（四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣元 628017）

0 引言

汽車搖臂是發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的配氣機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)打開關(guān)閉氣門。它由多個(gè)零、部件構(gòu)成，如圖1所示的汽車搖臂部件圖，要在搖臂體的搖臂孔內(nèi)先壓入節(jié)油片，再裝入挺柱。通常該裝配過(guò)程由人工完成，這樣不僅浪費(fèi)了大量的人力資源，裝配速度還較慢，生產(chǎn)效率低其生產(chǎn)成本高。為解決此問(wèn)題，設(shè)計(jì)出一種自動(dòng)裝配設(shè)備，在提高裝配效率、節(jié)約人力資源的基礎(chǔ)上，操作還十分便捷，適合大面積的推廣使用。下面主要針對(duì)該裝配設(shè)備中的節(jié)油片自動(dòng)裝配機(jī)進(jìn)行介紹，使大家了解其主要結(jié)構(gòu)及工作原理。

圖1 搖臂部件圖

1 汽車搖臂的裝夾定位

汽車搖臂裝配過(guò)程中，搖臂體的定位方式如圖2所示。利用搖臂體孔B定位，并以底面D作輔助定位，使孔C開口向上，即可在孔C內(nèi)壓入節(jié)油片。

2 節(jié)油片自動(dòng)裝配機(jī)總體結(jié)構(gòu)及工作原理

圖2 汽車搖臂定位

圖3 汽車搖臂裝配設(shè)備總體結(jié)構(gòu)

節(jié)油片自動(dòng)裝配機(jī)屬于汽車搖臂裝配設(shè)備中的重要組成部分。汽車搖臂裝配設(shè)備總體結(jié)構(gòu)如圖3所示，共有4個(gè)工作位置。汽車搖臂在工位1進(jìn)行安裝、夾緊后，旋轉(zhuǎn)到工位2壓入節(jié)油片，再依次旋轉(zhuǎn)到工位3、工位4裝入挺柱。

節(jié)油片自動(dòng)裝配機(jī)即為工位2的工作設(shè)備，其總體結(jié)構(gòu)及下部分回轉(zhuǎn)工作臺(tái)如圖4所示。當(dāng)節(jié)油片自動(dòng)裝配機(jī)未工作時(shí)，升降氣缸9的伸縮桿收回，托板11未升起，與回轉(zhuǎn)臺(tái)7的上表面接觸。此時(shí)回轉(zhuǎn)電機(jī)2旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)傳動(dòng)齒輪副3減速后，通過(guò)回轉(zhuǎn)軸1帶動(dòng)回轉(zhuǎn)臺(tái)7旋轉(zhuǎn)，即可將托板11及托板上的汽車搖臂旋轉(zhuǎn)到節(jié)油片裝配工位2。

當(dāng)節(jié)油片自動(dòng)裝配機(jī)工作時(shí)，回轉(zhuǎn)電機(jī)2停止運(yùn)轉(zhuǎn)，升降氣缸9的伸縮桿伸出，托板11帶動(dòng)汽車搖臂升起到達(dá)裝配高度。在裝置14氣缸的帶動(dòng)下，真空吸盤13下降吸取節(jié)油片后回到原位。節(jié)油片移動(dòng)裝置將真空吸盤13及吸取的節(jié)油片向右推動(dòng)到達(dá)汽車搖臂C孔正上方位置，利用節(jié)油片吸取及壓入裝置14將節(jié)油片壓入。

節(jié)油片裝配完成，升降氣缸9的伸縮桿收回，汽車搖臂即可隨回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)到下一工位進(jìn)行其他裝配工作。

圖4 節(jié)油片自動(dòng)裝配機(jī)總體結(jié)構(gòu)

3 節(jié)油片自動(dòng)裝配機(jī)主要裝置結(jié)構(gòu)

3.1 節(jié)油片推板機(jī)構(gòu)

由圖4所示節(jié)油片自動(dòng)裝配機(jī)總體結(jié)構(gòu)可看出，節(jié)油片存儲(chǔ)器在真空吸盤左方，需要使用如圖5所示的推板機(jī)構(gòu)，一次將兩片節(jié)油片推送到真空吸盤正下方。該推板機(jī)構(gòu)固定在工作臺(tái)上，推板4在氣缸5的帶動(dòng)下，即可將存儲(chǔ)器中落下的節(jié)油片4推出。定位板1于推板4配合，達(dá)到節(jié)油片準(zhǔn)確定位的目的。

