盧立軍，陶東凱，趙 亮，馬玉剛，王 琪

LU Li-jun, TAO Dong-kai, ZHAO Liang, MA Yu-gang, WANG Qi

(北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所，北京 100120)

0 引言

氣門(mén)油封是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋上的一個(gè)重要元件，它的裝配精度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能具有較大影響，尤其是氣門(mén)油封的裝配深度，如果氣門(mén)油封沒(méi)有裝好容易造成機(jī)油進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室，會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)冒黑煙，使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能下降，等一系列問(wèn)題。

通常氣門(mén)油封的裝配有兩種方式：1）裝配工通過(guò)工裝來(lái)裝配；2）通過(guò)設(shè)備進(jìn)行壓裝，目前大多發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家都采用人工壓裝。人工裝配效率低，質(zhì)量更難以保證，為解決這一問(wèn)題，08年我單位為某發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)了一條缸蓋裝配線，該線上配置了一臺(tái)全自動(dòng)氣門(mén)壓裝機(jī)，該設(shè)備自投產(chǎn)兩年多來(lái)一直穩(wěn)定運(yùn)行，受到了該廠家的好評(píng)。

1 設(shè)備主要組成部分

該壓裝機(jī)（如圖1所示）主要由以下六部分構(gòu)成。

1）自動(dòng)上料、直線輸送機(jī)構(gòu)；

2）進(jìn)、排氣門(mén)油封分時(shí)送料機(jī)構(gòu)；

3）缸蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；

4）壓頭變位機(jī)構(gòu)；

5）壓頭前后移動(dòng)機(jī)構(gòu)；

6）壓頭上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)（即壓裝機(jī)構(gòu)）。

其中2）～6）部分均采用三菱伺服控制系統(tǒng)QD75定位模塊、J2S系列驅(qū)動(dòng)模塊和HCSFS系列伺服電機(jī)構(gòu)成。

2 設(shè)備主要功能

1）震動(dòng)料斗對(duì)料斗內(nèi)進(jìn)氣門(mén)油封、排氣門(mén)油封姿態(tài)自動(dòng)調(diào)整及輸送 ，對(duì)于姿態(tài)不正的油封在進(jìn)入直線料道前已被設(shè)備上料機(jī)構(gòu)剔除掉。

2）取料機(jī)構(gòu)分時(shí)取8個(gè)進(jìn)氣、排氣門(mén)油封等待壓裝機(jī)構(gòu)取料，8個(gè)油封一次送到壓頭取料位，壓頭一次取8個(gè)油封，即進(jìn)氣門(mén)8個(gè)油封和排氣門(mén)8個(gè)油封均一次壓裝完成提高了工作效率，同時(shí)取料機(jī)構(gòu)采用伺服控制保證取料、送料精確定位。

3）缸蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用伺服，保證進(jìn)氣、排氣門(mén)都能垂直壓裝。

4）8個(gè)壓頭間的的間距由壓頭變位伺服機(jī)構(gòu)控制，可以根據(jù)不同缸蓋的進(jìn)、排氣氣門(mén)的間距隨時(shí)改變，從而適用多種機(jī)型的壓裝。

5）壓頭前后移動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)伺服控制可以將壓裝機(jī)構(gòu)精確定位到取料位，涂油位，進(jìn)氣門(mén)壓裝位，排氣門(mén)壓裝位。

6）壓頭上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)伺服控制可以保證壓頭精確的取油封、涂油、壓裝。

7）各伺服軸均具有位置示教功能。

圖1 設(shè)備局部圖

圖2 未壓裝氣門(mén)油封的缸蓋

圖3 已壓裝氣門(mén)油封的缸蓋圖

3 控制系統(tǒng)組成

控制系統(tǒng)以三菱Q02 PLC為核心，控制多個(gè)伺服系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作。控制系統(tǒng)方框圖如圖4所示。

圖4 控制框圖

4 軟件設(shè)計(jì)

本設(shè)備控制的關(guān)鍵點(diǎn)是對(duì)伺服軸的控制，每個(gè)伺服軸控制程序都由：1）伺服軸參數(shù)初始化程序；2）伺服軸回零程序；3）伺服軸點(diǎn)動(dòng)程序；4）伺服軸示教程序；5）伺服軸定位程序；6）伺服軸運(yùn)行變速及限位保護(hù)程序；7）伺服軸報(bào)警復(fù)位程序；8）伺服軸非正常停止（急停）程序組成。由于設(shè)備較為繁瑣，現(xiàn)以伺服壓裝上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。

參數(shù)初始化程序：

定位程序：

尋零程序：

5 結(jié)束語(yǔ)

本設(shè)備采用三菱伺服控制系統(tǒng)該。伺服系統(tǒng)能夠適應(yīng)用戶車(chē)間較為惡劣的電磁環(huán)境，較好的完成了各個(gè)軸的精確定位，可靠性較高。

[1]三菱QD75 定位模塊用戶手冊(cè)[Z].