旋塞閥零部件自動(dòng)化組裝工藝流程中的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用

陳 煒

（克瑞國(guó)際商貿(mào)（北京）有限公司，北京 100000）

旋塞閥作為目前使用范圍較廣的一種閥門，是關(guān)閉件或柱塞形的旋轉(zhuǎn)閥，通過旋轉(zhuǎn)90°使閥塞上的通道口與閥體上的通道口相通或分開，實(shí)現(xiàn)開啟或關(guān)閉的一種閥門。旋塞閥由多個(gè)零部件構(gòu)成，現(xiàn)今，大多數(shù)的生產(chǎn)線上由工人進(jìn)行組裝，既耗費(fèi)時(shí)間又耗費(fèi)人力，需要自動(dòng)化裝配組裝，但自動(dòng)化組裝工藝技術(shù)覆蓋面只有10%左右，須制訂更加成熟的自動(dòng)化裝配產(chǎn)線，形成更加穩(wěn)定的自動(dòng)化應(yīng)用場(chǎng)景，從而提高該行業(yè)整體的自動(dòng)化水平和生產(chǎn)層次。

1 旋塞閥零部件自動(dòng)化組裝技術(shù)的現(xiàn)狀和瓶頸

1.1 旋塞閥零部件自動(dòng)化組裝技術(shù)現(xiàn)狀

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，旋塞閥作為一種重要的工業(yè)控制設(shè)備，其生產(chǎn)效率和質(zhì)量要求日益提高。旋塞閥零部件的自動(dòng)化組裝技術(shù)在提高生產(chǎn)效率、降低勞動(dòng)力成本及改善產(chǎn)品質(zhì)量等方面具有重要意義。目前，旋塞閥零部件自動(dòng)化組裝技術(shù)已取得了一定的進(jìn)展。在自動(dòng)化設(shè)備的幫助下，通過采用機(jī)器人、自動(dòng)化傳輸設(shè)備和自動(dòng)化裝配設(shè)備等，可實(shí)現(xiàn)旋塞閥零部件的高速、高精度組裝。自動(dòng)化設(shè)備具備高效、準(zhǔn)確和穩(wěn)定的特點(diǎn)，可有效提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，并減少人工操作中的失誤。

1.2 旋塞閥零部件自動(dòng)化組裝技術(shù)存在的瓶頸問題

旋塞閥零部件自動(dòng)化組裝技術(shù)面臨一些挑戰(zhàn)和瓶頸，具體為：①旋塞閥零部件種類繁多、形狀復(fù)雜、尺寸精度要求高，不同型號(hào)、不同規(guī)格的旋塞閥零部件在組裝過程中會(huì)存在較大的差異。因此，如何設(shè)計(jì)通用的自動(dòng)化裝配設(shè)備，以適應(yīng)各種旋塞閥零部件的組裝需求，是一個(gè)亟待解決的問題。②旋塞閥零部件組裝過程中涉及的力學(xué)特性、材料特性等因素復(fù)雜多樣，如何通過自動(dòng)化技術(shù)準(zhǔn)確控制這些特性，確保組裝過程的精度和穩(wěn)定性，也是一個(gè)難題。③旋塞閥零部件的組裝過程中需要進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)試，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。如何在自動(dòng)化組裝過程中實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確的檢測(cè)和調(diào)試，尤其是對(duì)于細(xì)小零部件的定位和連接情況的檢測(cè)，仍須進(jìn)一步研究和改進(jìn)。

綜上所述，旋塞閥零部件自動(dòng)化組裝技術(shù)面臨的一些挑戰(zhàn)和瓶頸，可通過提高自動(dòng)化裝配設(shè)備的通用性和靈活性，優(yōu)化自動(dòng)化組裝過程中的力學(xué)特性和材料特性控制，以及改進(jìn)自動(dòng)化檢測(cè)和調(diào)試技術(shù)，進(jìn)一步提高旋塞閥零部件的自動(dòng)化組裝效率和質(zhì)量。

2 旋塞閥零部件的組成結(jié)構(gòu)及組裝基本流程

2.1 旋塞閥零部件的組成結(jié)構(gòu)

旋塞閥是由多個(gè)零部件組成的復(fù)雜設(shè)備，其主要零部件包括閥體、閥蓋、閥桿、閥瓣、密封墊片、彈簧等。這些零部件的組裝關(guān)系及其相互作用關(guān)系直接影響旋塞閥的工作性能和密封性。

