《测绘科学技术学报》
随着我国科学技术的进步,汽车零部件组装技术也逐渐成熟,自动化技术已广泛地应用到了汽车零部件组装中,提升了企业的生产力。文章提出了一种自动化压装技术在汽车空调冷凝器上组装的应用,以此来提高自动化技术在汽车空调设备上的应用水平,提高汽车零部件生产企业的生产效率。
现阶段,在我国汽车空调零部件企业生产中,冷凝器压装组合主要采用半自动化技术,造成人工成本高,工作效率低,自动化技术无法在汽车零部件企业生产过程中发挥实际价值,不能满足市场对于汽车产量的需求。本文从汽车零部件企业生产实际出发,以某汽车车型空调冷凝器RD集管组件压装为例,将自动化技术落实到生产过程中,设计制造出全自动化冷凝器组装压合系统,提高生产效率。
RD集管组件压装系统生产工艺流程
1.RD集管组件要素
RD集管组件总成主要由集管、端帽、法兰及隔离板组成(见图1)。RD隔离板装配在集管内部,隔离集管内部空间,使管子形成两个腔体,以使冷却液在集管中形成进出回路。法兰和端帽分别压装配合在集管两端,端帽的作用是密封集管一侧端部,法兰压装配合具有方向性,其作用是使RD集管压装完成后与汽车空调安装固定件的生产零件进行装配。
图1 RD集管组件组成要素
2.RD集管组件生产工艺流程
RD集管压装生产工艺流程如图2所示。
图2 集管生产工艺流程
1)操作工将散料放置在RD集管上料辊道线的料仓内。辊道线单根出料,集管具有方向性,出料口有定位夹具夹紧集管,安装传感器检测工件方向,并发出有件信号。如果工件方向正确,直接进行步骤2定向夹紧,如果方向错误,需要机器人抓件时将工件旋转180°再执行步骤2定向夹紧。
2)机器人抓取工件放置到隔离板压装工位的定位夹具上,隔离板振动盘出料,电缸带动取料机械手动作抓取隔离板,机械手上的定位块拨动工件到准确位置(同时清理隔离板槽口毛刺)。夹具气爪夹紧RD集管(翘曲形变过程),机械手将隔离板放置到槽口位置,同时机械手末端压紧气缸动作,压紧的隔离板到位后保证隔离板与RD集管内部间隙小于0.2mm。RD集管夹紧气缸(翘曲部分)复位顶部压紧隔离板,隔离板压装气缸到位(咬合深度可调),压装完成后机械手回原位。
3)机器人抓取步骤2完成的工件放置到下一定位夹具上,即RD端帽、RD法兰压装工位夹具。RD端帽振动料盘自动出料,由定位气缸夹紧,同时,RD法兰振动料盘出料。RD法兰螺纹朝向要有方向性(若检测方向出现相反的情况,需要气缸旋转180°),然后压出三个工艺点。端帽、法兰检测信号到位,由总成气缸推动法兰沿直线运动,直至集管、端帽、法兰压合到位,完成集管总成压装。
4)机器人抓取工件放置到下一工序转台上,进行后续装配。
集管自动化系统设备组成
1.机器人外部轴工件抓手
机器人抓手采用气爪结合真空吸盘的结构形式(见图3),配置检测传感器以检测工件有无。为保证尽量轻量化,一般采用硬质铝制作连接法兰。抓手采取双抓手形式,一个抓取未压装组合的集管,一个抓取已压装组装好的工件。
图3 机器人外部轴双抓手接头
2.RD集管料斗
RD集管上料辊道线料斗主要用于完成RD集管单根出料、定向、夹紧动作的过程。辊道线一般由料仓、焊接框架、单料举升机构、输送皮带、缓料装置、方向检测装置及夹紧机构等部分组成。
辊道线料斗设计要求如下:
1)操作工上料要求RD集管沿管轴方向尽量一致,同时在出料端配置检测装置,检测管的方向。
2)辊道线出料节拍和原料储备符合技术要求。
3)保证人工上料的操作空间和可达性。
3.集管隔离板振动料盘
一般振动料盘主体采用振动盘的形式,其组成部分包括:架台、隔音罩、电磁圆形振动机、电磁直线振动送料机、料仓、顶盘及控制器等几部分组成。
集管隔离板振动料斗的出料形式为半圆向下,出料口位置设置翻转手,将工料翻转180°,同时矫正方向,再由气缸推送进入装配工位,单件出料节拍15s以内,设计上料周期1h。
4.RD端帽、法兰振动料盘
法兰振动料盘形式为横向出料,出料口设置方向检测装置,出料方向错误自动旋转180°,保证螺纹端朝外出料,出料端配置打点机构,打完三个工艺点后由气缸推送出料,单件出料节拍15s以内,设计上料周期1h。
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