陳章勇 侯偉奇 丘詩(shī)武

（珠海格力電器股份有限公司 珠海 519070）

引言

分體外機(jī)電機(jī)與電機(jī)支架預(yù)裝由3人完成，存在如下問(wèn)題導(dǎo)致自動(dòng)化實(shí)施非常困難，在2012年開(kāi)發(fā)了電機(jī)的自動(dòng)緊固設(shè)備，但因電機(jī)種類(lèi)多、螺釘在振動(dòng)盤(pán)卡釘、固定不到位等因素?zé)o法全面應(yīng)用。

1）緊固電機(jī)使用的帶墊螺釘，在振動(dòng)盤(pán)輸送時(shí)存在墊片掉落及卡釘問(wèn)題；

2）電機(jī)與電機(jī)支架無(wú)統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)；

3）同編碼不同廠家的電機(jī)外形尺寸差異大，無(wú)統(tǒng)一的定位結(jié)構(gòu)特征；

4）電機(jī)分為鐵殼和塑封兩種，僅四個(gè)孔位位置相同，其它尺寸均不一致，兩種電機(jī)無(wú)法做到統(tǒng)一。

5）塑封電機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)時(shí)是以電機(jī)的外形為基準(zhǔn)進(jìn)行定位，如統(tǒng)一，涉及廠家定位工裝更改，難度大，影響生產(chǎn)。

1 開(kāi)發(fā)難點(diǎn)分析

1.1 電機(jī)存在打裂，如何解決？

在人工緊固電機(jī)時(shí)，受螺釘旋轉(zhuǎn)力的影響，會(huì)帶動(dòng)電機(jī)跟轉(zhuǎn)，造成電機(jī)的孔與電機(jī)支架螺釘孔偏位嚴(yán)重，在緊固第二顆螺釘時(shí)，螺紋會(huì)直接接觸電機(jī)孔，進(jìn)而造成電機(jī)孔被擠裂的問(wèn)題；目前的解決辦法是第一顆螺釘預(yù)緊3/4，再人工二次旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行對(duì)孔，再緊固對(duì)角的螺釘孔，此方法因二次定位會(huì)影響節(jié)拍約10 %，且無(wú)法徹底根除電機(jī)孔被擠裂的問(wèn)題。

1.2 電機(jī)外形不統(tǒng)一，如何實(shí)現(xiàn)定位

我司電機(jī)廠家有7個(gè)，對(duì)其中的4個(gè)廠家同編碼的電機(jī)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)除螺釘孔位置外，其他尺寸均不同，差異明顯，以電機(jī)角度為例，最大的115 °、最小的85 °。而定位角度才是最解決電機(jī)旋轉(zhuǎn)直接有效的辦法。據(jù)此常規(guī)的定位方式的電機(jī)底部的中心柱為基準(zhǔn)，周邊以電機(jī)的兩耳朵夾角進(jìn)行定位，此種定位方式造成：①因電機(jī)編碼較多，夾具無(wú)法通用，經(jīng)分析需要夾具約28套，切換頻繁，前期已投入多臺(tái)設(shè)備，難以全面使用；②無(wú)法解決人工緊固時(shí)電機(jī)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的打裂問(wèn)題。

1.3 如何實(shí)現(xiàn)螺釘?shù)淖詣?dòng)分選

目前固定分體外機(jī)電機(jī)的螺釘為帶墊螺釘，在振動(dòng)盤(pán)篩選時(shí)存在墊片掉落、卡料問(wèn)題，項(xiàng)目對(duì)螺釘緊固進(jìn)行研究，在螺母處增加墊圈結(jié)構(gòu)，加大螺帽與電機(jī)的接觸面板，避免應(yīng)力集中，開(kāi)發(fā)了無(wú)墊片的緊固螺釘，并在多款機(jī)型上進(jìn)行了隨機(jī)振動(dòng)、跌落、堆碼振動(dòng)等實(shí)驗(yàn)測(cè)試合格，解決了螺釘振動(dòng)篩選、排列卡料問(wèn)題，同時(shí)螺釘來(lái)料一致性較差，存在瑕疵，需要提前進(jìn)行篩選檢測(cè)。

2 電機(jī)與電機(jī)支架自定位工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)