3.2 節(jié)油片吸取及壓入裝置

圖5 節(jié)油片推板機(jī)構(gòu)

節(jié)油片吸取及壓入裝置的主要結(jié)構(gòu)如圖6左視圖所示，主要用于吸取推板推出的節(jié)油片和在搖臂C孔上方將節(jié)油片壓入。該裝置固定在升降氣缸支撐板5上，依靠升降氣缸9的伸縮帶動(dòng)真空吸盤支架及真空吸盤進(jìn)行上下移動(dòng)；為保證吸盤的移動(dòng)路線保持垂直，在氣缸和吸盤支架之間連接了直線導(dǎo)軌和配套的滑塊。

裝置依靠真空發(fā)生器和真空吸盤13進(jìn)行節(jié)油片的吸放。節(jié)油片壓入汽車搖臂的方向是固定的，有槽口的方向必須向下。為此，需要配置真空度反饋元件真空開關(guān)，若節(jié)油片吸取方向反了，真空吸盤有漏氣現(xiàn)象，真空度達(dá)不到設(shè)定值，真空開關(guān)給控制器PLC發(fā)送輸入信號(hào)，停止該裝置的下步工作，避免節(jié)油片裝反。

當(dāng)節(jié)油片壓入汽車搖臂中時(shí)，為了保證節(jié)油片壓入搖臂中的位置深度，使用位移檢測(cè)器14對(duì)節(jié)油片的壓入深度進(jìn)行檢測(cè)。另外，從圖6左視圖可看出，該裝置共有兩個(gè)吸盤，可一次性對(duì)兩個(gè)節(jié)油片進(jìn)行裝配。

圖6 節(jié)油片吸取、移動(dòng)及壓入機(jī)構(gòu)

3.3 節(jié)油片移動(dòng)裝置

節(jié)油片吸取及壓入裝置的主要結(jié)構(gòu)如圖6主視圖所示，主要用于真空吸盤吸取節(jié)油片后，將真空吸盤向右推送到搖臂C孔正上方。移動(dòng)氣缸1通過(guò)移動(dòng)氣缸安裝板2進(jìn)行固定。當(dāng)移動(dòng)氣缸1的推桿推出時(shí)，通過(guò)連接器3將推板4向右推出。升降氣缸支撐板5由于與推板4采用螺釘連接在一起，也隨之向右移動(dòng)，從而帶動(dòng)整個(gè)節(jié)油片吸取及壓入裝置向右移動(dòng)，使吸取的節(jié)油片到達(dá)C孔正上方位置。同時(shí)，為保證移動(dòng)路線水平，在總體支撐板8和升降氣缸支撐板5之間安裝了直線導(dǎo)軌和配套的滑塊。

4 節(jié)油片自動(dòng)裝配機(jī)工作流程

1）將節(jié)油片逐一放入節(jié)油片存儲(chǔ)器，并用壓塊將存儲(chǔ)器固定在節(jié)油片自動(dòng)裝配機(jī)中。

2）打開節(jié)油片存儲(chǔ)器，節(jié)油片落下，推板機(jī)構(gòu)將其推到吸取位置。

3）節(jié)油片吸取及壓入裝置中的真空吸盤下移，吸取節(jié)油片后上升回原位。

4）節(jié)油片移動(dòng)裝置將真空吸盤向右推送到達(dá)搖臂C孔正上方。

5）節(jié)油片吸取及壓入裝置中的真空吸盤下移，將節(jié)油片壓入搖臂中。整個(gè)過(guò)程中位移檢測(cè)器檢測(cè)吸盤的向下位移量，保證壓入深度的準(zhǔn)確性。

6）真空吸盤放氣，將節(jié)油片放下。氣缸帶動(dòng)吸盤向上縮回，等待下一次動(dòng)作。

5 結(jié)束語(yǔ)

整個(gè)裝配機(jī)采用PLC進(jìn)行工作過(guò)程控制，設(shè)備已交付用戶使用，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，其性能已達(dá)到自動(dòng)裝配要求，并得到用戶的一致好評(píng)?，F(xiàn)圖紙經(jīng)完善，投入了小批量的生產(chǎn)。

[1]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2004.

[2]夏令偉.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)[M].同濟(jì)大學(xué)出版社,2010.

[3]朱明武.測(cè)試信號(hào)處理與分析[M].北京航天航空大學(xué)出版社,2006.