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        一種內(nèi)飾件噴涂降噪劑自動化設(shè)備的研制

        2021-09-21 11:58:40劉佰林
        機(jī)械管理開發(fā) 2021年8期
        關(guān)鍵詞:內(nèi)飾件升降機(jī)工位

        劉佰林,于 海

        (沈陽新松機(jī)器人自動化股份有限公司,遼寧 沈陽 110168)

        引言

        汽車行駛過程中車內(nèi)的內(nèi)飾件與所接觸的車體本身的金屬件會產(chǎn)生相對的微小位移,因而容易發(fā)出“吱吱”的摩擦噪音。目前解決該問題的辦法是人工用刷子在內(nèi)飾件上涂上一層降噪劑,表面會很光滑,從而降低了滑動摩擦阻力,這樣就降低了汽車在行駛中產(chǎn)生的噪音。但這種人工涂抹的工藝無法滿足產(chǎn)量和涂抹質(zhì)量的要求,涂抹層往往會比較厚,材料成本高。因而,研發(fā)一種能提高噴涂質(zhì)量、提高產(chǎn)量和降低材料成本的噴涂自動化的設(shè)備具有深遠(yuǎn)意義。

        1 設(shè)備的工作原理

        該設(shè)備主要通過內(nèi)循環(huán)使托盤流轉(zhuǎn)至自動噴涂工位,利用機(jī)器人進(jìn)行自動噴涂降噪劑。托盤作為周轉(zhuǎn)載體,通過自動噴涂工位兩側(cè)的分層提升機(jī)進(jìn)行托盤的換層輸送,噴涂完成前后,利用輸送機(jī)進(jìn)行傳輸和緩存,最大限度地利用空間,達(dá)到工件的周轉(zhuǎn)。另外,為了保證工藝溫度和濕度的要求,在出料口后方設(shè)置烘干系統(tǒng)。

        2 設(shè)備的機(jī)構(gòu)組成

        該設(shè)備主要利用機(jī)器人代替人工進(jìn)行噴涂降噪劑,以托盤作為內(nèi)飾件的載體,通過傳輸機(jī)構(gòu)進(jìn)行輸送轉(zhuǎn)運(yùn),主要包括自動噴涂系統(tǒng)1、托盤2、托盤傳輸機(jī)3、分層升降機(jī)4、噴涂位傳輸機(jī)構(gòu)5、緩存位傳輸機(jī)構(gòu)6 和烘干系統(tǒng)7,見圖1。人工將內(nèi)飾件放入托盤2 內(nèi),托盤傳輸機(jī)3(右側(cè))將托盤2 輸送進(jìn)分層升降機(jī)4(右側(cè))內(nèi),分層升降機(jī)4(右側(cè))輸送托盤2上升到最高處,噴涂位傳輸機(jī)構(gòu)5 再按照箭頭所以方向?qū)⑼斜P2 輸送到自動噴涂系統(tǒng)1的上方精確定位,機(jī)器人進(jìn)行噴涂完成后,托盤2 進(jìn)入到分層升降機(jī)4(左側(cè))內(nèi),分層升降機(jī)4(左側(cè))下降將托盤2 輸送到托盤傳輸機(jī)3(左側(cè))內(nèi),人工將噴涂完成的內(nèi)飾件取出,托盤傳輸機(jī)3(左側(cè))將托盤2 送回分層升降機(jī)4(左側(cè))內(nèi),分層升降機(jī)4(左側(cè))將托盤2 輸送到最低位,緩存位傳輸機(jī)構(gòu)6 將托盤2 輸送到托盤緩存位,緩存位傳輸機(jī)構(gòu)6 再將托盤2 輸送到分層升降機(jī)4(右側(cè))內(nèi),托盤2 再進(jìn)入托盤傳輸機(jī)3,人工繼續(xù)上內(nèi)飾件,整個(gè)系統(tǒng)托盤有多套,托盤2 無限循環(huán)。