（1）閥體是旋塞閥的主體部分，由鑄鐵、鑄鋼等材料制成，具有連接管道和安裝其他零部件的功能。

（2）閥蓋通常覆蓋在閥體上，并與閥體緊密連接，用于固定閥瓣和調(diào)節(jié)閥的開閉。

（3）閥桿用來連接閥蓋和閥瓣，通過旋轉(zhuǎn)閥桿實(shí)現(xiàn)閥瓣的開閉動(dòng)作。

（4）閥瓣通過旋轉(zhuǎn)或上下移動(dòng)來控制流體通道的開閉，通常由金屬制成，防止旋塞閥的受損，提高抗損能力。

（5）密封墊片可用于保證旋塞閥的密封性，通常采用橡膠、聚四氟乙烯等材料制成。

（6）彈簧是用于提供閥瓣的閉合力，保證密封性能和正常的彈性活動(dòng)。

2.2 旋塞閥零部件的組裝基本流程

旋塞閥零部件的組裝是一個(gè)復(fù)雜的工藝過程，通常包括以下幾個(gè)基本步驟。

（1）零部件預(yù)處理。將旋塞閥零部件進(jìn)行清洗，去除油污及雜質(zhì)等，以確保組裝過程的衛(wèi)生和質(zhì)量。

（2）零部件配對(duì)和匹配。根據(jù)設(shè)計(jì)和功能要求，將匹配的零部件進(jìn)行組合，并進(jìn)行測(cè)量和測(cè)試，以確保組裝的準(zhǔn)確性和質(zhì)量。

（3）零部件裝配。根據(jù)旋塞閥的設(shè)計(jì)要求和組裝圖紙，按照順序?qū)⒏髁悴考M(jìn)行組合裝配。通常從閥體開始，依次安裝閥蓋、閥桿、閥瓣、密封墊片、彈簧等零部件。在裝配過程中，需要注意零部件的定位、連接方式和緊固力度，以確保組裝的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

（4）調(diào)試和測(cè)試。完成零部件的裝配后，進(jìn)行旋塞閥的調(diào)試和測(cè)試，主要包括旋塞閥的開閉試驗(yàn)、密封性能測(cè)試等，以確保旋塞閥的工作性能和質(zhì)量符合要求。

（5）清潔和包裝。完成調(diào)試和測(cè)試后，對(duì)旋塞閥進(jìn)行清潔處理，并進(jìn)行合適的包裝，以保證產(chǎn)品的外觀和質(zhì)量。

通過合理的組裝順序和操作要求，可確保旋塞閥的組裝質(zhì)量和密封性能。然而，傳統(tǒng)的手工操作方式需要大量的人力和時(shí)間，限制了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。因此，引入自動(dòng)化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)旋塞閥零部件的自動(dòng)化組裝，成為了一個(gè)重要的發(fā)展方向。

3 旋塞閥零部件自動(dòng)化組裝工藝流程中自動(dòng)化技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 自動(dòng)化裝配線的設(shè)計(jì)與布局

自動(dòng)化裝配線是旋塞閥零部件自動(dòng)化組裝的核心部分，其設(shè)計(jì)與布局直接關(guān)系生產(chǎn)效率和質(zhì)量穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)自動(dòng)化裝配線時(shí)，需要考慮以下幾方面。

（1）設(shè)備選擇。選擇適用于旋塞閥零部件組裝的自動(dòng)化設(shè)備，如自動(dòng)進(jìn)料機(jī)、自動(dòng)擰緊機(jī)、自動(dòng)焊接機(jī)器人等。這些設(shè)備能高效地完成各組裝步驟。

（2）流程優(yōu)化。通過對(duì)組裝流程進(jìn)行優(yōu)化，可減少無用動(dòng)作和工序，提高組裝效率。同時(shí)還須考慮零部件的位置、順序和運(yùn)輸方式，以最大程度減少工人和機(jī)器人間的沖突和碰撞。

（3）系統(tǒng)集成。將各自動(dòng)化設(shè)備、傳感器和控制系統(tǒng)進(jìn)行有效整合，確保能協(xié)調(diào)工作。同時(shí)，對(duì)自動(dòng)化裝配線進(jìn)行可視化管理，實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)狀態(tài)和數(shù)據(jù)。

