膠管與多通接頭自動裝配方法與裝備設(shè)計探索

瞿秋海

（蓋茨液壓技術(shù)（常州）有限公司，江蘇 常州 213022）

在汽配制造行業(yè)中，汽車雨刷洗滌器的生產(chǎn)包括膠管與多通接頭裝配的工序。在傳統(tǒng)模式下，主要采用手工裝配方式，存在著時間長、勞動強度大等問題，過程中還容易受到人為主觀因素影響，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量降低。為了改善這種情況，要加強膠管與多通接頭自動裝配裝配方法與裝備設(shè)計的研究，可以適應(yīng)發(fā)展的需求。

1 自動化裝配特點

1.1 膠管與多通接頭裝配特點

膠管與多通接頭裝配特點和材質(zhì)及安裝中作力的變化問題有很大關(guān)系，因此要加強研究。采用手工方式裝配膠管與多通接頭的時候，在實際操作中，需要一只手夾持住膠管的一段，另一只手捏住多通接頭，將多通接頭的一個通位對準(zhǔn)膠管開口，將通位圓臺頭擠入到膠管中去，在這種情況下，膠管在自身彈性變形下會產(chǎn)生彈性力，從而包緊多通接頭通位。膠管一般都是橡膠制品，和硬管有著明顯差異，膠管具有可彎曲性的特點，自身有彈性。在夾持膠管的時候不能過于用力，被是的膠管端部被擠壓變形，這樣就無法與多通接頭裝配。當(dāng)然也不能用力太小，膠管很有可能會滑脫，要合理去拿捏。膠管內(nèi)徑要小于通位外徑，將膠管裝配到多通接頭通位上的時候，膠管會脹大。多通接頭有多個成不同或者相同角度分布的通位，所有的同為在直線匯聚一點，采用自動化裝配技術(shù)，就要對每個通位進(jìn)行膠管安裝。裝配中必須保持通位頭和膠管口同軸，要具有一定的柔性，避免受到剛性沖擊影響對多通接頭造成破壞[1]。

1.2 自動化裝配方法

通過分析膠管與多通接頭裝配的特點，對自動化裝配方法進(jìn)行研究，面臨的技術(shù)難點主要有，膠管與多通接頭準(zhǔn)確安裝；盡可能減少多通接頭裝夾次數(shù)，一次性完整裝配；選擇合適的膠管夾持方式；自動化裝配設(shè)備的控制方式；多通接頭裝夾方式。

根據(jù)手工裝配方式以及利用沖壓力裝配過盈配合零件的生產(chǎn)方式，在此基礎(chǔ)上設(shè)計出與其相類似的沖壓裝置，可以帶動多通接頭擠壓進(jìn)膠管口內(nèi)，這樣就完成了裝配。運用沖壓裝置可以保證多通接頭通位與膠管保持同軸，而且多通接頭裝夾方式在沖擊力的影響下不會出現(xiàn)偏差，確保達(dá)到裝配標(biāo)準(zhǔn)。

要想實現(xiàn)多通接頭一次性裝夾完成所有裝配，要求工作臺具有回轉(zhuǎn)的功能，可以使多通接頭每次安裝完一個通位后就可以通過轉(zhuǎn)位讓下一個通位與膠管保持同軸，工作臺的回轉(zhuǎn)中心要與多通接頭通位所在的直線匯聚點重合。考慮到多通接頭要直線沖擊，與膠管進(jìn)行裝配，自身又要轉(zhuǎn)位，所以工作要要具有分離的功能，才能滿足實際需求。

膠管夾持裝置在夾持膠管時有合適的力度，不能過大或者過小，控制在一定范圍之內(nèi)。另外要注意避免膠管脹大影響到與多通接頭的裝配，甚至對接頭產(chǎn)生損壞。在這種情況下，可以采用階梯園槽的方式，半徑比膠管略小的部分夾持膠管，比膠管大的部分預(yù)留脹大空間，園槽方式具有明顯優(yōu)勢，可以避免膠管出現(xiàn)擠壓的情況[2]。

為了實現(xiàn)更好的控制，自動化裝配要利用機械聯(lián)動裝置，通過凸輪機構(gòu)完成工作臺分離及膠管的夾持，可以減少動力原件，有效運用氣動原件，從而實現(xiàn)電氣控制。

通過以上對自動化裝配方法的研究，可以清楚了解到運行程序，整個裝置通過多通接頭夾具一次性裝夾多通接頭，膠管放入膠管裝夾裝置中去，根據(jù)接頭的通數(shù)選擇分度模式類型、運行設(shè)備，完成對工作臺的分離工作。氣缸帶動工作臺使多通接頭初始位置通位實現(xiàn)裝配，工作臺復(fù)位，再根據(jù)分度模式，多通接頭轉(zhuǎn)動相應(yīng)角度，讓下一個等待裝配通位進(jìn)入與膠管同軸方位，直到完成所有通位與膠管裝配，拆卸工件，安裝下一個多通接頭。

2 裝配設(shè)備設(shè)計

2.1 整機結(jié)構(gòu)及三維建模

為了實現(xiàn)多通接頭與膠管自動化裝配的功能，要對整機結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面設(shè)計，主要包括多通接頭送進(jìn)裝置、回轉(zhuǎn)式多工位工作臺、膠管裝夾裝置、多通接頭夾具、分度控制模塊五大功能部件。