        圖1 設(shè)備機(jī)構(gòu)組成圖

        2.1 自動噴涂系統(tǒng)

        系統(tǒng)主要由工業(yè)自動機(jī)器人、噴槍、物料存儲小罐、備用物料大罐以及控制系統(tǒng)組成。如下頁圖2 自動噴涂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)所示,自動噴涂工藝采用由下向上噴涂,噴槍安裝在工業(yè)機(jī)器人上,對噴涂工位上方的托盤內(nèi)的內(nèi)飾件進(jìn)行自動化噴涂作業(yè)。小罐里面的降噪劑直接供給噴槍使用,采用對密閉的物料小罐施加壓力的方式,用噴槍將降噪劑噴出。備用物料的大罐給小罐補(bǔ)料使用,放置在設(shè)備外,在設(shè)備不停機(jī)的狀態(tài)下,小罐物料低液位傳感器報(bào)警后,密閉的大罐也是采用施加壓力的方式對小罐進(jìn)行補(bǔ)充物料物料。大罐帶有攪拌裝置對物料大罐里的物料進(jìn)行攪拌,防止物料沉淀。

        圖2 自動噴涂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

        2.2 托盤

        托盤主要由托盤框架、行走滾輪、工件定位夾具、托盤傳輸定位套、托盤噴涂定位套,托盤識別電子標(biāo)簽等構(gòu)成。托盤在設(shè)備內(nèi)移動采用滾動的方式,托盤在設(shè)備內(nèi)循環(huán)運(yùn)行。多種工件的托盤與系統(tǒng)的接口一致,結(jié)構(gòu)如圖3 所示。

        圖3 托盤結(jié)構(gòu)

        2.3 托盤傳輸機(jī)

        托盤傳輸機(jī)主要由托盤傳輸軌道、托盤移動機(jī)構(gòu)、更換托盤機(jī)構(gòu)、工件檢測傳感器等結(jié)構(gòu)件組成。托盤移動機(jī)構(gòu)帶動托盤在托盤操作工位與分層提升機(jī)之間進(jìn)出。當(dāng)托盤移動到操作工位時(shí),可上件。托盤傳輸機(jī)更換托盤的時(shí)侯,更換托盤機(jī)構(gòu)的托盤抱緊氣缸壓臂打開,定位銷從托盤定位套里抽出,更換托盤機(jī)構(gòu)下降,低于托盤,打開上件工位側(cè)面的安全門,托盤可從上料工位側(cè)面滑出,更換托盤。

        2.4 分層升降機(jī)

        主要由鏈條、動力輸送系統(tǒng)、托盤輸送軌道、托盤擋停機(jī)構(gòu)、層位零點(diǎn)矯正傳感器等結(jié)構(gòu)框架組成。托盤分層升降機(jī)使用等節(jié)距鏈條,其中每一層的托盤輸送軌道的間距均相同,托盤進(jìn)出升降機(jī)后,都有相應(yīng)的托盤擋停機(jī)構(gòu)定位托盤,防止托盤下降過程中滑出。分層下降機(jī)一層一層地向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動,有誤差矯正的功能。銜接的托盤輸送軌道高度差過多時(shí),層位零點(diǎn)矯正傳感器發(fā)出信號,PLC 控制分層提升機(jī)執(zhí)行自動校零點(diǎn)功能,讓托盤輸送軌道回到原始的層位高度,機(jī)構(gòu)如圖4 結(jié)構(gòu)所示。

        圖4 分層升降機(jī)結(jié)構(gòu)

        2.5 噴涂位傳輸機(jī)構(gòu)