在進(jìn)行正確的設(shè)備選擇、優(yōu)化流程、集成系統(tǒng)后，還需要把握自動(dòng)化裝配系統(tǒng)各分區(qū)的設(shè)定和功能的發(fā)揮，保證每個(gè)工序相對(duì)獨(dú)立及工序間邏輯順序的高度一致，從而確保工序的協(xié)調(diào)統(tǒng)一和步驟的精簡(jiǎn)。將每個(gè)工作作為獨(dú)立的考慮單元，并將各環(huán)節(jié)通過串聯(lián)關(guān)系制訂成完整的線路，得到最終的呈現(xiàn)狀態(tài)和具體的系統(tǒng)架構(gòu)主要包括如圖1所示的幾個(gè)部分。

圖1 自動(dòng)化裝配系統(tǒng)架構(gòu)

3.2 傳感器技術(shù)在自動(dòng)化組裝中的應(yīng)用

傳感器技術(shù)在旋塞閥零部件自動(dòng)化組裝中起著至關(guān)重要的作用，通過安裝各種傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制組裝過程中的關(guān)鍵參數(shù)，從而提高組裝的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。傳感器的基本種類包括以下幾種。

（2）力傳感器。用于測(cè)量擰緊力度，確保螺紋連接的緊固力符合要求。

（3）觸發(fā)傳感器。用于觸發(fā)下一步操作，如自動(dòng)噴涂、自動(dòng)焊接等。

（4）視覺傳感器。用于檢測(cè)零部件的外觀和質(zhì)量，以保證組裝的完整性和一致性。

這些傳感器可以與自動(dòng)化設(shè)備和控制系統(tǒng)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的反饋和調(diào)整，提高組裝過程的精度和效率。例如，扭力傳感器在實(shí)際設(shè)計(jì)中的應(yīng)用基本原理是在伺服電機(jī)和負(fù)載端間通過使用兩個(gè)聯(lián)軸器將扭力傳感器連接起來，在負(fù)載端的驅(qū)動(dòng)下，旋塞閥轉(zhuǎn)軸在符合規(guī)定的要求下轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)扭力傳感器可以得到實(shí)測(cè)值，并進(jìn)行實(shí)測(cè)值和標(biāo)準(zhǔn)值的比較，從而判斷產(chǎn)品是否符合規(guī)格和要求。

3.3 機(jī)器人技術(shù)在旋塞閥零部件組裝中的應(yīng)用

通過使用機(jī)器人，可實(shí)現(xiàn)高精度、高速度及高可靠性的組裝過程，同時(shí)彌補(bǔ)了使用人力資源浪費(fèi)的情況。機(jī)器人的工作范圍包括以下幾點(diǎn)。

（1）自動(dòng)化抓取。機(jī)器人可準(zhǔn)確地抓取和定位零部件，避免了人工操作的誤差。利用機(jī)器人的高速度和高重復(fù)性，可極大提高組裝效率。

（2）自動(dòng)化擰緊。機(jī)器人可精確控制擰緊力度和角度，確保螺紋連接的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

（3）自動(dòng)化檢測(cè)。機(jī)器人可進(jìn)行零部件的視覺檢測(cè)和質(zhì)量控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)組裝過程中的問題。

在對(duì)元曲的推尊形式上，朱權(quán)《太和正音譜》與賈仲明《續(xù)錄鬼簿》是明初最主要的兩部曲學(xué)論著，前者以評(píng)價(jià)作家整體風(fēng)格面貌為主，后者以描述作家人生傳略為主，均沒有就具體作品、典型詞句展開細(xì)致分析，可見當(dāng)時(shí)“尊元”傾向還處于粗線條的作家作品概況描繪階段，尚未轉(zhuǎn)入對(duì)作品字斟句酌的細(xì)節(jié)品評(píng)。而且兩部著作均以雜劇作家為主要評(píng)述對(duì)象，也可以看到當(dāng)時(shí)“尊元”的主要視野范疇在于北曲系統(tǒng)，罕涉南戲。換言之，元人以北曲為聲音正統(tǒng)的“中原正音”觀念，也明顯為明初曲學(xué)所承襲。

通過合理設(shè)計(jì)機(jī)器人的工作路徑和安全防護(hù)措施，可確保機(jī)器人的安全性和生產(chǎn)效率，提高整個(gè)裝配生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)效益。

