王剛 孫守龍
摘 要:伴隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)的不斷向前發(fā)展,我國(guó)汽車(chē)制造行業(yè)也逐漸向智能化、數(shù)字化方向進(jìn)行轉(zhuǎn)變,以此來(lái)提升汽車(chē)行業(yè)的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。在汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中,自動(dòng)化技術(shù)能夠提高汽車(chē)生產(chǎn)效率,提升汽車(chē)生產(chǎn)質(zhì)量,解放勞動(dòng)力。汽車(chē)企業(yè)想要在市場(chǎng)中占據(jù)更加有利的位置,就需要提升自身產(chǎn)品質(zhì)量。因此,需要汽車(chē)行業(yè)能夠具備先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù),保證產(chǎn)品質(zhì)量。本文首先介紹車(chē)門(mén)自動(dòng)裝配技術(shù)在車(chē)身車(chē)間中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),并深入探究車(chē)門(mén)自動(dòng)裝配的關(guān)鍵技術(shù), 為車(chē)身車(chē)間未來(lái)自動(dòng)裝配技術(shù)提供理論支撐。
關(guān)鍵詞:汽車(chē)生產(chǎn);車(chē)門(mén)自動(dòng)裝配;機(jī)器人視覺(jué);機(jī)器人擰緊
汽車(chē)焊裝車(chē)間車(chē)門(mén)裝配是一項(xiàng)極其繁重的工作,由于裝配過(guò)程中汽車(chē)配件生產(chǎn)的離散性,導(dǎo)致在車(chē)門(mén)裝配過(guò)程中出現(xiàn)諸多問(wèn)題。在加上近年來(lái)汽車(chē)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈,對(duì)汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中質(zhì)量要求越來(lái)越高,對(duì)汽車(chē)的生產(chǎn)管理和質(zhì)量監(jiān)控造成了極大的困擾,因此亟需機(jī)器人自動(dòng)裝配技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工裝配。本文探討了車(chē)門(mén)自動(dòng)裝配的關(guān)鍵技術(shù),為汽車(chē)裝配方式的改變提出了一種新的方式。
1 自動(dòng)裝配技術(shù)整體介紹
車(chē)門(mén)智能裝配系統(tǒng)包含輸送定位系統(tǒng)、智能擰緊系統(tǒng)、質(zhì)量管控系統(tǒng)組成,采用成熟、穩(wěn)定可靠性高的螺栓供給方式,可實(shí)現(xiàn)螺栓、螺母智能化擰緊裝配,配合機(jī)器人視覺(jué)引導(dǎo)技術(shù)、NC系統(tǒng)、高速輸送系統(tǒng)、柔性?shī)A具等智能技術(shù),實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化智能生產(chǎn),對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中裝配質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控。
1.1 輸送系統(tǒng)介紹
螺栓與螺母均采用高精度振動(dòng)盤(pán)式輸送系統(tǒng),并設(shè)定有檢測(cè)開(kāi)關(guān),當(dāng)物料消耗到設(shè)定程度時(shí)可自動(dòng)補(bǔ)充物料。集成了輸送、定位、檢測(cè)為一體的定位系統(tǒng),可智能判別機(jī)器人取釘情況,取釘失敗時(shí)可自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)給,可同時(shí)給機(jī)器人提供單個(gè)或多個(gè)螺釘。圖一為螺栓與螺母自動(dòng)輸送系統(tǒng)。
1.2 智能擰緊系統(tǒng)介紹
機(jī)器人擰緊系統(tǒng)采用吸釘式智能擰緊槍、擰緊工具帶有浮動(dòng)功能,可吸收零件一定范圍的精度波動(dòng),提高擰緊成功率。并且可對(duì)扭矩實(shí)施監(jiān)控與反饋,提供穩(wěn)定保障,保證擰緊質(zhì)量。機(jī)器人可同時(shí)取單顆或者多顆螺釘。圖2為智能擰緊系統(tǒng)。
