邵江峰 彭勇 余新林

摘 要：在多孔焊接件焊接當(dāng)中各個孔位之間的同軸系數(shù)無法實現(xiàn)精準(zhǔn)控制，因此在多孔焊接件配套過程中，無法實現(xiàn)自動化銜接?；诖?，本文提出一種采用360°無死角自動導(dǎo)向浮動機構(gòu)，可以自動查找孔位的，從而避免因為焊接變形造成的同軸度超差問題。此方法能夠?qū)崿F(xiàn)6只套軸壓裝，相比人工敲擊方法，速度提高了5倍以上，不僅降低了人工勞力，同時也減少了污染問題。

關(guān)鍵詞：多孔焊接件；同步壓裝軸套；浮動機構(gòu)；壓板

中圖分類號：TH16 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）30-0266-02

引 言

隨著我國科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，自動化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用愈加廣泛，自動化的實現(xiàn)程度與人工勞力、工作效率成正比。在現(xiàn)代化工業(yè)當(dāng)中，液壓技術(shù)、氣動技術(shù)的完善，大大提高了裝配工藝的自動化精度，人工生產(chǎn)的高污染、高強度的形式將逐漸被替代，這也提高了對相應(yīng)工藝裝備的改造要求。多孔焊接件是機械中的重要零部件，例如圓環(huán)棒等，直接影響著設(shè)備在實際運行中的穩(wěn)定性，這就需要加強對多孔焊接件壓裝軸套工藝的研究，對現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展有著重要意義。下文本文以圓環(huán)棒為例，探究如何實現(xiàn)多孔焊接壓裝軸套工藝。

1 多孔焊接件壓裝軸套工藝現(xiàn)狀分析

縱觀當(dāng)今機械設(shè)備市場，尚未提出間手動搬運車領(lǐng)域的圓環(huán)棒壓裝專業(yè)設(shè)備，圓環(huán)棒軸套通常是通過人工形式把單個銅套放入到大筋板孔定位后，再采用銅錘打入。在每根圓環(huán)棒在裝配銅套過程中，需要反復(fù)進行6次的敲打，在實際施工中效率較低、人工勞力強、噪聲大。

最初的想法是通過應(yīng)用圓環(huán)銅套壓裝工藝設(shè)備，實現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化。在圓環(huán)棒焊接部位主要涵蓋了2塊大筋板、1根圓環(huán)棒軸，2塊大筋板在圓環(huán)棒上對稱安裝在兩側(cè)。而焊接完成后兩端大筋板所對應(yīng)的同軸度也難以保證。在筋板上圓環(huán)棒軸上設(shè)置了2個孔，總共有6個孔需要裝入到銅套中。在焊接當(dāng)中會產(chǎn)生應(yīng)力形變（無法消除），因此6個孔位的同軸精度往往難以保障，無法實現(xiàn)6軸同步壓入，這也是難以實現(xiàn)自動化的重要因素。

基于此，為了能夠全面改善此現(xiàn)狀，提高圓環(huán)棒壓裝軸套效率、降低生產(chǎn)噪聲污染，需要將圓環(huán)棒軸套壓裝方式進行優(yōu)化，讓機械壓裝替代傳統(tǒng)的手工壓裝形式。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)置

2.1 壓套機結(jié)構(gòu)

結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)特點，選擇相應(yīng)的壓套機。這樣即可讓一根圓環(huán)棒一次性壓入6個銅套，從而環(huán)節(jié)人工低效率、高噪音的問題。也可以避免焊接時出現(xiàn)的變形導(dǎo)致無法實現(xiàn)自動化問題（如圖1）。

2.2 浮動壓頭結(jié)構(gòu)

由于圓環(huán)棒中總共設(shè)置了6個孔位，并且每個孔位內(nèi)部都要打入銅套，兩端大筋板與圓環(huán)棒兩端6個孔洞同軸度、平行度會受到焊接因素影響出現(xiàn)變形，如果想要實現(xiàn)多套的同時壓裝，需要滿足以下要求：將軸孔定位、銅套定位、壓頭浮動等工件組成一個整體，以壓頭浮動為基準(zhǔn)消除位置公差以及同軸系數(shù)的不確定因素。為了能夠解決此類偏差問題，可以采用浮動壓頭機構(gòu)。

