代友文 陸郁 黃雅韻

摘要：汽車行業(yè)乃是國(guó)家的支柱性產(chǎn)業(yè)之一，其市場(chǎng)規(guī)模非常巨大。然而，近兩年，大部分汽車企業(yè)卻面臨著“寒冬”。在銷量上不去的情況下，如何做好降成本，成為各汽車制造企業(yè)，包括相應(yīng)的零部件供應(yīng)商的關(guān)注點(diǎn)。自動(dòng)化改進(jìn)，作為一個(gè)降低運(yùn)行成本的點(diǎn)，其本身出發(fā)點(diǎn)就是提高生產(chǎn)效率，降低人力成本。本文主要圍繞某型發(fā)動(dòng)機(jī)缸體油堵擰緊自動(dòng)化改進(jìn)及相關(guān)運(yùn)行問題診斷展開論述。目的是為行業(yè)內(nèi)類似的產(chǎn)線需求，提供參考。

Abstract： The automobile industry is one of the country's pillar industries， and its market scale is very huge. However， in the past two years， most auto companies have faced a "cold winter". In the case that sales are not going up， how to do a good job in reducing costs has become the focus of all automobile manufacturers， including the corresponding parts suppliers. Automation improvement， as a point of reducing operating costs， its own starting point is to improve production efficiency and reduce labor costs. This article mainly focuses on the automatic improvement of oil plug tightening of a certain type of engine and the diagnosis of related operating problems. The purpose is to provide a reference for similar production line needs in the industry.

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化;發(fā)動(dòng)機(jī);擰緊;問題診斷

Key words： automation;engine;tightening;problem diagnosis

中圖分類號(hào)：U461.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）18-0152-02

0? 引言

汽車工業(yè)發(fā)展歷史久遠(yuǎn)，中國(guó)汽車工業(yè)雖然起步晚，但是，目前已經(jīng)可以說是世界第一汽車大國(guó)。汽車，涵蓋柴油汽車、汽油汽車、液化天然氣汽車，也包含新興的新能源汽車，如鋰電池汽車、氫燃料汽車等。其關(guān)聯(lián)的相關(guān)配套零部件非常多，對(duì)應(yīng)零部件配套企業(yè)也是相當(dāng)龐大。雖然當(dāng)前新能源汽車，尤其是燃料電池汽車有蓋過傳統(tǒng)燃油汽車的風(fēng)頭，但是，傳統(tǒng)燃油汽車還是將會(huì)存在較長(zhǎng)時(shí)間的生命周期。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)作為傳統(tǒng)燃油汽車的“心臟”，為整車輸出澎湃動(dòng)力。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)主要由缸體、缸蓋、曲軸三大部件以及其他配合部件所組成。缸體主要作用為承載燃燒室，傳輸冷卻水、潤(rùn)滑油等。其中，傳輸潤(rùn)滑油，通常稱為“機(jī)油”，是在缸體內(nèi)部各型腔、油道間。在缸體的機(jī)加工過程中，由于需要打通油道，自然就會(huì)在缸體表面鉆孔。當(dāng)油道加工完成并得到徹底清潔后，則需要將鉆孔堵上（一般使用油堵），避免潤(rùn)滑油的泄漏。本文主要針對(duì)某型發(fā)動(dòng)機(jī)缸體油堵的自動(dòng)擰緊及相關(guān)運(yùn)行問題診斷展開論述。

該型發(fā)動(dòng)機(jī)缸體為鑄鐵材質(zhì)，生產(chǎn)過程主要分為前期鑄造、基準(zhǔn)面預(yù)加工、上線打碼、粗加工、半精加工、中間清洗、中間試漏、安裝曲軸軸承蓋、精加工、珩磨、最終清洗、最終試漏、終檢下線。其中，主要探究在最終試漏工序，如何實(shí)現(xiàn)油堵的自動(dòng)擰緊。

1? 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該型發(fā)動(dòng)機(jī)缸體在前期油道加工完后，分別會(huì)有3個(gè)1/4油堵安裝孔和1個(gè)1/8油堵安裝孔。原有設(shè)計(jì)為操作人員手動(dòng)取油堵、對(duì)油堵涂膠，最后使用擰緊槍將油堵擰緊固定到油堵孔上。新的油堵自動(dòng)擰緊機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)上要能實(shí)現(xiàn)油堵自動(dòng)上料、取油堵、油堵涂膠以及油堵擰緊。

2? 油堵自動(dòng)上料

油堵原包裝為袋裝，需要人員先將油堵拆包裝后投入漏斗。漏斗設(shè)計(jì)上有一套自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)，可以將油堵不斷傳輸?shù)綄?dǎo)軌上。因?yàn)橛投掠姓捶较蛑?，在?dǎo)軌設(shè)計(jì)上有油堵防反的裝置。油堵在導(dǎo)軌上的移動(dòng)靠抖料機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。結(jié)構(gòu)圖如圖1。