1.3質(zhì)量管控系統(tǒng)介紹
該系統(tǒng)通過(guò)激光視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)車(chē)身進(jìn)行掃描,實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)身螺孔位置及車(chē)門(mén)與車(chē)身RPS孔的全方位的間隙及位置識(shí)別,判斷最佳車(chē)身與車(chē)門(mén)四周間隙一致的最佳位置匹配,再進(jìn)行最終車(chē)門(mén)的擰緊自動(dòng)裝配,保障裝配質(zhì)量。圖3為質(zhì)量管控系統(tǒng)。
2 自動(dòng)裝配技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
汽車(chē)制造行業(yè)運(yùn)用自動(dòng)化的裝配系統(tǒng),不僅能夠符合我國(guó)內(nèi)部社會(huì)的發(fā)展要求,也能夠滿足人們對(duì)于汽車(chē)的總體需求,運(yùn)用自動(dòng)化裝配技術(shù),也能夠減少相應(yīng)的人力勞動(dòng),保證生產(chǎn)效率,同時(shí)也能夠提升汽車(chē)生產(chǎn)的品質(zhì)和質(zhì)量,自動(dòng)化裝配技術(shù)也可以避免人員操作所造成的誤差,使汽車(chē)在安全性和舒適性等方面都能夠獲得極大程度的提高。以下是幾點(diǎn)主要優(yōu)勢(shì):
1)提高生產(chǎn)效率
汽車(chē)制造行業(yè)向自動(dòng)化的方向發(fā)展后,在制造過(guò)程中,其操作流程以及操作細(xì)節(jié)都發(fā)生了巨大轉(zhuǎn)變,許多原本由人力來(lái)完成的生產(chǎn)過(guò)程都可以交由機(jī)器來(lái)完成,不僅能夠達(dá)到預(yù)設(shè)的成果,也能夠減少失誤狀況的發(fā)生,有效提高車(chē)間生產(chǎn)的整體效率,無(wú)論是從時(shí)間還是成果和人力物力等方面,都有了較大改變,展現(xiàn)出汽車(chē)制造行業(yè)的新面貌。自動(dòng)化裝配技術(shù)的應(yīng)用更減少了企業(yè)對(duì)于勞動(dòng)力的主要資金投入,節(jié)省了相應(yīng)支出,能夠確保汽車(chē)制造行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。
2)提升員工安全性
在傳統(tǒng)的汽車(chē)生產(chǎn)當(dāng)中,人力是完成汽車(chē)生產(chǎn)的主要方式之一,這也意味著一些危險(xiǎn)系數(shù)較高的操作需要人工來(lái)完成,這使得車(chē)間員工在工作中都承受著一大部分安全隱患,這種安全隱患會(huì)對(duì)生產(chǎn)效率產(chǎn)生負(fù)面影響,同時(shí),工作人員自身的生命財(cái)產(chǎn)安全也會(huì)影響到企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益。若出現(xiàn)危險(xiǎn),不僅要賠償大量資金,也會(huì)對(duì)企業(yè)的形象造成一定程度的破壞,不利于企業(yè)未來(lái)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。自動(dòng)化裝配技術(shù)的引用,能夠?qū)⑽kU(xiǎn)系數(shù)較高的操作交由機(jī)器,車(chē)間的工作人員只負(fù)責(zé)監(jiān)督以及操作機(jī)器等,提升了車(chē)間員工自身的安全性,使得員工可以更加放心的進(jìn)行高效工作,也能夠樹(shù)立企業(yè)自身的正面形象,更有利于企業(yè)能夠廣泛吸納相應(yīng)技術(shù)人才,積極的發(fā)展自身。
3 車(chē)門(mén)智能裝配工藝
車(chē)門(mén)總成作為自車(chē)身的關(guān)鍵零部件,起著密封、承載等作用,因其外觀品質(zhì)要求高、用戶體驗(yàn)感強(qiáng),它的制造精度很大程度上決定著整車(chē)的質(zhì)量和觀感效果。車(chē)門(mén)總成在經(jīng)過(guò)沖壓、輯壓、焊接、涂膠、包邊及裝配等多道工序后,需具備承載大量功能件和抗側(cè)面沖擊的能力,所以車(chē)門(mén)總成要有一定的剛度和強(qiáng)度。同時(shí),車(chē)門(mén)總成又是一個(gè)外觀件和活動(dòng)裝配件,除了滿足氣密性、安全性的功能要求外還需滿足覆蓋件的外觀品質(zhì)要求,型面精度的控制和間隙公差的保證是整個(gè)車(chē)門(mén)調(diào)試過(guò)程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
