汽車門限位器殼體自動裝配機的開發(fā)設計

潘家珍，胡文耀

(上海電氣機床成套工程有限公司，上海 200041)

0 引言

隨著汽車行業(yè)迅猛發(fā)展和產(chǎn)能的大幅提升不少汽車零部件制造商為低成本擴充產(chǎn)能，滿足市場需求，對部分汽車零部件制造與裝配設備的自動化呼聲越來越強，希望能開發(fā)設計滿足汽車門限位器殼體自動裝配與隨機檢測生產(chǎn)設備。目前，國內(nèi)汽車門限位器殼體的裝配都依靠手動裝配與檢測的，一般需要4個操作工，由4臺手工裝配機完成門限位器殼體的裝配，其間無檢測裝置，勞動強度大且容易出錯，會產(chǎn)生導向體和橡膠彈簧零件的漏裝，最終導致廢品。

本項目開發(fā)的目的是為了降低勞動強度、防錯裝漏裝，并提高裝配效率和質(zhì)量，提供一臺集自動裝配與檢測為一體的汽車門限位器殼體自動裝配、檢測專用設備，實現(xiàn)汽車門限位器殼體組件所涵蓋的殼體、殼蓋、2個導向體與2個橡膠彈簧的自動裝配、加油脂和檢測，工件裝配圖如圖1所示。

1 總體方案和工作原理

1.1 總體方案說明

本自動裝配機用于本田車門限位器殼體組件的裝配，采用六工位轉(zhuǎn)臺完成殼體與蓋上料、殼體內(nèi)部加油脂、導向體與彈性體拼裝、導向體與彈性體上加油脂并合蓋、壓蓋、卸料六道工序，并且通過振動料斗自動加料實現(xiàn)全自動裝配過程。

圖1 工件裝配圖

本機電氣控制使用OMRON公司的C200H—CPU42可編程控制器作為主控單元，程控器有160個輸入輸出接口，主要控制3個電機，29個氣缸。使用OMRON公司的10英寸彩色觸摸屏作為人機對話操作界面。

本機還配備視覺傳感器作為拼裝工位裝配過程監(jiān)測零件有無漏裝、上料工位有光電傳感器檢測自動上料是否正常(殼蓋彎腳變形)、光纖傳感器檢測料道是否有料等，能夠?qū)崿F(xiàn)自動完成零件裝配過程中隨機檢測數(shù)據(jù)處理和視覺檢測的功能，設備工作節(jié)拍達到每件7－8秒。下面結(jié)合具體圖示，做進一步闡述。

如圖2所示，依照裝配順序由以下工位組成：

圖2 裝配機總圖

上料工位10，由第一自動上料部件、上料機構(gòu)、抓取裝置、檢測裝置、隨行夾具組成，所述的第一自動上料部件包括殼體振動料斗9、殼體滑道8、殼蓋振動料斗12、殼蓋滑道11。殼蓋由左側(cè)的殼蓋振動料斗12經(jīng)殼蓋滑道11進入上料機構(gòu)，同時殼體由右側(cè)的殼體振動料斗9經(jīng)殼體滑道8進入上料機構(gòu)，上料機構(gòu)中的氣缸將殼蓋和殼體移動到位。抓取裝置抓取殼蓋與殼體放入隨行夾具。檢測裝置用于判別殼體和殼蓋是否安放到位。

加油脂與合蓋工位4，由加油機構(gòu)、抓取裝置、檢測裝置、隨行夾具、油脂泵組成，其中加油機構(gòu)通過與加油脂工位13共用的油脂泵進行定點定量在導向體與橡膠彈簧上加油，加油完畢后，檢測裝置對有無油脂進行判別。隨后抓取裝置抓取殼蓋放于隨行夾具上的殼體上。

壓蓋工位5，由氣液增壓缸、壓頭與導向裝置、隨行夾具組成，壓頭與導向裝置由氣液增壓缸帶動殼蓋進行沖壓，使隨行夾具上的殼蓋折邊，包住殼體。

下料工位6，由抓取裝置、隨行夾具、卸料槽組成，抓取裝置抓取已裝配好的殼體，移至下料滑道7上方，隨行夾具松開，殼體沿下料滑道7滑入卸料槽。

1.2 氣動系統(tǒng)

本機的氣缸和氣動控制元件均采用德國FESTO產(chǎn)品，氣動控制原理如圖3所示。

圖3 氣動原理圖

加油脂工位13，由加油機構(gòu)、檢測裝置、隨行夾具、油脂泵組成，帶有殼蓋與殼體的隨行夾具運轉(zhuǎn)到加油脂工位13，加油機構(gòu)中的加油裝置由氣缸帶動進入殼體內(nèi)腔，通過油脂泵進行定點定量加油。加油完畢后，加油裝置退回，檢測裝置對有無油脂進行判別。

拼裝工位14，由第二自動上料部件、上料機構(gòu)、抓取裝置抓抓取裝置、檢測裝置、隨行夾具組成，所述的第二自動上料部件由橡膠彈簧振動料斗1、導向體振動料斗2、導向體與橡膠彈簧滑道3組成。所述的檢測裝置是零件防漏裝視覺傳感器。加好油脂的殼體運轉(zhuǎn)到拼裝工位14，導向體與橡膠彈簧分別由相應的振動料斗經(jīng)四根滑道同時進入上料機構(gòu)，上料機構(gòu)抓取導向體與橡膠彈簧移到隨行夾具上方并將它們壓入殼體。抓取裝置復位后，零件防漏裝視覺傳感器檢測導向體與橡膠彈簧是否安裝到位。

1.3 電氣控制

本機電氣控制使用PLC控制，程控器有160個輸入輸出接口，主要控制3個電機，29個氣缸。使用彩色觸摸屏作為人機對話操作界面，具有手動調(diào)整、各工位單循環(huán)和自動循環(huán)三種方式控制，操作簡單、便捷、易學。

本機的控制流程圖如圖4所示。

圖4 控制流程圖

2 結(jié)束語

本項目的成功開發(fā)，因配備零件防漏裝視覺傳感器及殼蓋彎腳變形檢測反射光電感應器等，能夠?qū)崿F(xiàn)自動完成零件裝配過程中隨機檢測數(shù)據(jù)處理和視覺檢測的功能，大大提高汽車門限位器殼體組裝的質(zhì)量與檢測合格率，還可提高產(chǎn)能，降低勞動強度與制造成本。

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