汽车摇臂装配机研制

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汽车摇臂由多个零部件组成，是发动机里的配气机构，负责打开、关闭气门。图1为汽车双摇臂部件，需在摇臂体的两摇臂孔C内各装入1个液压挺柱和节油片。通常该装配过程由手工完成，需要较多人力资源，装配速度慢，且容易将零部件装反。为解决此问题，我们开发设计出自动装配机，将液压挺柱和节油片自动装入摇臂体内，使生产节拍缩短到1Os／件，既提高了装配效率又节约了人力资源，是一种一举两得的理想设备。

1汽车摇臂装配方案

装配过程中摇臂体定位如图2所示，依靠摇臂体孔定位，并以底面D辅助定位，使两摇臂孔c开口向上，便于装配。装配时，先将节油片装入孔C内，再将液压挺柱装入孔C与节油片接触。

2自动装配机总体设计方案

2．1自动装配机总体结构汽车摇臂自动装配机的总体结构简图见图3，包含了4个工作位置，主要部件包括回转部件、固定夹具、节油片装配部件及左、右液压挺柱压入部件。回转部件带动固定夹具及其上方的摇臂体旋转到各个工作位置。固定夹具自动夹紧摇臂体，带动其到达各工作位置进行装配。如图3所示，每个工作位置都安装有固定夹具，共4套夹具。节油片装配部件同一时间将2块节油片分别装入摇臂体的左、右摇臂孔中。左液压挺柱压入部件将液压挺柱压人左摇臂孔中。右液压挺柱压入部件将液压挺柱压入右摇臂孔中。

2．2自动装配机运动、检测及控制方案汽车摇臂自动装配机回转部件采用电动机驱动，根据工作台及上方部件重量，确定最大转速和输出转矩，选定电动机型号为200YF01，并通过变频器控制起停及转速。各部件的直线移动都采用气压控制，各处气缸所选用的型号见表1。固定夹具夹持位置、液压挺柱送料口安装线性接近开关，以检测摇臂体、液压挺柱是否存在。节油片通过真空吸盘进行抓取，后方安装真空开关检测真空度以判断节油片是否吸附好。装配机的运行过程采用PLC进行控制，包括电动机运转、气缸活塞移动和检测信号处理等。

2．3自动装配机工作循环如图3所示，在工位1处人工将摇臂体装入固定夹具。待固定夹具自动夹紧后，电动机通过齿轮传动，带动工作台及工作台上方的固定夹具旋转90。到达工位2。定位升降气缸将固定夹具托起3～5mm进行二次定位，节油片装配部件同时在左、右摇臂中装入节油片，定位升降气缸下降使固定夹具回到先前高度。工作台再旋转90。到达工位3，定位升降气缸将固定夹具托起3～5mlTl进行二次定位，同时使摇臂孔口与挺柱送料口紧密接触，左液压挺柱压人部件将一液压挺柱压入左摇臂，定位升降气缸下降使固定夹具回到先前高度。工作台再次旋转90。到达工位4，按照与工位3相同的步骤将液压挺柱压入右摇臂。工作台再次旋转90。到达工位1，1s后，固定夹具自动松开，人工将摇臂取出。

3自动装配机关键部件的设计

3．1固定夹具(图4)如图4，托板2在回转工作台1上的定位依靠4个定位杆11完成，并在定位杆周围安有等高橡胶垫片10，以避免夹具体放在回转工作台上时发生碰撞。在托板2左方通过拉杆支架4连接有拉杆5，右方通过顶轴支架8连接有顶轴7及摇臂体压紧气缸9，中间通过接近开关支架16连接有线性接近开关15。工作时，工作人员如图4所示安装摇臂体6，使摇臂体孔定位于夹具的拉杆锥面上。线性接近开关15检测到摇臂体16存在后发送信号给PLC，PLC控制摇臂体压紧气缸9使其滑杆带动顶轴7向左推移，将摇臂体6固定于拉杆5上，达到自动夹紧目的。

3．2节油片装配部件(图5)节油片装配部件结构较复杂，为表达清楚，将其分解为节油片吸附、节油片升降、节油片移载3部分。工作时，图5a所示节油片推动块3在节油片推动气缸2的带动下向右推动，通过定位块4准确定位，将节油片存储杆7内滑下的节油片1推到真空吸盘正下方，利用真空吸盘吸住节油片。图5b所示节油片升降气缸9带动吸盘支架13及与之连接的真空吸盘5、节油片1，沿垂直直线导轨10向上移动40mm后，图5c所示节油片移载气缸14带动移载推动块15及与之连接的相关部件(包括节油片)沿水平直线导轨8向前推移，到达摇臂孑L正上方位置。此时节油片升降气缸滑块向下移动，将节油片放人摇臂孑L底。

3．3液压挺柱压入部件液压挺柱压入部件结构见图6。工作时，利用挺柱输送机构，自动将液压挺柱送至送料孔孔口处。该送料孔为锥孔，孔口直径略大于挺柱外径，挺柱进入送料孔后进行自由落体运动直至到达图6所示位置，使挺柱装配位置正确，无轴线偏差。此时液压挺柱压人气缸3带动压入轴4沿送料管孔内向下移动，将挺柱2压入摇臂体，完成装配。

4结语

本装配机已交付用户使用，其性能已达到设计要求，并得到用户的一致好评。图纸经完善后已开始投入小批量生产。