邵江峰 彭勇 余新林

摘 要：在多孔焊接件焊接當(dāng)中各個(gè)孔位之間的同軸系數(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，因此在多孔焊接件配套過(guò)程中，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化銜接。基于此，本文提出一種采用360°無(wú)死角自動(dòng)導(dǎo)向浮動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以自動(dòng)查找孔位的，從而避免因?yàn)楹附幼冃卧斐傻耐S度超差問(wèn)題。此方法能夠?qū)崿F(xiàn)6只套軸壓裝，相比人工敲擊方法，速度提高了5倍以上，不僅降低了人工勞力，同時(shí)也減少了污染問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：多孔焊接件；同步壓裝軸套；浮動(dòng)機(jī)構(gòu)；壓板

中圖分類號(hào)：TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）30-0266-02

引 言

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用愈加廣泛，自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)程度與人工勞力、工作效率成正比。在現(xiàn)代化工業(yè)當(dāng)中，液壓技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)的完善，大大提高了裝配工藝的自動(dòng)化精度，人工生產(chǎn)的高污染、高強(qiáng)度的形式將逐漸被替代，這也提高了對(duì)相應(yīng)工藝裝備的改造要求。多孔焊接件是機(jī)械中的重要零部件，例如圓環(huán)棒等，直接影響著設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中的穩(wěn)定性，這就需要加強(qiáng)對(duì)多孔焊接件壓裝軸套工藝的研究，對(duì)現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展有著重要意義。下文本文以圓環(huán)棒為例，探究如何實(shí)現(xiàn)多孔焊接壓裝軸套工藝。

1 多孔焊接件壓裝軸套工藝現(xiàn)狀分析

縱觀當(dāng)今機(jī)械設(shè)備市場(chǎng)，尚未提出間手動(dòng)搬運(yùn)車領(lǐng)域的圓環(huán)棒壓裝專業(yè)設(shè)備，圓環(huán)棒軸套通常是通過(guò)人工形式把單個(gè)銅套放入到大筋板孔定位后，再采用銅錘打入。在每根圓環(huán)棒在裝配銅套過(guò)程中，需要反復(fù)進(jìn)行6次的敲打，在實(shí)際施工中效率較低、人工勞力強(qiáng)、噪聲大。

最初的想法是通過(guò)應(yīng)用圓環(huán)銅套壓裝工藝設(shè)備，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化。在圓環(huán)棒焊接部位主要涵蓋了2塊大筋板、1根圓環(huán)棒軸，2塊大筋板在圓環(huán)棒上對(duì)稱安裝在兩側(cè)。而焊接完成后兩端大筋板所對(duì)應(yīng)的同軸度也難以保證。在筋板上圓環(huán)棒軸上設(shè)置了2個(gè)孔，總共有6個(gè)孔需要裝入到銅套中。在焊接當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力形變（無(wú)法消除），因此6個(gè)孔位的同軸精度往往難以保障，無(wú)法實(shí)現(xiàn)6軸同步壓入，這也是難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的重要因素。

基于此，為了能夠全面改善此現(xiàn)狀，提高圓環(huán)棒壓裝軸套效率、降低生產(chǎn)噪聲污染，需要將圓環(huán)棒軸套壓裝方式進(jìn)行優(yōu)化，讓機(jī)械壓裝替代傳統(tǒng)的手工壓裝形式。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)置

2.1 壓套機(jī)結(jié)構(gòu)

結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)，選擇相應(yīng)的壓套機(jī)。這樣即可讓一根圓環(huán)棒一次性壓入6個(gè)銅套，從而環(huán)節(jié)人工低效率、高噪音的問(wèn)題。也可以避免焊接時(shí)出現(xiàn)的變形導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化問(wèn)題（如圖1）。

2.2 浮動(dòng)壓頭結(jié)構(gòu)

由于圓環(huán)棒中總共設(shè)置了6個(gè)孔位，并且每個(gè)孔位內(nèi)部都要打入銅套，兩端大筋板與圓環(huán)棒兩端6個(gè)孔洞同軸度、平行度會(huì)受到焊接因素影響出現(xiàn)變形，如果想要實(shí)現(xiàn)多套的同時(shí)壓裝，需要滿足以下要求：將軸孔定位、銅套定位、壓頭浮動(dòng)等工件組成一個(gè)整體，以壓頭浮動(dòng)為基準(zhǔn)消除位置公差以及同軸系數(shù)的不確定因素。為了能夠解決此類偏差問(wèn)題，可以采用浮動(dòng)壓頭機(jī)構(gòu)。

