汽車發(fā)動機和變速箱自動化裝配技術(shù)研究

0 引言

近年來我國的汽車需求逐漸提升，促使汽車行業(yè)獲得更加迅速的發(fā)展，促使我國的裝配制造行業(yè)也能夠隨之發(fā)展建設(shè)，但是與國外先進的裝配化制造業(yè)對比，由于我國的發(fā)展時間相對較短，因此在某些技術(shù)角度進行分析存在著一定的差距，主要是表現(xiàn)在汽車發(fā)動機與變速器當中，當國外的眾多汽車制造商以更加簡約、輕量化的發(fā)動機變速器結(jié)構(gòu)發(fā)展時，需要我國能夠積極借鑒眾多先進技術(shù)理念，積極與世界范圍內(nèi)的眾多先進企業(yè)實施溝通，進而呈現(xiàn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品效果。

1 發(fā)動機與變速箱裝配流程技術(shù)

在以往的汽車行業(yè)發(fā)展當中對汽車實施發(fā)動機與變速箱的裝配，整體裝配流程最終將會呈現(xiàn)出綜合性的系統(tǒng)效果，其中不僅僅是需要對相關(guān)構(gòu)件實施裝配，以更加自動化與半自動的工藝效果實施加工，并以人工輔助方式完成發(fā)動機與變速箱的各種構(gòu)件實施組裝，隨后由物流實施運輸，并在這一完整過程當中以信息管理系統(tǒng)將其中各種信息數(shù)據(jù)等進行綜合記錄，進而在完成汽車發(fā)動機與變速箱的裝配工作后也能夠?qū)ζ涓鞣N環(huán)節(jié)實施良好的記錄，為后續(xù)逐漸改善裝配技術(shù)做出相應(yīng)的保障。如圖1顯示則為發(fā)動機裝配線其中一個環(huán)節(jié)?；谶@樣的實例表明，在汽車發(fā)動機與變速箱實施裝配的過程當中會涉及到大量的裝配技術(shù)，其中包括機械、電氣、信息接口等眾多技術(shù)環(huán)節(jié)在內(nèi)，最終將會形成相對較為復雜且工程量相對較大的系統(tǒng)化綜合學科性工程

。基于實際來講，對汽車發(fā)動機以及變速箱實施裝配的過程當中，其中包括裝配在內(nèi)，分為三個不同的環(huán)節(jié)流程，在完成基礎(chǔ)的裝配之后，需要對裝配產(chǎn)品質(zhì)量實施檢測，并確保其質(zhì)量無誤之后進行物流運輸。在裝配環(huán)節(jié)當中，主要是基于分組選配技術(shù)存在，并伴有裝配、涂膠、壓裝、拆解等不同的技術(shù)形式，這些眾多的技術(shù)在綜合應(yīng)用效果下保障變速箱以及發(fā)動機其具有相對較高的精準度。而綜合以往在實際當中對變速箱以及發(fā)動機進行裝配的最終結(jié)果進行研究發(fā)現(xiàn)，基于在裝配過程當中出現(xiàn)的各種質(zhì)量問題，最終成品的質(zhì)量檢測一般會出現(xiàn)多數(shù)的不合格產(chǎn)品，因此，需要對裝配流程實施必要的監(jiān)測，保障在裝配過程當中的各個環(huán)節(jié)都能夠按部就班嚴格按照操作執(zhí)行標準實施裝配，并對最終的裝配結(jié)果實施檢測，以確保不合格產(chǎn)品回爐重造。一般情況下在這些環(huán)節(jié)當中應(yīng)用到的技術(shù)包括裝配防錯、糾錯以及泄露檢測等相關(guān)技術(shù)，并配合相應(yīng)的在線測量技術(shù)等，嚴格檢測裝配成品質(zhì)量。而作為在運輸環(huán)節(jié)當中的關(guān)鍵性技術(shù)，在對零件進行運輸?shù)倪^程當中，對零件實施識別追蹤則需要應(yīng)用到物流運輸技術(shù)以及代碼打印等識別技術(shù)。

