统，并基于数字化制造模式，设计了调度管理系统，在该系统的路径规划下完成部件、成件和产品的转运、自动对接等任务^[6]。许川佩等人设计了以设计了以 S7－200Smart PLC为控制核心，三自由度滑台为执行部件的控制系统，采用逐点比较法进行直线插补运动控制，实现三轴准确定点移动控制，从而准确调整待装配工件的位置和姿态，完成工件的装配。且实验结果表明其具有定位准确、调试方便等特点^[7]。杨韬等人针对PCB数控钻床设计了自动上下料的机械手，运用D-H参数法建立了机械手的运动学方程，求解出机械手末端在全局坐标系下的位置及姿态。通过ADAMS对机械手进行了运动仿真，得到了机械手末端的轨迹信息、位移信息、速度及加速度信息，为机械手实际动作优化和运动控制提供了依据^[8]。张鑫龙等人针对码垛机器人位置精度提出了利用单激光跟踪干涉仪法的性能测试方法，对机器人的位置准确性和位置重复性进行评估，为码垛机器人位置精度的优化提高提供了依据^[9]。杨毅等人设计了一类老化箱，采用翅片式加热管，设计热风循环装置提高加热效率和箱内温度均衡，同时设计电机驱动的推拉门实现自动开关门^[10]。徐峥等人设计了一种高温通电老化箱，使用抽屉式设计，能够实现多个抽屉式老化工装箱各自独立控制和温度运行^[11]。

根据目前所掌握的资料及查新结果，国内对自动化装配线的研究主要集中在汽车减速箱、发动机、航天航空等领域，其中针对物料转运应用到视觉识别、视觉导航、数字化制造等技术，同时对精确定位也有一定的研究。但是汽车电子行业的自动装配线较为少见，目前可查到的相关研究的动态报道及专利文献较少。

本此毕业设计研究的是：“汽车电子控制器自动装配线中老化单元的设计”，设计的重点和难点主要有：满足生产节拍要求的转运方式、带电老化中插电口的精确定位方式、两类汽车电子控制器共用产线等等。参考现有的结构，设计出能够满足企业生产要求，安全可靠高效的老化单元是本次毕业设计的目标。

2. 研究的基本内容与方案

2.1设计的基本内容

产品装配的平面布置图如图1所示，工序说明如下：