3.4 數(shù)據(jù)分析與質(zhì)量控制

通過收集和分析生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇K端設(shè)備和處理設(shè)備，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問題并進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

（1）數(shù)據(jù)采集是通過傳感器和自動(dòng)化設(shè)備，收集實(shí)時(shí)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，如組裝速度、擰緊力度、質(zhì)量指標(biāo)等。

（2）在數(shù)據(jù)收集的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從而及時(shí)分析和發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的異常和趨勢(shì)，為決策提供科學(xué)依據(jù)和指導(dǎo)建議。

（3）進(jìn)行質(zhì)量控制是根據(jù)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，及時(shí)調(diào)整自動(dòng)化裝配線的參數(shù)和工藝，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性，降低產(chǎn)品生產(chǎn)出錯(cuò)的概率。

通過進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和質(zhì)量控制，可持續(xù)改進(jìn)自動(dòng)化組裝過程，并提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。

通過合理設(shè)計(jì)自動(dòng)化裝配線、使用傳感器技術(shù)、應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)及進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和質(zhì)量控制，可實(shí)現(xiàn)高效、精確和穩(wěn)定的旋塞閥零部件自動(dòng)化組裝。這些自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用將提升生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量，并具有廣闊的應(yīng)用前景。

4 旋塞閥零部件自動(dòng)化組裝工藝流程中的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用前景

自動(dòng)化技術(shù)在旋塞閥零部件組裝領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣闊，未來的技術(shù)覆蓋率將極大提高，其主要體現(xiàn)在以下幾方面。

4.1 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

隨著科技和自動(dòng)化技術(shù)的不斷進(jìn)步及發(fā)展，旋塞閥零部件自動(dòng)化組裝工藝將越來越成熟和高效。未來的發(fā)展趨勢(shì)包括更高精度的機(jī)器人技術(shù)、更智能化的傳感器技術(shù)及更先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)的應(yīng)用。這些技術(shù)的不斷提升將使得旋塞閥零部件的自動(dòng)化組裝更加可靠、高效和智能化。

4.2 提升經(jīng)濟(jì)效益與生產(chǎn)效率

通過自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，旋塞閥零部件的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益將極大提高。自動(dòng)化裝配線的使用可大幅減少人力成本，并且可以實(shí)現(xiàn)24 h 連續(xù)生產(chǎn)，加快生產(chǎn)周期。自動(dòng)化技術(shù)的高速度和高精度可提高組裝的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，降低廢品率，從而降低生產(chǎn)成本。

4.3 保證品質(zhì)穩(wěn)定與產(chǎn)品一致性

自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可確保旋塞閥零部件的組裝過程具有高度的品質(zhì)穩(wěn)定性和產(chǎn)品一致性。傳感器技術(shù)的使用可實(shí)時(shí)監(jiān)控組裝過程中的關(guān)鍵參數(shù)，確保零部件的位置、角度和質(zhì)量符合要求；機(jī)器人技術(shù)的高精度和高可靠性可保證組裝的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。由此，便可提高旋塞閥的工作效率和可靠性，滿足用戶對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的要求。

4.4 規(guī)劃利用人力資源

自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用使得人力資源可以更加有效地進(jìn)行規(guī)劃和利用。相對(duì)于傳統(tǒng)的手工組裝，自動(dòng)化組裝減少了對(duì)大量熟練工人的需求，通過合理布局自動(dòng)化裝配線和合理安排操作員的工作，可充分規(guī)劃和利用人力資源，提高生產(chǎn)力和工作效率。

5 結(jié)束語

隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷進(jìn)步，旋塞閥零部件自動(dòng)化組裝工藝流程中的自動(dòng)化技術(shù)將發(fā)揮越來越重要的作用。在嚴(yán)密的裝配和檢測(cè)系統(tǒng)支撐下，旋塞閥零部件自動(dòng)化組裝工藝可及時(shí)提供統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并反饋信息，得到可觀的成品合格率。然而，自動(dòng)化技術(shù)仍不成熟，需要進(jìn)一步研究和改進(jìn)，以解決現(xiàn)在面臨的挑戰(zhàn)，并提高旋塞閥零部件組裝的效率和質(zhì)量。同時(shí)，還應(yīng)關(guān)注自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用前景，探索更多創(chuàng)新和發(fā)展方向，推動(dòng)旋塞閥行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。