根據(jù)以上提出的電機(jī)孔偏位、電機(jī)外形不統(tǒng)一的問(wèn)題，項(xiàng)目創(chuàng)造性的開(kāi)發(fā)了兩兩相對(duì)的非貫穿L性卡舌配合結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)與電機(jī)支架圓周及徑向卡裝定位[4]：

1）電機(jī)支架上設(shè)計(jì)3處卡舌與電機(jī)凹槽定位，且定位結(jié)構(gòu)兩兩相對(duì)，解決圓周方向存在的旋轉(zhuǎn)問(wèn)題，如圖1所示；

圖1 結(jié)構(gòu)自定位方案

2）電機(jī)支架上設(shè)計(jì)卡舌結(jié)構(gòu)，與塑封電機(jī)上的非貫穿L型凹槽定位，解決電機(jī)支架與電機(jī)徑向和圓周逆時(shí)針?lè)较虻亩ㄎ唬?/p>

3）電機(jī)支架卡舌頂部設(shè)計(jì)有30°導(dǎo)向角，便于電機(jī)順利裝配，電機(jī)支架卡舌與塑封電機(jī)凹槽頂部設(shè)計(jì)間隙0.5 mm，防止固定電機(jī)時(shí)出現(xiàn)受力開(kāi)裂問(wèn)題；

4）電機(jī)支架上的卡舌通用鐵殼電機(jī)和塑封電機(jī)，便于提高電機(jī)支架的通用性；

5）電機(jī)支架上設(shè)計(jì)兩個(gè)工藝孔，便于電機(jī)支架與工作臺(tái)精準(zhǔn)定位。

通過(guò)以上的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并按公司企標(biāo)要求進(jìn)行噪音、隨機(jī)振動(dòng)和跌落測(cè)試，解決行業(yè)內(nèi)因不同廠家電機(jī)外形不統(tǒng)一導(dǎo)致自動(dòng)化實(shí)施困難的行業(yè)難題；人工緊固時(shí)對(duì)電機(jī)二次旋轉(zhuǎn)定位的問(wèn)題；為外機(jī)電機(jī)自動(dòng)裝配和自動(dòng)緊固奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

3 螺釘自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)

螺釘一致性差，影響自動(dòng)螺絲機(jī)的送料，時(shí)常出現(xiàn)送料不到位、卡釘?shù)痊F(xiàn)象，嚴(yán)重影響自動(dòng)自動(dòng)緊固設(shè)備的開(kāi)發(fā)，不良螺釘主要表現(xiàn)在螺帽加工不良、十字槽有碎屑、十字槽堵、混料、螺帽歪、螺牙缺失等方面。

該設(shè)備由多分位玻璃分度盤(pán)、多個(gè)相機(jī)、平送機(jī)、螺釘振動(dòng)盤(pán)、伺服電機(jī)等組成，將螺釘?shù)谷胝駝?dòng)盤(pán)，利用振動(dòng)盤(pán)的工作原理將螺釘分極篩選排列，并輸送到平送機(jī)上，平送機(jī)再將螺釘平穩(wěn)的放于玻璃盤(pán)或分度盤(pán)上，通過(guò)定位輪的作用將螺釘整齊的排列在玻璃盤(pán)同一直徑的圓周上，為可視化系統(tǒng)及檢測(cè)系統(tǒng)做好準(zhǔn)備。

分度盤(pán)上面的螺釘首先經(jīng)過(guò)下視鏡頭，使螺帽成像并檢測(cè)記錄，再經(jīng)過(guò)側(cè)視鏡頭檢測(cè)螺桿及螺紋的相關(guān)尺寸并記錄，隨后進(jìn)入下料系統(tǒng)，將記錄中的OK品、NG品及重測(cè)品分別吹入相應(yīng)下料機(jī)構(gòu)，如圖2所示。

圖2 螺釘檢測(cè)裝置

4 電機(jī)自動(dòng)緊固技術(shù)

該技術(shù)由輸送線、電機(jī)支架定位模具，伺服電機(jī)、視覺(jué)系統(tǒng)、槽形光電、下線L型夾具，XY線性滑臺(tái)，其中伺服電機(jī)具備定力矩[2]、轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)監(jiān)測(cè)，槽形光電能檢測(cè)伺服電機(jī)位移，XY線性模組在視覺(jué)系統(tǒng)的識(shí)別下能帶動(dòng)伺服電機(jī)進(jìn)行平面移動(dòng)，確保伺服電機(jī)上的批頭能對(duì)準(zhǔn)螺釘孔，如圖3所示。

