李便花，趙文虎，潘會平，尤 楊，李姝金，和海亮

(1.山西北方晉東化工有限公司，山西 陽泉 045000；2.陸軍駐太原地區(qū)第三軍代室，山西 太原 030000)

信號彈是單兵武器常規(guī)裝備的重要產(chǎn)品之一，由上蓋、下蓋、發(fā)射筒體(發(fā)射筒體內(nèi)裝飛行彈丸)組成，產(chǎn)品組成如圖1所示。信號彈作用原理為：將上蓋及下蓋取下，將飛行彈丸底部推進(jìn)劑點(diǎn)燃，彈丸獲得能量使信號彈脫離發(fā)射筒體飛向高空，推進(jìn)劑燃完的瞬間點(diǎn)燃拋射藥，拋射藥在點(diǎn)燃星光體的同時(shí)，將其拋出飛行彈丸外，實(shí)施地面的信號聯(lián)絡(luò)和目標(biāo)指示。

圖1 信號彈外形圖

1 由來

信號彈上蓋與發(fā)射筒體連接處、下蓋與發(fā)射筒體連接處要用膠液進(jìn)行密封[1]，確保產(chǎn)品經(jīng)過勤務(wù)處理后產(chǎn)品的密封性。產(chǎn)品投入批生產(chǎn)時(shí)一直采用手工操作，由于產(chǎn)品生產(chǎn)量的增加，有更多的人員參與涂膠工序，該工序操作時(shí)發(fā)射筒體內(nèi)有火工危險(xiǎn)品，生產(chǎn)過程存在安全隱患。使用人工操作的工藝缺點(diǎn)：一是手工操作涂膠后產(chǎn)品外觀質(zhì)量一致性存在差異；二是操作人員的勞動強(qiáng)度較大，所需操作人員較多；三是生產(chǎn)效率較低；四是生產(chǎn)過程中本質(zhì)安全度不高，存在安全風(fēng)險(xiǎn)。

為進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率及操作安全性，解放操作人員，提高產(chǎn)品的質(zhì)量一致性，對涂膠工序工藝技術(shù)進(jìn)行自動化研究[2]。

2 工藝設(shè)計(jì)思路

為實(shí)現(xiàn)自動化涂膠(包括自動進(jìn)料、出料以及自動進(jìn)出料門)，人機(jī)隔離，采用上下料流水線為雙層單向流水線，流水線運(yùn)動方向與制具進(jìn)出料方向保持一致，涂膠工序產(chǎn)品流向原理圖如圖2所示。

圖2 產(chǎn)品進(jìn)出料工作流向示意圖

該工藝設(shè)備采用防爆型電器、防靜電傳輸帶、防靜電制具；點(diǎn)膠時(shí)，產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)方向同產(chǎn)品上蓋、下蓋與發(fā)射筒體聯(lián)接螺紋旋轉(zhuǎn)方向一致；在產(chǎn)品進(jìn)料至出料整個(gè)過程中，上蓋、下蓋不允許受力；產(chǎn)品在抓取及旋轉(zhuǎn)過程中不得使發(fā)射筒體、上蓋、下蓋出現(xiàn)變形、劃傷；涂膠過程中膠液收發(fā)自如，涂膠停止后不得出現(xiàn)滴膠、拉絲以及氣泡現(xiàn)象[3]。

3 工藝設(shè)計(jì)及試驗(yàn)驗(yàn)證

3.1 作業(yè)工藝流程

產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)盛具與產(chǎn)品由上層流水線進(jìn)料，下層流水線出料，設(shè)備內(nèi)部作業(yè)平臺可進(jìn)行升降，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)盛具在進(jìn)料流水線和出料流水線之間的切換。作業(yè)基本流程示意圖如圖3所示。

圖3 作業(yè)基本流程示意圖

3.2 工藝設(shè)備技術(shù)方案

上蓋、下蓋與發(fā)射筒體聯(lián)接螺紋自動化涂膠工藝設(shè)備由上下料區(qū)、作業(yè)區(qū)、搖臂式觸控屏幕、電控區(qū)4部分組成(見圖4)。

圖4 工藝設(shè)備組成

1)上下料區(qū)位于作業(yè)區(qū)后方，用于操作者進(jìn)行上料及下料操作。

2)作業(yè)區(qū)位于設(shè)備整體上部，是涂膠作業(yè)的工區(qū)[4]。工作區(qū)由儲膠筒、氣動夾爪、高精度線性模組、點(diǎn)膠閥、定位氣缸等部分組成(見圖5)。

圖5 工作區(qū)簡圖

3)搖臂式觸控屏幕由設(shè)備上方引出，可以旋轉(zhuǎn)至設(shè)備正前方和設(shè)備側(cè)方，方便操作者進(jìn)行設(shè)備的參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行控制。

