潘家珍，胡文耀

(上海電氣機(jī)床成套工程有限公司，上海 200041)

0 引言

隨著汽車行業(yè)迅猛發(fā)展和產(chǎn)能的大幅提升不少汽車零部件制造商為低成本擴(kuò)充產(chǎn)能，滿足市場需求，對(duì)部分汽車零部件制造與裝配設(shè)備的自動(dòng)化呼聲越來越強(qiáng)，希望能開發(fā)設(shè)計(jì)滿足汽車門限位器殼體自動(dòng)裝配與隨機(jī)檢測(cè)生產(chǎn)設(shè)備。目前，國內(nèi)汽車門限位器殼體的裝配都依靠手動(dòng)裝配與檢測(cè)的，一般需要4個(gè)操作工，由4臺(tái)手工裝配機(jī)完成門限位器殼體的裝配，其間無檢測(cè)裝置，勞動(dòng)強(qiáng)度大且容易出錯(cuò)，會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)向體和橡膠彈簧零件的漏裝，最終導(dǎo)致廢品。

本項(xiàng)目開發(fā)的目的是為了降低勞動(dòng)強(qiáng)度、防錯(cuò)裝漏裝，并提高裝配效率和質(zhì)量，提供一臺(tái)集自動(dòng)裝配與檢測(cè)為一體的汽車門限位器殼體自動(dòng)裝配、檢測(cè)專用設(shè)備，實(shí)現(xiàn)汽車門限位器殼體組件所涵蓋的殼體、殼蓋、2個(gè)導(dǎo)向體與2個(gè)橡膠彈簧的自動(dòng)裝配、加油脂和檢測(cè)，工件裝配圖如圖1所示。

1 總體方案和工作原理

1.1 總體方案說明

本自動(dòng)裝配機(jī)用于本田車門限位器殼體組件的裝配，采用六工位轉(zhuǎn)臺(tái)完成殼體與蓋上料、殼體內(nèi)部加油脂、導(dǎo)向體與彈性體拼裝、導(dǎo)向體與彈性體上加油脂并合蓋、壓蓋、卸料六道工序，并且通過振動(dòng)料斗自動(dòng)加料實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)裝配過程。

圖1 工件裝配圖

本機(jī)電氣控制使用OMRON公司的C200H—CPU42可編程控制器作為主控單元，程控器有160個(gè)輸入輸出接口，主要控制3個(gè)電機(jī)，29個(gè)氣缸。使用OMRON公司的10英寸彩色觸摸屏作為人機(jī)對(duì)話操作界面。

本機(jī)還配備視覺傳感器作為拼裝工位裝配過程監(jiān)測(cè)零件有無漏裝、上料工位有光電傳感器檢測(cè)自動(dòng)上料是否正常(殼蓋彎腳變形)、光纖傳感器檢測(cè)料道是否有料等，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)完成零件裝配過程中隨機(jī)檢測(cè)數(shù)據(jù)處理和視覺檢測(cè)的功能，設(shè)備工作節(jié)拍達(dá)到每件7－8秒。下面結(jié)合具體圖示，做進(jìn)一步闡述。

如圖2所示，依照裝配順序由以下工位組成：

圖2 裝配機(jī)總圖

上料工位10，由第一自動(dòng)上料部件、上料機(jī)構(gòu)、抓取裝置、檢測(cè)裝置、隨行夾具組成，所述的第一自動(dòng)上料部件包括殼體振動(dòng)料斗9、殼體滑道8、殼蓋振動(dòng)料斗12、殼蓋滑道11。殼蓋由左側(cè)的殼蓋振動(dòng)料斗12經(jīng)殼蓋滑道11進(jìn)入上料機(jī)構(gòu)，同時(shí)殼體由右側(cè)的殼體振動(dòng)料斗9經(jīng)殼體滑道8進(jìn)入上料機(jī)構(gòu)，上料機(jī)構(gòu)中的氣缸將殼蓋和殼體移動(dòng)到位。抓取裝置抓取殼蓋與殼體放入隨行夾具。檢測(cè)裝置用于判別殼體和殼蓋是否安放到位。

加油脂與合蓋工位4，由加油機(jī)構(gòu)、抓取裝置、檢測(cè)裝置、隨行夾具、油脂泵組成，其中加油機(jī)構(gòu)通過與加油脂工位13共用的油脂泵進(jìn)行定點(diǎn)定量在導(dǎo)向體與橡膠彈簧上加油，加油完畢后，檢測(cè)裝置對(duì)有無油脂進(jìn)行判別。隨后抓取裝置抓取殼蓋放于隨行夾具上的殼體上。

