劉磊

摘要：氣缸蓋作為柴油機(jī)的關(guān)鍵零部件之一，其產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)工藝手段的發(fā)展是柴油機(jī)整機(jī)的一個重要環(huán)節(jié)。而柴油機(jī)整機(jī)和關(guān)鍵部件工藝及制造技術(shù)的數(shù)字化水平是衡量國家軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。目前鐵路柴油機(jī)用氣缸蓋數(shù)字化裝配的實現(xiàn)，對于國產(chǎn)軌道交通行業(yè)的數(shù)字化發(fā)展具有重大戰(zhàn)略意義。

關(guān)鍵詞：氣缸蓋;數(shù)字化裝配線;工藝設(shè)計

0 ?引言

氣缸蓋作為柴油機(jī)重要零部件之一，其在柴油機(jī)運行過程中要承受苛刻條件的高溫高壓燃?xì)鈳淼臒嶝?fù)荷，其產(chǎn)品整體裝配精度、裝配過程的控制與裝配質(zhì)量將直接影響到柴油機(jī)動力組整體穩(wěn)定運行和密封性。為了保證氣缸蓋的可靠性和提高使用壽命，利用數(shù)字化設(shè)備與技術(shù)手段對其裝配信息收集、在線檢測、數(shù)字化裝配進(jìn)行智能升級。進(jìn)一步提高柴油機(jī)關(guān)鍵零部件的裝配水平，從整體上提升國內(nèi)軌道交通制造業(yè)的競爭力。

1 ?氣缸蓋裝配線工藝設(shè)計概況

1.1 工藝規(guī)劃

柴油機(jī)氣缸蓋數(shù)字化裝配線規(guī)劃以實現(xiàn)中高速大功率柴油機(jī)氣缸蓋的數(shù)字化裝配為原則，根據(jù)確定的生產(chǎn)節(jié)拍，建成滿足年度生產(chǎn)經(jīng)營大綱要求的氣缸蓋裝配生產(chǎn)線。生產(chǎn)線工藝設(shè)計以氣缸蓋裝配工藝為基礎(chǔ)，通過優(yōu)化設(shè)計氣缸蓋裝配工藝流程，配備一條先進(jìn)的氣缸蓋數(shù)字化裝配線并實現(xiàn)在線檢測，物料周轉(zhuǎn)采用智能機(jī)械手配合物料運輸AGV小車，升級現(xiàn)有各信息化系統(tǒng)和裝備，并進(jìn)行融合集成，最終實現(xiàn)柴油機(jī)氣缸蓋數(shù)字化裝配生產(chǎn)線的規(guī)劃目標(biāo)。

1.2 工藝流程設(shè)計與優(yōu)化

以某型鐵路用氣缸蓋裝配過程為例。

某型氣缸蓋裝配過程以氣缸蓋本體的流轉(zhuǎn)為主線，附屬零件處理工作為輔線，依據(jù)柔性加工生產(chǎn)線提供的氣缸蓋數(shù)字化質(zhì)量數(shù)據(jù)，對待裝配氣缸蓋進(jìn)行質(zhì)量分析、模擬裝配，依次經(jīng)過噴油器護(hù)套裝配、堵蓋裝配、閥座冷裝配、水路低壓試驗、清洗、氣門導(dǎo)管及密封套裝配、氣門裝配、鎖夾裝配、打標(biāo)識等系列工作后，完成氣缸蓋的裝配工作。

以該氣缸蓋裝配工作內(nèi)容為基礎(chǔ)，重新對裝配工藝流程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，選擇“壓力試驗”和“整體清洗”兩個工序為分界點，將裝配工藝過程設(shè)計為三個模塊化裝配中心進(jìn)行氣缸蓋的裝配，并可通過更換裝配控制程序、裝配臺夾具、裝配頭、搬運機(jī)械手抓取工具、裝配零件庫等組件實現(xiàn)全系列氣缸蓋的裝配工作，該設(shè)計采用模塊化柔性設(shè)計，更換極為方便快捷，具備較強(qiáng)的通用性。

裝配線設(shè)計為六個工作站環(huán)形排布，各個工作站中間通過共用一臺中心搬運機(jī)器人及4臺內(nèi)部流轉(zhuǎn)機(jī)器人完成工件的流轉(zhuǎn)運輸。線外布置一條檢查線和一條輔料上料線，檢查線配備翻轉(zhuǎn)胎，可實現(xiàn)氣缸蓋360度翻轉(zhuǎn)，提高了檢查人員對氣缸蓋外觀及內(nèi)腔的目視檢查的效率;輔料上料線，配備精密集裝盒，實現(xiàn)裝配線物料齊套配送。

1.3 工藝流程及工藝布局

工藝流程以某型氣缸蓋裝配為例，見表1，工藝布局圖見圖1。

2 ?裝配線的工藝信息模式設(shè)計

2.1 工藝信息模式流程設(shè)計

裝配線系統(tǒng)設(shè)立工藝虛擬裝配班，接到上級職能部門下發(fā)的生產(chǎn)任務(wù)單后，編制氣缸蓋裝配單，進(jìn)行工藝虛擬裝配。調(diào)度系統(tǒng)調(diào)取庫房中的零件信息，依據(jù)裝配工藝技術(shù)條件，選取合適的零件，進(jìn)行虛擬裝配，最終形成裝配單，并下發(fā)給庫房班、運輸班、工裝班、裝配線及其他配合的職能班。整個裝配過程零件信息、裝配數(shù)據(jù)、裝配結(jié)果等信息自動錄入裝配單，并最終生成實配單，上傳或保存。

裝配線工作流程見圖2。

2.2 工藝流程信息數(shù)據(jù)處理

氣缸蓋裝配過程輸出一份裝配工藝信息數(shù)據(jù)單，包括零件信息、裝配信息、工裝信息、工具信息、設(shè)備信息等，指導(dǎo)整個裝配工作進(jìn)程，并最終以實配單輸出并保存。

零件信息包括零件倉庫信息、尺寸信息、生產(chǎn)單位或人員信息、裝配順序、裝配零件庫位等信息。每個裝配子部件打印二維碼，賦予信息代碼，貼在裝配零件庫位上，供裝配機(jī)械手讀取該信息，確保準(zhǔn)確裝配該零件，并作好記錄已供查詢追溯。

工藝裝備信息管理，不同型號的氣缸蓋裝配，會使用不同的裝配頭模塊，工裝班將這些工裝分類并賦予二維碼進(jìn)行管理，供機(jī)械手掃描、提取，實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確提取，保證運送合適的工裝到裝配線工裝庫。

3 ?結(jié)束語

通過對某鐵路用中高速大功率柴油機(jī)的氣缸蓋的裝配工藝流程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，提高了氣缸蓋裝配的效率和產(chǎn)品質(zhì)量;通過數(shù)字化裝配線的工藝信息模式設(shè)計，有效提升氣缸蓋的裝配質(zhì)量，豐富了質(zhì)量管控手段，在柴油機(jī)氣缸蓋裝配中實現(xiàn)自動化檢測與裝配，進(jìn)而為柴油機(jī)整體數(shù)字化管理目標(biāo)打下堅實基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫志禮，冷興聚，魏延剛，曾海泉.機(jī)械設(shè)計[M].東北大學(xué)出版社，2000，7.

[2]成大先.機(jī)械設(shè)計手冊[M].北京化學(xué)工業(yè)出版社，1993.

[3]包善斐，于駿一，王龍山.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].吉林科學(xué)技術(shù)出版社，1992.

[4]馮幸安，黃玉美，關(guān)慧貞.機(jī)械制造裝備設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.