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汽车发动机和变速箱自动化装配技术研究

侯战宁

上汽通用汽车有限公司武汉分公司,湖北省武汉市,430208

摘要: 当前汽车发动机和变速箱开始向着轻量化以及结构精简的方向快速发展,其性能大幅度提升,但是对于装配技术的要求有所提升。自动化技术是现代社会发展最为迅速的技术之一,因此近年来汽车发动机和变速箱自动化装配技术水平持续提升,显著提高了装配工作效率以及装配质量,为汽车行业的发展提供了重要的技术动力。基于此,本文对汽车发动机和变速箱自动化装配的组成以及装配技术要点进行了深入分析,以期可以为装配工作的开展提供有效参考。
关键词: 汽车发动机;变速箱;自动化;装配技术
DOI:10.12721/ccn.2021.157038
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一、汽车发动机和变速箱装配组成阐述

国外在汽车发动机和变速箱自动化装配技术方面较为成熟,较多著名汽车企业均使用装配机器人完成汽车生产工作,给汽车生产活动的开展提供了技术动力[1]。国内近年来对于自动化装配技术的研究也逐渐深入,开始掌握了新型装配技术,促进了我国汽车行业的飞速发展。汽车发动机和变速箱装配线主要包括自动技术、手动工装技术、信息管控以及半自动技术。在进行装配时需要确保不同设备都处于准确安装的状态,减量缩小安装偏差,如果偏差过大会使得汽车发动机、变速箱的运行效率受到不利影响,如果偏差过于严重甚至还会引发质量问题的出现。因此在装配发动机的过程中会产生较多的半成品以及废品,为了避免这一问题需要使用防错技术以及纠错技术。操作人员在装配时应当了解具体的安装流程,可以按照安装流程完成装配,在日常工作中进行有效检测,使用泄露检测技术对存在的安装错误问题进行处理,寻找引发故障的原因。

二、汽车发动机和变速箱自动化装配技术要点

(一)机器人技术

装配机器人所指的是在工业生产活动中可以代替人工对部分零件或者部件实施装配的机器人,可以有效提升装配质量。在汽车发动机和变速箱自动化装配过程中经常使用的机器人类型主要包括平面关节型、垂直多关节型以及直角坐标型机器人,其中最为常见的是第一种,该种机器人具备精准度高、分配速度快、柔韧性较好的优势[2]。第2种机器人自由度较多,多数机器人都包括6个自由度,能够在某个空间中的任意一点摆出任意的姿势,简单来说这种机器人可以在多个空间内完成装配活动。随着机器人技术发展速度的不断提高,双臂装配机器人在汽车发动机和变速器的装备过程中有着较为广泛的应用,能够进行更加繁琐和复杂的装配活动,主要是利用双臂运动轨迹对相关零件实施装配。并且这一类机器人可以进行自动领取操作,对不同零件或者平面进行柔性涂胶处理,能够对胶头实施自动化清洁以及浸油保护处理,可以保证不同机械设备的使用安全性,延长设备的使用时间。

(二)桁架机械手技术

桁架机械手技术过程中能够提高物品的搬运效率以及经度,根据不同作业环境的实际情况,可以选择双臂式或者单臂式模式进行应用。并且桁架机械手技术可以通过人为的方式结合装配需求对搬运距离进行调整,距离长达数十米。桁架机械手技术在使用过程中应当保持稳定的搬运状态,为了避免外界因素给搬运活动带来不利影响,工作人员需要对其实施适当的防护措施,增设防护装置,在防护设施的下方可以建设一条物流通道,可以有效避免物流拥挤的现象出现,实现精准定位,对人机工程问题以及工件受损问题的解决有着积极的影响。

(三)防错技术

防错技术可以在装配工艺进行时对出现的操作错误进行自动识别,并采取相应措施将操作错误消除,防错技术可以通过多种不同的手段实现防错目标,常见方式的包括限位开关装置、条形码、机械防错以及视觉系统等。防错技术的种类也较多,根据不同需求选择相应的技术,如包括防漏拧紧技术、防止拧紧顺序错误、防止零件出现漏装问题、防止零件装配错误、防止托盘姿态错误等。防错技术的应用水平可以体现装配线的水平和档次,是评估装配线工作质量的关键因素[3]