4)電控區(qū)位于設(shè)備整體下部防塵隔爆箱內(nèi)，用于放置電氣器件，進(jìn)行強(qiáng)弱電分離。

3.3 工藝實(shí)現(xiàn)方式

1)產(chǎn)品放入標(biāo)準(zhǔn)盛具中，將放有產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)盛具放入上層流水線進(jìn)料，產(chǎn)品進(jìn)入工作區(qū)，關(guān)閉安全門。

2)產(chǎn)品進(jìn)行工作區(qū)后，定位氣缸對標(biāo)準(zhǔn)盛具進(jìn)行精準(zhǔn)定位，確保產(chǎn)品位置準(zhǔn)確。

3)氣動夾爪由三軸高精度線性模組控制，精確地運(yùn)動到被涂膠產(chǎn)品上方，夾起產(chǎn)品運(yùn)動到指定的涂膠位置并放入旋轉(zhuǎn)工裝內(nèi)；點(diǎn)膠閥由三軸高精度線性模組控制，精確地運(yùn)動到被涂膠產(chǎn)品位置[5]；采用高精度氣動點(diǎn)膠閥，通過氣動壓力控制出膠速度，伴隨工裝旋轉(zhuǎn)360°，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品上蓋或下蓋與發(fā)射筒體螺紋聯(lián)接處一周膠液涂覆，高精度氣動點(diǎn)膠閥精確控制出膠時(shí)間，產(chǎn)品360°到位后，膠口處立即氣動止膠機(jī)構(gòu)，停止給膠；涂膠完成后點(diǎn)膠閥遠(yuǎn)離產(chǎn)品，夾爪氣缸將產(chǎn)品放回到標(biāo)準(zhǔn)盛具中，并移動到下一發(fā)產(chǎn)品上方，再次重復(fù)之前的動作。在工作區(qū)的工藝流程如圖6所示。

圖6 工作區(qū)中產(chǎn)品涂膠的工藝流程

4)完成整盤產(chǎn)品涂膠后，安全門打開，裝有產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)盛具送出作業(yè)區(qū)，定位氣缸松開，操作者即可將涂好膠的產(chǎn)品取走。

3.4 自動涂膠的優(yōu)勢分析

產(chǎn)品上蓋、下蓋與發(fā)射筒體聯(lián)接螺紋涂膠密封是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品整體密封的必要條件，涂膠密封質(zhì)量決定產(chǎn)品在勤務(wù)處理后的性能，實(shí)現(xiàn)自動涂膠可實(shí)現(xiàn)[6]。

1)料盤為標(biāo)準(zhǔn)盛具，產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)整盤產(chǎn)品上料進(jìn)行傳輸，淘汰單個(gè)產(chǎn)品的人工無規(guī)則操作。

2)產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)逐個(gè)提升自動定位涂膠，產(chǎn)品在夾具中可實(shí)現(xiàn)360°旋轉(zhuǎn)，膠液在上蓋、下蓋與發(fā)射筒體聯(lián)接螺紋處可實(shí)現(xiàn)無縫連接，無漏缺。

3)產(chǎn)品涂膠后可自動放入標(biāo)準(zhǔn)盛具中，100%保證膠液與盛具及其他部位不發(fā)生碰撞，膠液保持完好，消除人工操作時(shí)產(chǎn)品與盛具磕碰，膠液與盛具其他部位形成粘連，從而使膠液有缺失，導(dǎo)致產(chǎn)品外觀不符合要求，甚至對產(chǎn)品密封性產(chǎn)生影響[7]。

4)自動涂膠工藝減少了膠液的損失，降低了材料消耗。

5)產(chǎn)品外觀質(zhì)量一致性好，減少了產(chǎn)品返工。

3.5 產(chǎn)品試驗(yàn)驗(yàn)證

按照原人工涂膠與自動涂膠2種工藝方法各連續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)品5 000發(fā)，統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)效率見表1，并各隨機(jī)抽取200發(fā)，進(jìn)行外觀、震動試驗(yàn)(落高為150 mm，頻率為1 Hz，時(shí)間為2 h)、3 m跌落(2次，輸出端向下和輸出端向上各1次)、浸水(24 h)和發(fā)射功能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表1 生產(chǎn)過程統(tǒng)計(jì)情況表

表2 產(chǎn)品試驗(yàn)情況表

4 結(jié)語

通過上述研究可以得出如下結(jié)論。

1)工藝創(chuàng)新是提升產(chǎn)品質(zhì)量及提高生產(chǎn)過程本質(zhì)安全度的一種有效途徑。

2)自動涂膠工藝技術(shù)的運(yùn)用淘汰了人工密集涂膠生產(chǎn)模式。

3)工藝自動化提高了產(chǎn)品生產(chǎn)良品率，降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，改善了涂膠環(huán)境。

4)自動涂膠工藝的應(yīng)用，為單組份膠液或漆液的涂覆提供了工藝思路，為雙組份或多組份膠液或漆液涂覆工藝研究提供了有力的技術(shù)支撐。