2 發(fā)動機與變速箱自動化裝配的意義

由于汽車成品的最終質(zhì)量以及使用效果等均與發(fā)動機以及變速箱的裝配成品質(zhì)量具有直接關(guān)系，因此，為了促進汽車行業(yè)的前進發(fā)展，并保障汽車的安全使用效果，需要保障發(fā)動機與變速箱的良好裝配效果，因此需要格外注意在實際裝配當中應(yīng)用到的各項技術(shù)效果。在現(xiàn)代化的發(fā)展進程當中，社會各界廣泛關(guān)注發(fā)動機與變速箱的最終使用質(zhì)量問題，因此對裝配過程更加重視，隨著越來越高的使用需求與制造目標等，在實際當中裝配流程也需要隨著更加先進的科學技術(shù)發(fā)展水平不斷進行優(yōu)化，進而應(yīng)用到更加先進的技術(shù)成果，在每一個裝配環(huán)節(jié)當中都相應(yīng)的應(yīng)用到自動化的技術(shù)，最終呈現(xiàn)出良好的自動化裝配效果，既保障裝配成品的精準度，同時也能夠有效降低人工投入，避免出現(xiàn)由于人工失誤造成的質(zhì)量問題。在裝配過程當中應(yīng)用到自動化設(shè)備以及技術(shù)，進而促使其以更加直觀的能力以及功能等形成更加良好的裝配效果，具有唯一性的操作水準，在統(tǒng)一操作指令下完成對應(yīng)的工作任務(wù)，進而避免了技術(shù)缺陷引發(fā)的質(zhì)量問題、包括生產(chǎn)的自動化，在裝配過程當中的數(shù)字化以及智能化技術(shù)水平能夠保障及時發(fā)現(xiàn)裝配中的不合格產(chǎn)品，實時進行檢測，并能夠良好的預測到發(fā)動機的下線質(zhì)量

。以更加高水準高質(zhì)量的產(chǎn)品提供給客戶，能夠在激烈的市場競爭環(huán)境當中為行業(yè)樹立良好質(zhì)量信譽并最終獲得更加良好的效益成果。同時在日新月異的科學技術(shù)成果保障之下也是發(fā)動機與變速箱裝配實現(xiàn)自動化的必然結(jié)果。

3 發(fā)動機與變速箱自動化裝配關(guān)鍵技術(shù)

3.1 自動化機器人

隨著社會環(huán)境的日新月異，更加現(xiàn)代化的社會環(huán)境造就了更加先進的技術(shù)成果，在日常生活生產(chǎn)當中隨處可見智能化、自動化的技術(shù)成果表現(xiàn)，為人們的工作生活等創(chuàng)造了更加良好的體驗與助力。作為與人民大眾生活息息相關(guān)的關(guān)鍵性行業(yè)，汽車發(fā)動機與變速箱在裝配過程當中的質(zhì)量與工作效率等關(guān)乎到其最終的使用效果，在逐漸發(fā)展的過程當中也需要應(yīng)用到更加先進的技術(shù)成果提高工作質(zhì)量與效率。具體來講，在現(xiàn)階段大多數(shù)的工業(yè)生產(chǎn)制造當中,廣泛應(yīng)用到的自動化技術(shù)設(shè)備之一就是基于裝配機器人的存在，能夠?qū)ιa(chǎn)線上的眾多設(shè)備零件等實施裝配，以更加優(yōu)良的自動化成果保障最終成品質(zhì)量。而在實際當中，常見應(yīng)用到的自動化裝配機器人則以SCARA平面關(guān)節(jié)型機器人為代表，或是垂直型多關(guān)節(jié)機器人以及直角坐標機器人等，應(yīng)用到發(fā)動機與變速箱的裝配流程當中也能夠相應(yīng)的形成更加良好的質(zhì)量效果。

式(5)中：Vt為tn時刻的物體漂移速度，漂浮物經(jīng)一時間步長Δt后漂移至Stn+1。式(5)一般被稱為歐拉-拉格朗日追蹤法。如果Δt足夠小，漂移物體的運動軌跡可以被近似分解成一系列離散的勻速運動的疊加，重復以上過程就可以不斷更新物體的漂移位置。如第1.1節(jié)所述，在物體位置更新過程中需要考慮風場和流場的不確定性對漂移速度的影響。此外，失蹤物體的初始位置在實際中往往不精確，而是以可能存在的區(qū)域表示。因此，將物體可能的初始位置區(qū)域內(nèi)的流場所在位置用矩陣表示為

(4)企業(yè)文化培訓，企業(yè)文化作為企業(yè)的核心，是企業(yè)的凝聚力，能夠增強駕駛?cè)藛T對企業(yè)的歸屬感，將企業(yè)作為自己的家。

3.2 桁架機械手技術(shù)

并且基于總線連接的效果，裝配環(huán)節(jié)當中的元器件能夠直接接入到總線單元當中，以更高的安裝效率提升了電氣使用效率。并且在后續(xù)維護與調(diào)試環(huán)節(jié)當中也能夠通過總線進行直接調(diào)試，并且避免各種支線電纜的介入，能降低故障問題概率，即使出現(xiàn)任何問題也能夠在第一時間對受損元器件實施更換，避免長時間的停電造成裝配環(huán)節(jié)的滯緩影響到裝配效率。

