自动换模小车针对汽车座椅环形生产线上的模具搬运和卸载工作而设计的。在此之前汽车座椅模具的搬运和装载都是人工完成的,重复性高、劳动强度大,且耗时长,给企业带来许多不必要的成本投入。自动换模小车的提出和设计初衷是为了代替高额的人工成本、减少企业停线换模的时间,实现不停产线换模,使企业的生产效益最大化。首先根据座椅环形线现场的工艺布局以及环形线上台车的机械结构特征,进行换模小车的机械设计需求分析。利用将换模小车进行功能层级化的设计,即不同的层级完成不同的设计需求。接下来是气动回路系统的设计,包括气缸的选型和计算,以及气动回路的优化设计。对起重臂和传送台结构做运动学分析,利用虚拟样机技术建立对机构执行换模时的负载环境。通过透视仿真数据来指导数字样机模型的设计和优化,利用虚拟样机技术监测仿真过程中气缸的驱动力以及传动轴的驱动力矩的变化情况。在控制系统方面形成了以“机电-气动-PLC”为核心的控制体系。根据气动原理图以及换模小车的机械结构特征对传感器的布局进行设计,传感器对于检测设备运行过程中的位置和气缸活塞位置尤为的关键。在气动控制系统中引入智能从站模块—阀岛进行分布式从站的设计。在自动换模过程中有一个核心的难点,是换模小车对于36工位上目标台车的识别、定位与追踪问题。核心难点将会通过36工位中每辆台车的动态物理偏移量的计算、换模方案的可行性判断来解决这一核心问题。并且利用SCL语言编写自动换模小车对目标台车的识别与追踪程序,以及气缸的执行程序。最后利用博图软件中的PLC—Simulation模块进行程序仿真与调试,验证程序编写的可行性和有效性。本课题研究的方向是将计算机技术、电子信息技术以及传统机械进行有机结合。通过课题研究可以将虚拟样机技术融入机械设计之中,在无需构建物理原型的情况下利用仿真结果指导工程设计,缩小设计周期。利用电子信息技术以及传感器技术设计气动控制系统,编写气动执行程序。论文融合了多学科知识,包括气动元件的计算选型、气动回路设计优化、机构的运动学分析以及PLC控制系统的设计;符合当今企业生产的智能化、高效率的发展方向。