在本設(shè)計當(dāng)中，頂桿圓周上設(shè)置了V形槽以及兩個鍵槽，將鋼球分別對應(yīng)V形槽中的擺放，并通過六角圓柱、彈簧緊定螺釘支撐鋼珠，并調(diào)整六角圓柱端定螺釘之間的距離，讓頂桿外圓軸與螺套孔在同一軸線上。為了避免頂桿旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致趕住從V形槽中滑落，將前后六角圓柱端緊定螺釘卡在頂桿兩處鍵槽位置上，主要是用作軸向滑動。

3 壓套機工作原理與改進

3.1 工件定位

工件定位當(dāng)中主要是由3套V形定位塊、2塊等高支撐座構(gòu)成，將V形定位塊排列到同一軸線和登高支撐座的對應(yīng)部位，并將其固定在機座面板中，確保圓環(huán)棒軸線與大筋板孔位相匹配，在V形槽當(dāng)中放入工件，筋板長端裝設(shè)在定位塊上，這樣可以實現(xiàn)圓環(huán)棒焊接孔位的定位。工作人員只需要按下油泵啟動按鍵，采用電磁閥、傳感器信號輸出，這樣油缸供油、活塞桿運行，活塞桿向上運行推動讓V形塊上端旋轉(zhuǎn)壓板圍繞著轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，直到壓緊到位，在液壓系統(tǒng)當(dāng)中的鎖緊回路主要起到控制壓力、鎖緊的功能，從而固定圓環(huán)棒的徑向位置。在整個系統(tǒng)中設(shè)置聚氨酯墊塊，讓鋼與鋼之間的接觸更加融合，從而提高了工裝使用壽命。

3.2 軸套壓裝過程

在軸套壓裝過程中主要以三個環(huán)節(jié)為主：

（1）頂桿與工件孔接觸運動過程

把6只銅套分別在頂桿外圈位置上固定，在操作面板上設(shè)置自動擋位，之后啟動液壓系統(tǒng)，在液壓系統(tǒng)控制條件下，傳動部位通過T形接頭分支管道，讓兩端油缸同步給進。同步朝向中間部位運行直到和圓環(huán)棒焊接各個孔壁相互觸碰。這是因為焊接變形機理，頂桿頭位置與孔位無法保持在同一軸線，從而對頂桿頭位置造成擠壓。

（2）壓裝過程

通過油缸的繼續(xù)向前推動，加壓的壓力會進一步提升，頂桿在螺套上定位由3個彈簧支撐浮動，頂桿在圓周徑向內(nèi)做出自由擺動。在擠壓作用下，頂桿會朝向反方向做出運動，逐漸調(diào)整彈簧的作用力，讓其與工作面保持在同一軸線上。在液壓作推動作用下，頂桿頭部會探入到圓環(huán)棒焊接孔內(nèi)，通過彈簧彈力頭部傾斜自由滑動，從而找到圓環(huán)棒已焊接件內(nèi)孔中心。在油缸作用力下，即可讓軸套、內(nèi)孔配合到位，兩端保持持平。

（3）在達到了極限位置之后，控制系統(tǒng)會接收到傳感器所發(fā)出的信號信息，此時的油缸處在退回狀態(tài)。在油缸帶動作用下，頂桿結(jié)構(gòu)會逐漸回到初始狀態(tài)，即可完成一個工作循環(huán)。

4 結(jié)束語

綜上所述，為了能夠提高多孔焊接件壓裝效率，降低人工因素帶來的負面影響，可以采用壓套機以及浮動壓頭結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方式，并配備上PLC自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，在一根圓環(huán)棒焊接件上同步6個銅套，大大提高工作效率，同時也能夠避免因為焊接造成變形導(dǎo)致的同軸系數(shù)不精準(zhǔn)的情況?？傊?，該方案在實際應(yīng)用十分便捷、效率，值得進一步推廣。

參考文獻

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收稿日期：2018-9-12