壓蓋工位5，由氣液增壓缸、壓頭與導(dǎo)向裝置、隨行夾具組成，壓頭與導(dǎo)向裝置由氣液增壓缸帶動(dòng)殼蓋進(jìn)行沖壓，使隨行夾具上的殼蓋折邊，包住殼體。

下料工位6，由抓取裝置、隨行夾具、卸料槽組成，抓取裝置抓取已裝配好的殼體，移至下料滑道7上方，隨行夾具松開，殼體沿下料滑道7滑入卸料槽。

1.2 氣動(dòng)系統(tǒng)

本機(jī)的氣缸和氣動(dòng)控制元件均采用德國FESTO產(chǎn)品，氣動(dòng)控制原理如圖3所示。

圖3 氣動(dòng)原理圖

加油脂工位13，由加油機(jī)構(gòu)、檢測(cè)裝置、隨行夾具、油脂泵組成，帶有殼蓋與殼體的隨行夾具運(yùn)轉(zhuǎn)到加油脂工位13，加油機(jī)構(gòu)中的加油裝置由氣缸帶動(dòng)進(jìn)入殼體內(nèi)腔，通過油脂泵進(jìn)行定點(diǎn)定量加油。加油完畢后，加油裝置退回，檢測(cè)裝置對(duì)有無油脂進(jìn)行判別。

拼裝工位14，由第二自動(dòng)上料部件、上料機(jī)構(gòu)、抓取裝置抓抓取裝置、檢測(cè)裝置、隨行夾具組成，所述的第二自動(dòng)上料部件由橡膠彈簧振動(dòng)料斗1、導(dǎo)向體振動(dòng)料斗2、導(dǎo)向體與橡膠彈簧滑道3組成。所述的檢測(cè)裝置是零件防漏裝視覺傳感器。加好油脂的殼體運(yùn)轉(zhuǎn)到拼裝工位14，導(dǎo)向體與橡膠彈簧分別由相應(yīng)的振動(dòng)料斗經(jīng)四根滑道同時(shí)進(jìn)入上料機(jī)構(gòu)，上料機(jī)構(gòu)抓取導(dǎo)向體與橡膠彈簧移到隨行夾具上方并將它們壓入殼體。抓取裝置復(fù)位后，零件防漏裝視覺傳感器檢測(cè)導(dǎo)向體與橡膠彈簧是否安裝到位。

1.3 電氣控制

本機(jī)電氣控制使用PLC控制，程控器有160個(gè)輸入輸出接口，主要控制3個(gè)電機(jī)，29個(gè)氣缸。使用彩色觸摸屏作為人機(jī)對(duì)話操作界面，具有手動(dòng)調(diào)整、各工位單循環(huán)和自動(dòng)循環(huán)三種方式控制，操作簡單、便捷、易學(xué)。

本機(jī)的控制流程圖如圖4所示。

圖4 控制流程圖

2 結(jié)束語

本項(xiàng)目的成功開發(fā)，因配備零件防漏裝視覺傳感器及殼蓋彎腳變形檢測(cè)反射光電感應(yīng)器等，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)完成零件裝配過程中隨機(jī)檢測(cè)數(shù)據(jù)處理和視覺檢測(cè)的功能，大大提高汽車門限位器殼體組裝的質(zhì)量與檢測(cè)合格率，還可提高產(chǎn)能，降低勞動(dòng)強(qiáng)度與制造成本。

［1］劉巽爾，于春涇.機(jī)械制造檢測(cè)技術(shù)手冊(cè)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社;機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

［2］許芬.智能視覺傳感器及其應(yīng)用［J］.中國儀器儀表，2007(4)：26 －28，72.

［3］裘華徠.FESTO公司與氣動(dòng)技術(shù)的發(fā)展［J］.液壓氣動(dòng)與密封，1999(5)：1－2.

［4］曹純柱，王健，全厚波.振動(dòng)上料裝置的動(dòng)力學(xué)分析及主要參數(shù)計(jì)算［J］.沈陽理工大學(xué)學(xué)報(bào)，1996，15(2)：37－42.

［5］王家發(fā).汽車電子時(shí)代的自動(dòng)化技術(shù)［J］.今日電子，2003(12)：32－33.