(四)在线过程验证技术

过程验证技术具体指的是使用功能性的试验对发动机以及变速箱实施验证的一种技术,是装配工艺中的主要流程之一,可以检查发动机和变速箱所存在的缺陷或者问题。针对发动机而言,过程验证所需要经过的环节较多,例如需要对曲轴回转力、轴向间隙、总成泄露、气门密封性、锁片激光以及活塞环实施检测。对变速箱实施在线过程验证时主要针对压装力指标、垫片选择以及位移监控等进行检测。

(五)功能试验技术

功能试验所指的是利用和制造标准以及相关参数相同或者相似的数据对装配产品实施质量检测验证。常见的功能试验主要包括泵功能试验台架以及发动机冷试台架。当前在实际的发动机装配过程中必须要配备冷试设备,利用在线冷试的方式可以逐渐减小热试比例,从而减少在热试设备方面的成本投入,起到减少成本、节约能源、减小排放量的作用,符合我国所提出的可持续发展政策。

(六)总线控制技术

总线控制模式在工业活动中较为常见,利用总线的方式对电器元件的相关处理单元进行连接,能够做到分散式安装,如果电器元件支持总线协议则可以咯用一条总线以及串行级联的模式和主要控制系统实施高效通讯。总线控制模式和传统控制模式相比,改变了集中控制存在的缺陷性,减少了电缆的使用量,不需要为各个元件进行电缆配备,有效控制了电缆成本的投入。电缆使用量的减少也显著降低了因接线问题而出现故障问题的几率,当出现了元件受损现象之后,可以根据总线对其实施诊断,及时找到受损原因,在最短时间内完成元件维修或者更换。

(七)系统模拟技术

系统模拟技术在使用过程中主要依赖的是仿真软件,利用这些仿真软件在计算上对装配系统展开模拟,能够有效分析出装备以及流程设计所具备的可能性,提升了工厂运行效率以及资源的使用率,避免了库存积压问题的出现,能够对产品的销售进行规划,减少了产品上市所需要的时间,对于提升生产产量、改善资本投资效益有着积极的影响。系统模拟技术还可以对影响系统正常运行的因素进行查找,及时在设计制造前发现系统存在的问题[4]

结束语:

装配存在误差会影响到最终产品的质量以及后期汽车的正常使用。自动化装配线正在向着网络后、数字化以及柔性化的方向快速发展。通过网络技术的应用能够对汽车发动机和变速箱装配时产生的数据进行及时收集,并对数据展开分析和处理,评估是否存在质量问题,可以及时查找到汽车生产过程的安全隐患,提高汽车使用安全性。在对汽车发动机和变速箱自动化装配时需要使用较多技术,如机器人技术、桁架机械手技术、防错工艺、自动化装配模拟系统、在线进程检验工艺、总线控制工艺等,相关人员应当准确掌握不同技术的应用要点,发挥不同技术的优势。在未来汽车行业发展过程中,汽车企业也需要重点针对自动化装配技术进行研究,保证加工零件可以做到零缺陷。

参考文献:

[1]徐永路,梅杰,韦淇山,等.变速箱差速器&中间轴轴承垫片测选技术及设备研究[J].内燃机与配件,2020(01):60-62.

[2]梁宝英,武熙,王永清,刘培云.汽车变速箱前壳体衬套自动压装机设计分析[J].机械设计与研究,2020,36(05):189-192+197.

[3]夏筱筠,崔露露,孙维堂,李博.汽车变速箱零部件装配自动测量系统[J].计算机系统应用,2020,29(09):121-125.

[4]林巨广,黄晓丹,任永强.基于Tecnomatix的变速箱虚拟装配技术研究[J].组合机床与自动化加工技术,2018(12):94-97.