        該機(jī)構(gòu)具有雙抓手的功能,可同時(shí)帶動兩個(gè)托盤移動,主要由托盤傳輸軌道、氣缸穿銷機(jī)構(gòu)、齒輪齒條、導(dǎo)軌滑塊、電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)、噴涂位托盤穿銷定位機(jī)構(gòu)等組成。噴涂位托盤穿銷定位機(jī)構(gòu)對托盤進(jìn)行精確定位,保證托盤位置的準(zhǔn)確,實(shí)現(xiàn)對內(nèi)飾件精確位置的噴涂。當(dāng)分層提升機(jī)頂層有托盤,分層下降機(jī)頂層沒有托盤,且噴涂工位噴涂作業(yè)完成,噴涂位托盤雙抓手的氣缸穿銷機(jī)構(gòu)動作定位兩個(gè)托盤;噴涂位托盤穿銷定位機(jī)構(gòu)釋放托盤,分層提升、下降機(jī)的頂層托盤擋停機(jī)構(gòu)回原位,噴涂位托盤雙抓手帶動兩個(gè)托盤同時(shí)移動。分層提升機(jī)里的托盤進(jìn)入噴涂工位,噴涂工位的托盤進(jìn)入分層下降機(jī)的頂層。在噴涂位托盤穿銷定位機(jī)構(gòu)定位托盤;在分層下降機(jī)頂層的托盤定位機(jī)構(gòu)定位進(jìn)入的托盤。噴涂位托盤雙抓手的氣缸穿銷機(jī)構(gòu)動作釋放兩個(gè)托盤,而后回原位等待下一次循環(huán)動作。

        緩存位傳輸機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與其相同。

        2.6 烘干系統(tǒng)

        托盤進(jìn)入分層下降機(jī),采用吹熱風(fēng)的方式對降噪劑進(jìn)行烘干,熱風(fēng)可以在封閉烘干區(qū)域進(jìn)行循環(huán),起到節(jié)能的效果。干燥后的工件不會因人工下料對噴涂表面產(chǎn)生不良影響。

        3 運(yùn)行效果

        1)使用自動化設(shè)備后產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定。由于人工參與導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量控制難,易出現(xiàn)不合格產(chǎn)品,噴涂降噪劑自動化設(shè)備使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,鮮有不合格品出現(xiàn)。

        2)降低了降噪劑的使用量,從而降低了生產(chǎn)成本。原來人工涂抹不均勻,厚度為0.1~0.2 mm,比較厚;噴涂降噪劑自動化設(shè)備使噴涂厚度被控制在5~20μm,不僅薄而且均勻。該此設(shè)備實(shí)現(xiàn)了全自動化噴涂,效率高。人工涂抹一套車內(nèi)飾件需要120 s,現(xiàn)在設(shè)備中一套托盤放置一套內(nèi)飾件,一套車所需內(nèi)飾件需要2 個(gè)托盤,每個(gè)托盤運(yùn)行節(jié)拍45 s,自動噴涂一套車節(jié)拍45×2=90 s,人工涂抹一套車節(jié)拍120 s,每套車節(jié)省時(shí)間120-90=30 s,生產(chǎn)效率大幅提高。

        4 結(jié)語

        通過上述介紹可以看出,該內(nèi)飾件噴涂降噪劑自動化設(shè)備通過機(jī)器人來進(jìn)行噴涂,使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性得到了很大的提高,同時(shí),該設(shè)備加快了噴涂速度,減少了機(jī)器人待機(jī)時(shí)間和托盤周轉(zhuǎn)時(shí)間,進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率。該設(shè)備將機(jī)器人噴涂技術(shù)應(yīng)用在汽車內(nèi)飾件降噪領(lǐng)域,為汽車內(nèi)飾件的加工工藝提供了新思路。另外,該設(shè)備具有低碳,環(huán)保,生產(chǎn)率高,質(zhì)量可控的特點(diǎn),大大降低了生產(chǎn)成本,適用于產(chǎn)業(yè)化集成批量制造。該設(shè)備的研發(fā)成功使我國汽車內(nèi)飾件加工制造領(lǐng)域進(jìn)入了全新的發(fā)展階段。

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