任曉麗

山西中航錦恒科技有限公司，山西太原 030032

超聲波半自動焊接機(jī)項目用于安全氣囊裝置旋轉(zhuǎn)連接器內(nèi)部電纜與接插件間的連接的關(guān)鍵工藝，是國家發(fā)展和改革委員會制定的汽車電子產(chǎn)業(yè)化專項技術(shù)，也是國家汽車行業(yè)的重大技術(shù)進(jìn)步項目。

該項目應(yīng)用高新技術(shù)，解決了安裝在方向盤上的DAB 模塊、喇叭開關(guān)、多功能開關(guān)等控制信號之間的高可靠性的傳輸，運用該技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品技術(shù)性能指標(biāo)達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平，完全可以替代進(jìn)口產(chǎn)品。該項目提高了我國安全氣囊裝置旋轉(zhuǎn)連接器內(nèi)部電纜與接插件間的連接的可靠性、一致性，在國內(nèi)首次實現(xiàn)了安全氣囊裝置旋轉(zhuǎn)連接器內(nèi)部扁平電纜與接插件高可靠性連接的研究開發(fā)及批量生產(chǎn)，居于行業(yè)領(lǐng)先水平。

安全氣囊裝置旋轉(zhuǎn)連接器用超聲波半自動焊接機(jī)的研究開發(fā)是應(yīng)用高新技術(shù)自主研發(fā)的設(shè)備，適用于不同形狀的接插件與不同規(guī)格的電纜的焊接。該設(shè)備的研制替代了以往手工的焊接。由于手工焊接時會出現(xiàn)因人為原因而造成的歪斜、錯焊、漏焊、焊接一致性差等不良產(chǎn)品，而且工人需要精神高度集中，姿勢始終一樣，對身體不宜。人工焊接對工人的要求也非常高，生產(chǎn)成本也較高。所以我們自身開發(fā)了半自動焊接設(shè)備，保證裝夾、焊接位置、焊接質(zhì)量部受人為影響，這樣大大的提升了焊接質(zhì)量，良品率從手工焊接是的99%提升到99.9%，同時也大大的減輕了工人的勞動強度。提升產(chǎn)品焊接質(zhì)量可靠性，降低工人的勞動強度的有效方法。

安全氣囊裝置旋轉(zhuǎn)連接器用超聲波半自動焊接機(jī)的研究開發(fā)是解決傳統(tǒng)時鐘彈簧手工焊接質(zhì)量差、一致性差，提升產(chǎn)品焊接質(zhì)量可靠性，降低工人的勞動強度的有效方法，彌補了我國在同類產(chǎn)品中的不足，滿足了汽車安全氣囊的使用要求，同時也符合我國汽車零部件生產(chǎn)專業(yè)化、規(guī)模化的產(chǎn)業(yè)政策，其市場前景非常廣闊，對提高國產(chǎn)汽車的安全性能、推動我國汽車產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義。

據(jù)近年來全國交通事故統(tǒng)計，我國機(jī)動車安全事故與保有量的比例為1：14，遠(yuǎn)高于工業(yè)發(fā)達(dá)國家的比值1：200；死亡數(shù)與平均事故數(shù)比值為1：6，也遠(yuǎn)高于工業(yè)發(fā)達(dá)國家的比例1：40，我國機(jī)動車的事故頻發(fā)率與死亡率分別比工業(yè)發(fā)達(dá)國家高出14.28 倍和6.67 倍，近年來，每年直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)30 億元之多。

在汽車上安裝對乘員有效的安全保護(hù)系統(tǒng)不僅是人們安全意識的要求，也是汽車安全技術(shù)發(fā)展的要求。汽車安全保護(hù)系統(tǒng)中的被動安全系統(tǒng)產(chǎn)品——汽車安全氣囊，已成為二十一世紀(jì)汽車產(chǎn)品發(fā)展的主流趨勢。汽車安全氣囊能夠有效地保護(hù)駕乘人員，減少死亡。據(jù)美國國家公路交通安全管理局提供的數(shù)據(jù)表明，在兩車相撞時，安裝了安全氣囊的車輛能降低乘員53%的死亡風(fēng)險。因而，近年來汽車安全氣囊已成為發(fā)達(dá)國家汽車安全性能的重要標(biāo)志，并在世界許多國家成為汽車的標(biāo)準(zhǔn)裝備。在我國，汽車安全氣囊也日益成為立法者、消費者和制造者高度重視的一項重要內(nèi)容。