3.3 防錯技術(shù)

2.1 消化鏡檢法結(jié)果 經(jīng)壓片鏡檢法確認為含有華支睪吸蟲囊蚴的麥穗魚使用胃蛋白酶消化法后，顯微鏡下鏡檢華支睪吸蟲囊蚴呈圓形或橢圓形，大小為（121～150）μm×（85～140）μm，囊壁分兩層，外層較厚，內(nèi)層較薄，囊內(nèi)蚴體可見口、腹吸盤，排泄囊大，內(nèi)含黑色顆粒?；钅因剩耗冶谡酃庑詮姡腋挥袕椥?。囊內(nèi)蚴體及口、腹吸盤輪廓清晰，可見蚴體蠕動；死囊蚴：顏色發(fā)黑，囊壁有破損，囊蚴包裹的蚴體及口、腹吸盤發(fā)黑，輪廓模糊，無蚴體蠕動，見圖1（封底）。

3.4 智能驗證技術(shù)

總線控制技術(shù)則是現(xiàn)階段在國內(nèi)外的工業(yè)生產(chǎn)制造環(huán)境當中廣泛應(yīng)用到的自動化控制技術(shù)當中的一種?；陔姎獍惭b角度進行分析，在總線控制的自動化應(yīng)用效果當中，對裝配環(huán)節(jié)當中的各種現(xiàn)場電器元件當中的I/O處理單元等實施連接，包括PLC輸入以及輸出模塊、閥島、數(shù)據(jù)采集模塊等實施連接，進而能夠形成分散性的安裝效果

。促使在裝配環(huán)節(jié)當中涉及到總線安裝協(xié)議的各種電器元件都能夠在統(tǒng)一的總線電纜作用效果下實現(xiàn)串聯(lián)，連接主控系統(tǒng)完成信息數(shù)據(jù)的傳輸，能夠形成更加直接便捷的控制效果。相較于一般的集中控制技術(shù)，在裝配自動化的過程當中，促使更加分散的元件在控制過程當中與主控系統(tǒng)同處于一根總線上，因此僅需要應(yīng)用到少量的電纜就能夠在主控系統(tǒng)當中連接傳感器以及執(zhí)行元件，并且不需要對每個元件實施分管，進而呈現(xiàn)出相對較好的控制效果并降低了電纜的連接數(shù)量，進一步節(jié)約了電能應(yīng)用。

3.5 功能試驗技術(shù)

功能試驗技術(shù)一般情況下則是對產(chǎn)品生產(chǎn)與裝配過程完成后的既定參數(shù)實施檢驗，或是通過數(shù)據(jù)模擬對產(chǎn)品的相應(yīng)質(zhì)量實施檢驗證，進而在充分保障產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上避免出現(xiàn)各種安全問題。在實際當中需要應(yīng)用到自動化參數(shù)模擬系統(tǒng)對成品實施抽樣驗證，使用空氣作為代替介質(zhì)，進而對發(fā)動機的冷卻性能、泵功能以及噴油嘴等功能進行實驗?，F(xiàn)階段我國大多數(shù)的汽車發(fā)動機以及變速箱裝配自動化當中設(shè)置相應(yīng)的冷試設(shè)備已經(jīng)成為了保障發(fā)動機質(zhì)量的基礎(chǔ)要求，實施冷試能夠降低熱試當中的投入，進而節(jié)約了裝配成本，并有效降低能源使用。

防錯技術(shù)的應(yīng)用，能夠在裝配過程當中自動識別到操作失誤，并及時消除這種由人工造成的操作誤差問題

。一般情況下則是應(yīng)用到智能料架、視覺系統(tǒng)、限位開關(guān)、條形碼以及光電傳感器等不同的方式形成更加精準的防錯效果，在裝配工作實施的整體環(huán)節(jié)流程當中，防錯技術(shù)能夠在每一個既定的流程點位實施監(jiān)控，進而通過各種不同的感應(yīng)與檢測環(huán)節(jié)對裝配工作環(huán)節(jié)實施監(jiān)控，進而能夠掌握每一個不同的錯誤節(jié)點，及時發(fā)出預警，避免嚴重的質(zhì)量問題。而防錯技術(shù)實際當中能夠預防的各種錯誤多種多樣，主要是包括各種零部件的防漏裝、防漏擰、防止擰緊錯誤或是托盤姿勢錯誤等，這樣的工作環(huán)節(jié)誤差如若不能夠加以控制則會導致最終的發(fā)動機與變速箱的裝配出現(xiàn)質(zhì)量問題。因此防錯技術(shù)同樣也是在發(fā)動機與變速箱的裝配過程當中的關(guān)鍵性自動化技術(shù)之一。