3? 油堵擰緊站及涂膠

本案例使用的是國(guó)際上較為通用的某品牌機(jī)器人，配套設(shè)計(jì)有擰緊工裝。油堵首先從上料機(jī)構(gòu)經(jīng)傳輸料道傳送到夾爪上部接料盒。當(dāng)控制信號(hào)給接料盒需要料的信息后，隔料桿回退放料，然后，油堵落入夾爪中，夾爪氣缸下降到機(jī)器人取油堵位置。機(jī)器人按照預(yù)先調(diào)試好的坐標(biāo)位置，移動(dòng)到油堵取料位置。此時(shí)，靠擰緊槍頭表面設(shè)計(jì)的磁鐵，保證油堵在槍頭上貼合平整。機(jī)器人取到油堵后，會(huì)先到涂膠位置，對(duì)每一個(gè)油堵進(jìn)行涂膠。考慮到設(shè)計(jì)上防錯(cuò)，增加有油堵涂膠的壓力與時(shí)間控制，另外還有一套涂膠視覺識(shí)別防錯(cuò)。如圖2。

4? 自動(dòng)擰緊相關(guān)運(yùn)行問題診斷

以上基本將油堵自動(dòng)擰緊結(jié)構(gòu)進(jìn)行了概述，從設(shè)計(jì)上來看，從油堵供料、取料、涂膠到擰緊，本案例中均相應(yīng)進(jìn)行了相對(duì)完善的防錯(cuò)或者監(jiān)控。在實(shí)際運(yùn)行過程中，我們還遇到以下一些問題，值得進(jìn)行探討和分享。

4.1 油堵取料

在實(shí)際運(yùn)行過程中，我們發(fā)現(xiàn)，油堵有取料失敗較多問題。這一問題，直接會(huì)影響到整個(gè)擰緊機(jī)構(gòu)的運(yùn)行效率。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)分析，判斷為擰緊槍頭設(shè)計(jì)上存在缺陷，槍頭前端為平頭，與油堵配合不緊密。采用球頭的前端設(shè)計(jì)后，取料失敗問題得到遏制。另，設(shè)計(jì)有V型夾爪和定位桿等專有接料裝置，保證油堵在取料位置的準(zhǔn)確和穩(wěn)定，如圖3。

為了讓油堵在槍頭上位置固定和貼平，還對(duì)槍頭設(shè)計(jì)上進(jìn)行了改進(jìn)，增加了磁鐵，有效吸附油堵，同時(shí)，防止油堵在機(jī)器人移動(dòng)過程中掉落。如圖4。

4.2 油堵涂膠

當(dāng)機(jī)器人將油堵取到后，會(huì)移動(dòng)到涂膠位置。當(dāng)?shù)轿恍盘?hào)觸發(fā)后，涂膠系統(tǒng)啟動(dòng)噴膠。涂膠量是可以通過閥的開啟、供膠壓力和時(shí)間的設(shè)定來控制。實(shí)際運(yùn)行過程中，有出現(xiàn)涂膠量波動(dòng)問題，過多的涂膠會(huì)污染擰緊槍頭、污染夾爪，甚至是污染工件;過少的涂膠則會(huì)造成產(chǎn)品密封性能降低。針對(duì)涂膠量波動(dòng)，有涂膠視覺識(shí)別防錯(cuò)，能夠從過程進(jìn)行監(jiān)控。另外，固化相應(yīng)的參數(shù)，對(duì)于涂膠量控制也是有一定的幫助。

4.3 油堵擰緊

在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行調(diào)試過程中，我們有發(fā)現(xiàn)，油堵在擰緊過程中出現(xiàn)擰緊不合格，主要問題在于油堵對(duì)位不好。由于設(shè)計(jì)上槍頭有一定柔性，在核對(duì)好擰緊位置后，基本可以解決擰緊問題。如圖5。

4.4 油堵的隔料

上料機(jī)構(gòu)將油堵供到夾爪上部的接料盒，由于機(jī)器人取料每次只能取1個(gè)油堵，則需要進(jìn)行隔料控制。在實(shí)際運(yùn)行過程中，有發(fā)現(xiàn)隔料桿磨損異常和斷口問題。針對(duì)該問題，可行的控制措施是調(diào)整油堵吹氣壓力和隔料桿材質(zhì)。

5? 總結(jié)

綜上所述，本文主要介紹了一種已應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)擰緊裝置。與常見的自動(dòng)擰緊區(qū)別在于，本套裝置能夠在實(shí)現(xiàn)擰緊的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的涂膠和膠檢。雖然，現(xiàn)場(chǎng)使用過程中，還存在一些影響運(yùn)行的問題。這里也對(duì)一些常見問題進(jìn)行了診斷和分享，供同行或者有相同需求的伙伴參考。

參考文獻(xiàn)：

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