在本設(shè)計(jì)當(dāng)中，頂桿圓周上設(shè)置了V形槽以及兩個(gè)鍵槽，將鋼球分別對(duì)應(yīng)V形槽中的擺放，并通過(guò)六角圓柱、彈簧緊定螺釘支撐鋼珠，并調(diào)整六角圓柱端定螺釘之間的距離，讓頂桿外圓軸與螺套孔在同一軸線上。為了避免頂桿旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致趕住從V形槽中滑落，將前后六角圓柱端緊定螺釘卡在頂桿兩處鍵槽位置上，主要是用作軸向滑動(dòng)。

3 壓套機(jī)工作原理與改進(jìn)

3.1 工件定位

工件定位當(dāng)中主要是由3套V形定位塊、2塊等高支撐座構(gòu)成，將V形定位塊排列到同一軸線和登高支撐座的對(duì)應(yīng)部位，并將其固定在機(jī)座面板中，確保圓環(huán)棒軸線與大筋板孔位相匹配，在V形槽當(dāng)中放入工件，筋板長(zhǎng)端裝設(shè)在定位塊上，這樣可以實(shí)現(xiàn)圓環(huán)棒焊接孔位的定位。工作人員只需要按下油泵啟動(dòng)按鍵，采用電磁閥、傳感器信號(hào)輸出，這樣油缸供油、活塞桿運(yùn)行，活塞桿向上運(yùn)行推動(dòng)讓V形塊上端旋轉(zhuǎn)壓板圍繞著轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，直到壓緊到位，在液壓系統(tǒng)當(dāng)中的鎖緊回路主要起到控制壓力、鎖緊的功能，從而固定圓環(huán)棒的徑向位置。在整個(gè)系統(tǒng)中設(shè)置聚氨酯墊塊，讓鋼與鋼之間的接觸更加融合，從而提高了工裝使用壽命。

3.2 軸套壓裝過(guò)程

在軸套壓裝過(guò)程中主要以三個(gè)環(huán)節(jié)為主：

（1）頂桿與工件孔接觸運(yùn)動(dòng)過(guò)程

把6只銅套分別在頂桿外圈位置上固定，在操作面板上設(shè)置自動(dòng)擋位，之后啟動(dòng)液壓系統(tǒng)，在液壓系統(tǒng)控制條件下，傳動(dòng)部位通過(guò)T形接頭分支管道，讓兩端油缸同步給進(jìn)。同步朝向中間部位運(yùn)行直到和圓環(huán)棒焊接各個(gè)孔壁相互觸碰。這是因?yàn)楹附幼冃螜C(jī)理，頂桿頭位置與孔位無(wú)法保持在同一軸線，從而對(duì)頂桿頭位置造成擠壓。

（2）壓裝過(guò)程

通過(guò)油缸的繼續(xù)向前推動(dòng)，加壓的壓力會(huì)進(jìn)一步提升，頂桿在螺套上定位由3個(gè)彈簧支撐浮動(dòng)，頂桿在圓周徑向內(nèi)做出自由擺動(dòng)。在擠壓作用下，頂桿會(huì)朝向反方向做出運(yùn)動(dòng)，逐漸調(diào)整彈簧的作用力，讓其與工作面保持在同一軸線上。在液壓作推動(dòng)作用下，頂桿頭部會(huì)探入到圓環(huán)棒焊接孔內(nèi)，通過(guò)彈簧彈力頭部?jī)A斜自由滑動(dòng)，從而找到圓環(huán)棒已焊接件內(nèi)孔中心。在油缸作用力下，即可讓軸套、內(nèi)孔配合到位，兩端保持持平。

（3）在達(dá)到了極限位置之后，控制系統(tǒng)會(huì)接收到傳感器所發(fā)出的信號(hào)信息，此時(shí)的油缸處在退回狀態(tài)。在油缸帶動(dòng)作用下，頂桿結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸回到初始狀態(tài)，即可完成一個(gè)工作循環(huán)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了能夠提高多孔焊接件壓裝效率，降低人工因素帶來(lái)的負(fù)面影響，可以采用壓套機(jī)以及浮動(dòng)壓頭結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方式，并配備上PLC自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，在一根圓環(huán)棒焊接件上同步6個(gè)銅套，大大提高工作效率，同時(shí)也能夠避免因?yàn)楹附釉斐勺冃螌?dǎo)致的同軸系數(shù)不精準(zhǔn)的情況。總之，該方案在實(shí)際應(yīng)用十分便捷、效率，值得進(jìn)一步推廣。

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收稿日期：2018-9-12