而作為一種典型的精密型裝配機器人，平面關(guān)節(jié)型機器人以更加精準且速度更快的裝配優(yōu)勢穩(wěn)居現(xiàn)階段最受歡迎的自動化裝配技術(shù)成果地位。而垂直型多關(guān)節(jié)機器人其自動化裝配成果主要是能夠借助更加寬泛的自由度，能夠在有限的空間中對發(fā)動機以及變速箱等以各種任意姿勢實施定位裝配，靈活度相對較高。而國外的先進科學技術(shù)更是創(chuàng)造出了更加先進的自動化機器人成果，雙臂機器人的形成，相較于以往應(yīng)用到的各種單臂機器人，針對于在裝配過程當中涉及到的更多的復雜裝配動作等，在質(zhì)量保障下，雙臂機器人能夠?qū)崿F(xiàn)更加良好的運作效果

。雙臂機器人的自動化技術(shù)主要是表現(xiàn)在雙臂的運動軌跡能夠更加協(xié)調(diào)的進行規(guī)劃，對于操作力以及力矩控制等都能夠?qū)嵤└恿己玫目刂菩Ч?。?jīng)過多年的技術(shù)研發(fā)之后，明確發(fā)現(xiàn)雙臂機器人在汽車行業(yè)裝配環(huán)節(jié)當中的應(yīng)用具有較大的可行性，進而不斷研究在實際應(yīng)用當中雙臂機器人能夠涉及到的環(huán)節(jié)。雙臂機器人在發(fā)動機與變速器的自動化裝配當中，通過系統(tǒng)設(shè)定固定參數(shù)，進而實現(xiàn)柔性擰緊的自動化效果，根據(jù)計算表明，基本上每一臺機器人都能夠形成1～4個擰緊軸。能夠自動更換筒套或自動伺服變軸距等，能夠應(yīng)用到更多的混線柔性產(chǎn)品當中。同時應(yīng)用到機器人能夠?qū)ψ兯傧湟约鞍l(fā)動機裝配當中涉及到的多個不同的零件實施柔性膠涂抹，并能夠同時對多個平面進行涂膠，在完成自動化的涂膠處理之后，同時也能夠?qū)α慵矫婺z頭進行清理，并油浸保護，進一步保障裝配效果，同時也能夠延長其自身的使用壽命。

3.6 總線控制技術(shù)

智能驗證與防錯技術(shù)之間存在著一定的相似性，都是對裝配流程實施驗證，進而避免出現(xiàn)質(zhì)量問題，但是不一樣的是，智能驗證主要是針對于完成裝配的發(fā)動機與變速箱成品實施驗證，以各種功能性的技術(shù)檢測發(fā)動機與變速箱的實際使用性能，作為在裝配流程當中必不可少的環(huán)節(jié)之一，智能驗證技術(shù)的形成能夠?qū)Τ善返馁|(zhì)量缺陷實施嚴格的檢測驗證。而實際應(yīng)用到裝配流程當中，智能驗證環(huán)節(jié)涉及到的內(nèi)容更多，包括對發(fā)動機的曲軸回轉(zhuǎn)力矩實施檢測、曲軸軸向間隙、總泄露問題等實施檢測，并對氣門實施密封性檢測，激光檢測鎖片并對活塞的嚴密性進行檢測等。而對變速箱的智能驗證則主要是對壓裝力、位移監(jiān)控、在線測量選墊片以及氣密性檢測等。

在發(fā)動機與變速箱的裝配自動化過程當中，應(yīng)用到桁架機械手(如圖2)能夠以自動化的搬運效果，完成高效且精準度相對較高的零部件搬運效果，根據(jù)實際當中發(fā)動機與變速箱裝配過程當中的實際零件搬運需求，對桁架機械手的應(yīng)用可進行相應(yīng)的調(diào)整，包括制作形成單臂應(yīng)用效果或是雙臂應(yīng)用效果，同時也可以對實際的搬運形成進行設(shè)定，進而結(jié)合實際運作效果進行調(diào)整，最終形成的搬運跨度可控制在十幾米范圍當中。并且在實際應(yīng)用到桁架機械手實施裝配的過程當中，需要設(shè)定相應(yīng)的防護措施，并充分利用防護措施的下部空間，構(gòu)建物流通道，進而能夠形成更加暢通的物流搬運效果，并實施精準定位，避免了以往在半自動化的運輸工作當中出現(xiàn)的工件損傷問題。

