随着国内制造业技术的快速发展,通用深沟球轴承的需求量及质量要求不断提升。然而目前国内轴承生产企业大多采用手动或者半自动装配设备进行内外钢圈与滚动球体的装配,这种轴承生产方式不仅效率低下,而且无法保证产品质量。因此,论文以实现轴承装配过程自动化为出发点,对深沟球轴承自动装配单元控制系统进行了深入研究。首先分析和确定深沟球轴承自动装配单元的总体设计方案。对国内轴承行业规模、轴承工业生产结构与生产技术水平等行业背景进行探讨,分析了国内外轴承装配技术水平和研究现状;然后对深沟球轴承内部结构进行剖析,梳理出轴承装配流程;随后通过对自动装配单元重点工位机械设计模型的研究,确定了自动装配单元的控制系统功能,对比分析四种自动化系统,从而确定以PLC为核心,以工业以太网和现场总线技术相结合的混合式控制系统。其次,对控制系统硬件部分和软件部分进行了深入分析和研究。首先根据电气柜的设计原则,设计自动装配单元总电柜与分电柜柜内结构和装配板布局等,并整理出柜内主要元器件清单;然后针对PLC、分布式I/O等柜内重要元器件进行选型研究;构建伺服负载模型,通过负载速度、扭矩和惯量比的计算,选择合适的伺服电机;其次针对气压传动组件、气源处理装置、电磁阀等气动元件进行选型研究;通过构建气缸负载模型,计算气缸伸出时输出推力和缩回时输出拉力,选择合适气缸。基于上述控制系统硬件方案的研究成果,以控制系统硬件组态为基础,基于博途(TIA)编程平台,搭建控制系统程序框架;采用西门子STL编程语言设计标准程序块、手动标准程序段和自动标准步进式程序结构;深入分析重点工位控制逻辑,梳理各分工位控制逻辑图;构建游隙测量模型,采用西门子SCL高级编程语言,借助Floyd迭代算法,设计和开发了最佳配组算法;搭建人机交互工程框架,完成WinCC人机交互设计研究。最后,在上述研究成果的基础上,设计和开发了深沟球轴承自动装配单元样机,并基于综合效率OEE指标和生产节拍对样机进行了相应的实验测试和分析,为深沟球轴承自动装配单元性能的进一步提升和完善奠定了良好基础。