汽車安全氣囊的核心技術(shù)曾被原國家機(jī)械部列為汽車零部件三大關(guān)鍵技術(shù)之一。我國安全氣囊的制造尚處于起步階段，市場需求逐年增加，潛力很大。國內(nèi)雖有幾家企業(yè)正在研發(fā)，但形成規(guī)模的供應(yīng)商卻寥寥無幾，重要的原因就是安全氣囊系統(tǒng)富含多種高科技技術(shù)，其中新一代集成化旋轉(zhuǎn)連接器總成就是該系統(tǒng)中的關(guān)鍵電氣連接器，安全氣囊瞬間開啟的信號傳輸是由新一代集成化旋轉(zhuǎn)連接器總成用扁平電纜來完成，它與外部對插的接插件的連接則用超聲波焊接實現(xiàn)的。在車輛碰撞的瞬間，新一代集成化旋轉(zhuǎn)連接器總成用扁平電纜起到了搭建一條生命橋梁的作用，其連接的可靠性是至關(guān)重要的。

超聲波半自動焊接是實現(xiàn)汽車安全氣囊系統(tǒng)用新一代集成化旋轉(zhuǎn)連接器總成內(nèi)部扁平電纜與接插件的連接方式，是汽車安全氣囊系統(tǒng)的電器連接的重要部件，主要用于安裝在方向盤上的DAB 模塊、喇叭開關(guān)、多功能開關(guān)等控制信號的傳輸。傳輸可靠性非常重要。其工作原理是：采用一臺超聲波焊接機(jī)左右移動、兩個工位的被焊工件不動的工作方式。超聲波金屬焊接是利用額每秒鐘數(shù)萬次的高頻振動波傳遞到兩個需焊接的金屬工件表面，再施以一定的壓力，使金屬表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合，達(dá)到焊接的目的。

超聲波焊接機(jī)放置于兩個工位正中間，此處為焊機(jī)原點。通過觸摸屏進(jìn)行人機(jī)交換，設(shè)置工作參數(shù)顯示當(dāng)前工作狀態(tài)，PLC 控制來控制設(shè)備的整體工作，用于向伺服系統(tǒng)發(fā)送脈沖來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)角、速度及方向。焊機(jī)移動的機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)為兩根直線導(dǎo)軌與滾珠絲杠，以保證其運行平穩(wěn)且重復(fù)定位精度較高。工作臺面采用硬鋁合金板，板厚22mm，經(jīng)時效處理后，不易變形以保證焊機(jī)焊頭與被焊工件的平行度。

其技術(shù)難點：

①焊機(jī)焊頭與被焊工件的平行度。

②焊機(jī)運行的重復(fù)精度

③焊機(jī)參數(shù)的合理性設(shè)置

④焊頭的紋路合理、砧座及被焊件的固定方式

焊機(jī)運行狀況良好，焊接工裝的穩(wěn)固，才能保證焊接質(zhì)量的可靠性、一致性。從而才能保證信號傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

本項目的實施將會填補我國汽車零部件行業(yè)的一項空白，它的建成具有重要的社會效益和很好的經(jīng)濟(jì)效益。實施該項目是十分必要的。

關(guān)鍵的技術(shù)及技術(shù)指標(biāo)：

①選用合適的伺服電機(jī)實現(xiàn)焊接不同位置的精確控制；

②選用高精度的絲杠和直線滑軌，可以保證左右移動的誤差不超過0.01 毫米；

③采用PLC 控制對超聲波焊機(jī)移動的各位置、焊接數(shù)量、以及參數(shù)的儲存調(diào)用修改等進(jìn)行控制；

④設(shè)計制作特殊結(jié)構(gòu)的砧座及夾具，保證焊接的可靠性及試用的方便性；

⑤選用專業(yè)的焊頭，焊頭的固有頻率要求40KHz±1%、并且焊頭的材質(zhì)為優(yōu)質(zhì)進(jìn)口合金鋼，熱處理也有特殊的要求；

⑥選用美國知名品牌的超聲波金屬焊接機(jī)，頻率40KHz，專業(yè)對薄金屬焊接的設(shè)備；

安全氣囊裝置旋轉(zhuǎn)連接器焊接工藝的核心技術(shù)，包括：焊頭的精密設(shè)計與加工、砧座的穩(wěn)固性結(jié)構(gòu)設(shè)計、焊接參數(shù)的合理性設(shè)置、焊接質(zhì)量的控制、全面細(xì)致的檢測手段、可靠的試驗驗證保證等。

綜上所述，汽車安全氣囊系統(tǒng)用新一代集成化旋轉(zhuǎn)連接器總成產(chǎn)品技術(shù)成熟，市場前景廣闊，目前國內(nèi)年配套量近400 萬套，世界范圍內(nèi)的年配套量在6000 萬套以上，到2013 年這個數(shù)字將分別達(dá)到600 萬套和7000 萬套。該項目的發(fā)展不僅能為企業(yè)，也將為全社會帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。