汽車搖臂裝配機研制

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汽車搖臂由多個零部件組成，是發(fā)動機里的配氣機構，負責打開、關閉氣門。圖1為汽車雙搖臂部件，需在搖臂體的兩搖臂孔C內各裝入1個液壓挺柱和節(jié)油片。通常該裝配過程由手工完成，需要較多人力資源，裝配速度慢，且容易將零部件裝反。為解決此問題，我們開發(fā)設計出自動裝配機，將液壓挺柱和節(jié)油片自動裝入搖臂體內，使生產節(jié)拍縮短到1Os／件，既提高了裝配效率又節(jié)約了人力資源，是一種一舉兩得的理想設備。

1汽車搖臂裝配方案

裝配過程中搖臂體定位如圖2所示，依靠搖臂體孔定位，并以底面D輔助定位，使兩搖臂孔c開口向上，便于裝配。裝配時，先將節(jié)油片裝入孔C內，再將液壓挺柱裝入孔C與節(jié)油片接觸。

2自動裝配機總體設計方案

2．1自動裝配機總體結構汽車搖臂自動裝配機的總體結構簡圖見圖3，包含了4個工作位置，主要部件包括回轉部件、固定夾具、節(jié)油片裝配部件及左、右液壓挺柱壓入部件。回轉部件帶動固定夾具及其上方的搖臂體旋轉到各個工作位置。固定夾具自動夾緊搖臂體，帶動其到達各工作位置進行裝配。如圖3所示，每個工作位置都安裝有固定夾具，共4套夾具。節(jié)油片裝配部件同一時間將2塊節(jié)油片分別裝入搖臂體的左、右搖臂孔中。左液壓挺柱壓入部件將液壓挺柱壓人左搖臂孔中。右液壓挺柱壓入部件將液壓挺柱壓入右搖臂孔中。

2．2自動裝配機運動、檢測及控制方案汽車搖臂自動裝配機回轉部件采用電動機驅動，根據(jù)工作臺及上方部件重量，確定最大轉速和輸出轉矩，選定電動機型號為200YF01，并通過變頻器控制起停及轉速。各部件的直線移動都采用氣壓控制，各處氣缸所選用的型號見表1。固定夾具夾持位置、液壓挺柱送料口安裝線性接近開關，以檢測搖臂體、液壓挺柱是否存在。節(jié)油片通過真空吸盤進行抓取，后方安裝真空開關檢測真空度以判斷節(jié)油片是否吸附好。裝配機的運行過程采用PLC進行控制，包括電動機運轉、氣缸活塞移動和檢測信號處理等。

2．3自動裝配機工作循環(huán)如圖3所示，在工位1處人工將搖臂體裝入固定夾具。待固定夾具自動夾緊后，電動機通過齒輪傳動，帶動工作臺及工作臺上方的固定夾具旋轉90。到達工位2。定位升降氣缸將固定夾具托起3～5mm進行二次定位，節(jié)油片裝配部件同時在左、右搖臂中裝入節(jié)油片，定位升降氣缸下降使固定夾具回到先前高度。工作臺再旋轉90。到達工位3，定位升降氣缸將固定夾具托起3～5mlTl進行二次定位，同時使搖臂孔口與挺柱送料口緊密接觸，左液壓挺柱壓人部件將一液壓挺柱壓入左搖臂，定位升降氣缸下降使固定夾具回到先前高度。工作臺再次旋轉90。到達工位4，按照與工位3相同的步驟將液壓挺柱壓入右搖臂。工作臺再次旋轉90。到達工位1，1s后，固定夾具自動松開，人工將搖臂取出。

3自動裝配機關鍵部件的設計

3．1固定夾具(圖4)如圖4，托板2在回轉工作臺1上的定位依靠4個定位桿11完成，并在定位桿周圍安有等高橡膠墊片10，以避免夾具體放在回轉工作臺上時發(fā)生碰撞。在托板2左方通過拉桿支架4連接有拉桿5，右方通過頂軸支架8連接有頂軸7及搖臂體壓緊氣缸9，中間通過接近開關支架16連接有線性接近開關15。工作時，工作人員如圖4所示安裝搖臂體6，使搖臂體孔定位于夾具的拉桿錐面上。線性接近開關15檢測到搖臂體16存在后發(fā)送信號給PLC，PLC控制搖臂體壓緊氣缸9使其滑桿帶動頂軸7向左推移，將搖臂體6固定于拉桿5上，達到自動夾緊目的。

3．2節(jié)油片裝配部件(圖5)節(jié)油片裝配部件結構較復雜，為表達清楚，將其分解為節(jié)油片吸附、節(jié)油片升降、節(jié)油片移載3部分。工作時，圖5a所示節(jié)油片推動塊3在節(jié)油片推動氣缸2的帶動下向右推動，通過定位塊4準確定位，將節(jié)油片存儲桿7內滑下的節(jié)油片1推到真空吸盤正下方，利用真空吸盤吸住節(jié)油片。圖5b所示節(jié)油片升降氣缸9帶動吸盤支架13及與之連接的真空吸盤5、節(jié)油片1，沿垂直直線導軌10向上移動40mm后，圖5c所示節(jié)油片移載氣缸14帶動移載推動塊15及與之連接的相關部件(包括節(jié)油片)沿水平直線導軌8向前推移，到達搖臂孑L正上方位置。此時節(jié)油片升降氣缸滑塊向下移動，將節(jié)油片放人搖臂孑L底。

3．3液壓挺柱壓入部件液壓挺柱壓入部件結構見圖6。工作時，利用挺柱輸送機構，自動將液壓挺柱送至送料孔孔口處。該送料孔為錐孔，孔口直徑略大于挺柱外徑，挺柱進入送料孔后進行自由落體運動直至到達圖6所示位置，使挺柱裝配位置正確，無軸線偏差。此時液壓挺柱壓人氣缸3帶動壓入軸4沿送料管孔內向下移動，將挺柱2壓入搖臂體，完成裝配。

4結語

本裝配機已交付用戶使用，其性能已達到設計要求，并得到用戶的一致好評。圖紙經完善后已開始投入小批量生產。