2.2 多工位回轉(zhuǎn)工作臺

多工位回轉(zhuǎn)工作臺是多通接頭夾具的承載平臺，設(shè)計時要滿足多工位、同軸度、精準(zhǔn)度等要求，工作臺不僅可以上下分離，而且能夠保證多通接頭與膠管同軸裝配，自身回轉(zhuǎn)完成多通接頭不同通位切換。

多通接頭夾具通過鉸制螺釘與安裝臺聯(lián)接，多通接頭夾具類型比較多，可以滿足不同類型多通接頭的使用。多工位回轉(zhuǎn)工作臺處于自身轉(zhuǎn)位狀態(tài)的時候，浮動軸與轉(zhuǎn)軸處于閉合狀態(tài)，保證扭矩有效傳輸?shù)焦ぷ髋_，保證多通接頭完成通位切換。處于上下分離狀態(tài)的時候，浮動軸與轉(zhuǎn)軸處于分離狀態(tài)，移動架可以帶動安裝臺沿直線光軸移動，自鎖裝置保證工作臺不發(fā)生轉(zhuǎn)位，有效控制多通接頭與軟管的同軸度、精確度[3]。

2.3 膠管夾持裝置

膠管夾持裝置要具有實用性，確保對膠管的夾持牢固，與多通接頭配合時膠管有一定的脹大空間。同時可以很好配合，膠管夾持裝置滿足多通接頭送進(jìn)裝置聯(lián)動要求。

膠管夾持裝置固定夾塊與安裝支座一體化設(shè)計，活動夾塊上設(shè)置有兩個導(dǎo)向軸，間隙配合固定夾塊上的導(dǎo)向孔，導(dǎo)向軸末端安裝有滾子拉桿，可以實現(xiàn)對膠管夾持，通過導(dǎo)向軸上的彈簧，實現(xiàn)活動夾塊的復(fù)位功能。在固定夾塊上設(shè)計階梯夾槽，有效解決了軟管變形、不易夾持的問題，同時具有一定脹大空間，方便多通接頭裝配。設(shè)計滾子拉桿要考慮到裝置聯(lián)動效果，通過滾子拉桿與送進(jìn)裝置上的凸輪配合，減少整套設(shè)備的動力元器件，滾子拉桿與導(dǎo)向軸安裝位一體化設(shè)計有擋板，用于輔助膠管軸向定位，復(fù)位的時候?qū)δz管會產(chǎn)生側(cè)向力，撤動膠管更加方便。

2.4 多通接頭送進(jìn)裝置

動力元件采用氣缸，一次工作行程內(nèi)要完成分離、牽引工作臺及完成膠管與多通接頭裝配過程。因此在設(shè)計多通接頭送進(jìn)裝置的時候，必須要考慮到和其他模塊的聯(lián)動配合。氣缸桿從最大行程處開始回程，帶動由回退螺母固定在氣缸桿上的活動架一起同步運動，活動架上底端的一對離合凸輪接觸到浮動機構(gòu)上的滾子推桿，使得浮動機構(gòu)向下移動，浮動軸內(nèi)部的復(fù)位彈簧被壓縮，使浮動軸向下移動，與轉(zhuǎn)軸分離，當(dāng)氣缸桿上的送進(jìn)螺母接觸到移動架的時候，移動架開始沿光軸與氣缸桿同步運動，達(dá)到分離、牽引工作臺的目的。在氣缸桿回程中，離合凸輪與浮動機構(gòu)上滾子推桿分離，浮動軸在復(fù)位彈簧的作用下回到初始位置。當(dāng)活動架運動到膠管夾持裝置的時候，固定在活動架上的夾緊凸輪與滾子拉桿形成凸輪機構(gòu)，拉桿受力拉動活動夾塊[4]。

3 裝配設(shè)備工作原理

在實際運行中，主氣缸從最大行程位置回退為多通接頭送進(jìn)裝置提供動力，通過底部離合凸輪裝置先行壓縮工作臺動力輸入的浮動軸的復(fù)位彈簧，浮動軸與轉(zhuǎn)軸斷開連接，分離工作臺，利用夾緊凸輪帶動膠管裝夾裝置夾持膠管，多通接頭送進(jìn)裝置帶動多通接頭沿光軸與膠管完成一次安裝。主氣缸反向運動，膠管夾持裝置先松開已經(jīng)裝配好的膠管，推動多通接頭送進(jìn)裝置帶動多通接頭沿光軸移動，底部離合凸輪裝置壓低工作臺動力輸入的浮動軸，轉(zhuǎn)軸復(fù)位與浮動軸連接，觸發(fā)限位開關(guān)。了解裝配設(shè)備工作原理，有利于提升裝配自動化水平，保證系統(tǒng)高效運行，從而滿足實際生產(chǎn)需求[5]。

4 結(jié) 語

綜上所述，膠管與多通接頭自動裝配方法與裝備設(shè)計探索是非常必要的，有利于改善生產(chǎn)效果，實現(xiàn)膠管與多通接頭自動化裝 配。為了確保達(dá)到良好效果，要加強方法和裝配設(shè)備的研究，從膠管與多通接頭裝配的特點出發(fā)，引入先進(jìn)技術(shù)，確保滿足實際需求，不斷提升生產(chǎn)水平，在市場中獲得更高經(jīng)濟價值。