3.7 系統(tǒng)模擬技術(shù)

應(yīng)用到自動化的軟件在電腦上模擬裝配系統(tǒng)的運行流程，以往的機場以及企業(yè)物流等系統(tǒng)規(guī)劃中經(jīng)常會應(yīng)用到這一系統(tǒng)模擬技術(shù)，隨后在逐漸應(yīng)用的過程當中在裝配系統(tǒng)當中也能夠形成良好的應(yīng)用效果。具體來講，在實際當中的相關(guān)應(yīng)用等將會呈現(xiàn)出更加明顯的應(yīng)用收益，能夠形成更加明確的裝配可能性評估與預設(shè)，有效提升裝配工作效率，在系統(tǒng)上率先實施模擬運行裝配效果，進而對比各種不同的預設(shè)參數(shù)值，降低庫存，選擇最佳的裝配路徑，能夠優(yōu)化裝配線運行，促使生產(chǎn)量能夠有效提高，并對投資資本實施優(yōu)化。自動化的系統(tǒng)模擬能夠精準找出實際裝配運行過程當中可能會出現(xiàn)的瓶頸問題，并對每一個固定的工作節(jié)點實施定位，計算其存在的故障率以及空閑率等，盡可能的對裝配環(huán)節(jié)上的各個節(jié)點實施優(yōu)化。并對工件最終的廢品率、發(fā)動機以及變速箱的年產(chǎn)率等實施計算預估，最終能夠形成更加清晰的合理運輸路徑，保障滿足各項基礎(chǔ)的決定參數(shù)，能夠在正式投入設(shè)計之前尋找到系統(tǒng)當中的不足之處，進而降低投入成本。

3.8 信息管理系統(tǒng)

日益精進的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)以及計算機科學的發(fā)展，促使制造業(yè)逐漸走向自動化、數(shù)字化以及集成化的發(fā)展方向，因此在生產(chǎn)制造工程當中應(yīng)用到更加先進的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更為必要。在汽車發(fā)動機與變速箱的裝配過程當中應(yīng)用到信息管理系統(tǒng)，能夠自動收集并整合生產(chǎn)當中產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)等，形成電子化的儲存方式，便于在后續(xù)工作中進行保管與調(diào)取。將裝配工作當中涉及到發(fā)動機與變速箱的各項參數(shù)實施更加清晰的整合，形成的綜合參數(shù)等能夠為今后裝配流程的科學化管理等提供更加可靠的數(shù)據(jù)內(nèi)容。并且能夠借助自動化的信息管理系統(tǒng)優(yōu)化現(xiàn)有工作環(huán)境，提升工作效率，促使企業(yè)的業(yè)務(wù)流程更加優(yōu)化，呈現(xiàn)出現(xiàn)代化的管理水平，以降低制造成本為目標，對生產(chǎn)模式實施科學優(yōu)化組織，進而對裝配制造業(yè)的發(fā)展前進具有重要意義。

我對自己說，林靜，這回有理由罵街了吧，成為潑婦不是我的本意，我也是被逼的。我站在窗外三分鐘，盯著這個溫情的畫面，我忍住沒有沖進去。

結(jié)束語：基于實際來講，自動化裝配線呈現(xiàn)出數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化是必然趨勢，通過更加先進的自動化技術(shù)，對發(fā)動機與變速箱裝配過程當中的各個流程等實施優(yōu)化管理，能夠精準控制生產(chǎn)質(zhì)量，避免了以往在裝配過程當中出現(xiàn)的失誤，降低生產(chǎn)成本損失，進而為行業(yè)獲取到更加充足的經(jīng)濟效益保障，并能夠促進行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]盧昌云.汽車發(fā)動機和變速箱自動化裝配技術(shù)分析[J].時代汽車,2021(11):164-165.

[2]楊麗君.汽車發(fā)動機和變速箱自動化裝配技術(shù)分析[J].農(nóng)機使用與維修,2020(09):75-76.

[3]李澤旭.汽車發(fā)動機和變速箱自動化裝配技術(shù)研究[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),2018(44):214.

[4]白月飛,孫鳳茹.汽車發(fā)動機和變速箱自動化裝配技術(shù)的研究[J].中國建材科技,2015,24(06):118-119.

[5]孫立琴,叢明,趙強,溫海營.汽車發(fā)動機和變速箱自動化裝配技術(shù)[J].組合機床與自動化加工技術(shù),2009(03):59-62.