圖3 自動(dòng)緊固設(shè)備圖

4.1 一種電機(jī)支架與設(shè)備的工藝定位方法

電機(jī)支架與設(shè)備通常采用仿行定位夾具，對(duì)電機(jī)支架的四周進(jìn)行精準(zhǔn)定位，但因電機(jī)支架種類(lèi)較多，尺寸不一導(dǎo)致定位夾具無(wú)法通用，如圖4所示。

圖4 電機(jī)支架與設(shè)備的定位方法

據(jù)此項(xiàng)目組研究0.75～1.5 P的電機(jī)支架，巧妙地設(shè)計(jì)了通用工藝孔，配合工裝上的定位銷(xiāo)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位；并開(kāi)發(fā)通用輔助定位工裝，實(shí)現(xiàn)電機(jī)支架與工裝的快速裝配。

4.2 一種能自檢及自我糾正的螺釘緊固系統(tǒng)

電機(jī)與電機(jī)支架螺釘孔是大孔配小孔的情況，且受加工誤差影響，存在螺釘孔不完全同軸的問(wèn)題，導(dǎo)致自動(dòng)緊固時(shí)螺釘被打歪無(wú)法緊固到位，單靠力矩?zé)o法識(shí)別，導(dǎo)致出現(xiàn)電機(jī)松動(dòng)異響問(wèn)題；

對(duì)此項(xiàng)目組開(kāi)發(fā)伺服模組緊固系統(tǒng)，搭載CCD視覺(jué)檢測(cè)，自動(dòng)識(shí)別和糾正緊固位置[6]，并采用力矩、位移及擰緊圈數(shù)檢測(cè)螺釘?shù)逆i附情況，如圖5所示。

圖5 自檢及自我糾正的螺釘緊固系統(tǒng)

4.3 一種通用的電機(jī)支架下線裝置

對(duì)0.75～2P的電機(jī)支架進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)電機(jī)支架的寬度差異比較大，單靠夾緊氣缸無(wú)法兼容，項(xiàng)目組開(kāi)發(fā)了伺服夾持裝置及L型防掉落夾具[1]，可根據(jù)電機(jī)支架寬度自動(dòng)調(diào)節(jié)，解決不同寬度電機(jī)支架難以通用夾持下料問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)皮帶線實(shí)現(xiàn)到總裝一個(gè)流，如圖6所示。

圖6 下線裝置

5 應(yīng)用成果

通過(guò)開(kāi)發(fā)電機(jī)與電機(jī)支架的自定位結(jié)構(gòu)，及自動(dòng)緊固設(shè)備實(shí)現(xiàn)電機(jī)的自動(dòng)緊固、檢測(cè)及下線，該技術(shù)已在產(chǎn)品上應(yīng)用2年，采用自動(dòng)緊固技術(shù)，大幅提高產(chǎn)品緊固一致性，并具有失效模式檢測(cè)保護(hù)功能，該技術(shù)應(yīng)用后物料成本降低10 %，生產(chǎn)效率提升20 %，生產(chǎn)自動(dòng)化率提升30 %，同時(shí)采用自動(dòng)緊固后，大幅降低了生產(chǎn)過(guò)程噪音，提高員工滿(mǎn)意度，降低了員工勞動(dòng)強(qiáng)度，得到使用單位的一致好評(píng)，并已在集團(tuán)內(nèi)全面推廣應(yīng)用。

6 結(jié)語(yǔ)

項(xiàng)目開(kāi)發(fā)電機(jī)與電機(jī)支架的自定位結(jié)構(gòu)，及自動(dòng)緊固設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的自動(dòng)緊固、螺釘孔自動(dòng)糾正、成品自動(dòng)檢測(cè)及下線，解決了人工緊固電機(jī)的生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)過(guò)程噪音大，自動(dòng)化無(wú)法實(shí)施的技術(shù)難題，目前該項(xiàng)技術(shù)已在全集團(tuán)應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有項(xiàng)很強(qiáng)的復(fù)制性、行業(yè)借鑒性、推廣應(yīng)用價(jià)值，推廣后可給企業(yè)帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。