3.1 車(chē)門(mén)裝配工藝
汽車(chē)車(chē)門(mén)一般由左前門(mén),左后門(mén),右前門(mén),右后門(mén)組成,汽車(chē)車(chē)門(mén)裝配流程如圖4所示。
3.2 車(chē)門(mén)匹配技術(shù)要求
車(chē)門(mén)裝配完成后,需要對(duì)裝配質(zhì)量進(jìn)行判斷,裝配技術(shù)指標(biāo)主要包含車(chē)門(mén)與汽車(chē)側(cè)圍裝配面差,車(chē)門(mén)與翼子板裝配面差,前后門(mén)裝配面差。具體技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。
3.3 車(chē)門(mén)連接形式
車(chē)門(mén)連接主要靠門(mén)鉸鏈連接,前門(mén)與車(chē)身通過(guò) 車(chē)門(mén)鉸鏈連接, 鉸鏈需先整體安裝在車(chē)門(mén)上,匹配后從車(chē)身內(nèi)側(cè)各擰入螺栓實(shí)現(xiàn)連接。如圖5為前門(mén)鉸鏈。后門(mén)與車(chē)身通過(guò)車(chē)門(mén)鉸鏈連接,鉸鏈需先整體安裝在車(chē)門(mén)上,匹配后從車(chē)身內(nèi)側(cè)各擰入螺栓實(shí)現(xiàn)連接,圖6為后門(mén)鉸鏈形式。
當(dāng)前汽車(chē)車(chē)門(mén)裝配中,鉸鏈形式為分體式鉸鏈和一體式鉸鏈,這兩種鉸鏈對(duì)比見(jiàn)表2。
當(dāng)前車(chē)身四門(mén)處所采用的的鉸鏈形式為分體式鉸鏈(需內(nèi)外側(cè)擰入螺栓),自動(dòng)裝配時(shí)容易產(chǎn)生車(chē)身沉降不一致的問(wèn)題,從而導(dǎo)致Z向間隙超差。
4 車(chē)門(mén)自動(dòng)裝配關(guān)鍵技術(shù)
4.1 車(chē)門(mén)自動(dòng)裝配關(guān)鍵點(diǎn)
后門(mén)裝配重點(diǎn)關(guān)注1和2處的間隙及面差,1和3處后門(mén)與側(cè)圍及門(mén)檻的高度差,見(jiàn)圖7所示,前門(mén)裝配重點(diǎn)關(guān)注1和2處的間隙及面差,1處前門(mén)與后門(mén)的高度差,見(jiàn)圖8。
4.2 車(chē)門(mén)自動(dòng)裝配流程
車(chē)門(mén)自動(dòng)裝配流程如下:車(chē)身到位,車(chē)門(mén)抓取→車(chē)身與車(chē)門(mén)測(cè)量→最佳匹配→螺栓測(cè)量→機(jī)器人擰緊→視覺(jué)評(píng)價(jià)。
1)車(chē)身與車(chē)門(mén)測(cè)量
1、匹配機(jī)器人帶抓手先運(yùn)動(dòng)至一處固定位置對(duì)車(chē)身鉸鏈平面進(jìn)行測(cè)量,然后再運(yùn)動(dòng)至另一處固定位置對(duì)門(mén)及車(chē)身進(jìn)行測(cè)量。
2、偏差值發(fā)給匹配機(jī)器人用于修正匹配位置。
2)螺栓測(cè)量
1、擰緊機(jī)器人移動(dòng)1次。
2、偏差值發(fā)給擰緊機(jī)器人用于修正擰緊位置。
3)視覺(jué)評(píng)價(jià)
測(cè)量間隙面差。
5 總結(jié)
伴隨著社會(huì)科技的不斷發(fā)展,自動(dòng)化裝配技術(shù)在汽車(chē)制造企業(yè)的應(yīng)用會(huì)越發(fā)廣泛,也會(huì)越來(lái)越受到相關(guān)人員的重視,其主要原因是自動(dòng)化裝配技術(shù)可以降低企業(yè)自身的制造成本,也能夠提升制造的效率。除此以外,自動(dòng)化裝配技術(shù)也能夠減少出錯(cuò)率,這有利于提高汽車(chē)產(chǎn)品質(zhì)量,提升汽車(chē)制造行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力,確保其未來(lái)的發(fā)展能夠更加穩(wěn)定。
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