汽車發(fā)動機缸蓋伺服壓裝機設(shè)備

來源：鑫臺銘時間：2019-11-11 16:58瀏覽次數(shù)：- | 分享加入收藏

“十三五”期間，國民經(jīng)濟重點產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的培育壯大和能源資源環(huán)境的約束，對裝備制造產(chǎn)業(yè)提出了更高的要求，并提供了巨大的市場空間。未來5～10年，我國裝備制造產(chǎn)業(yè)將迎來發(fā)展的重要戰(zhàn)略機遇期。鑫臺銘伺服壓裝機裝備制造是提高中國制造業(yè)核心競爭力的關(guān)鍵要素，是其他高端裝備制造業(yè)快速發(fā)展的基石。由于裝備制造業(yè)的戰(zhàn)略地位，以及在推動制造業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級中的重要作用，“十三五”期間國家持續(xù)加大對裝備制造研發(fā)的財政支持力度。智能化、柔性化、自動化成為未來我國高端裝備制造業(yè)科技突破的重點方向。但是，裝備制造業(yè)自主開發(fā)能力薄弱等問題依然突出。汽車產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟重要的支柱產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈長、關(guān)聯(lián)度高、就業(yè)面廣、消費拉動大，在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。進入21世紀以來，我國汽車產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，形成了多品種、全系列的各類整車和零部件生產(chǎn)及配套體系，產(chǎn)業(yè)集中度不斷提高，產(chǎn)品技術(shù)水平明顯提升，已經(jīng)成為世界汽車生產(chǎn)大國。為配合汽車發(fā)動機升級換代，以及多品種柔性化生產(chǎn)，隨著汽車發(fā)動機生產(chǎn)線的改造，以及新生產(chǎn)線的建設(shè)，發(fā)動機缸蓋柔性壓裝設(shè)備需求量迅猛增加。

發(fā)動機是汽車領(lǐng)域技術(shù)最密集的關(guān)鍵部件，汽車發(fā)動機裝配線是對發(fā)動機順序裝配的流水線工藝過程，每個工位之間都是流水線生產(chǎn)，因此各個環(huán)節(jié)的控制都必須具備高可靠性和一定的靈敏度，才能保證生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。加之被裝配零件的多樣性、工藝的繁瑣性，汽車發(fā)動機缸蓋裝配伺服壓裝機就顯得更為重要。

一、發(fā)動機缸蓋壓裝設(shè)備的重要性

近幾年，我國機電產(chǎn)品出口逐步增長，已接近全部出口額的30%，機電產(chǎn)品的增長對全國GDP的增長起著相當重要的作用。長期以來，我國機床輔機制造一直處于滯后狀態(tài)，在汽車制造業(yè)尤其明顯，高端裝配技術(shù)及設(shè)備幾乎被進口產(chǎn)品占據(jù)。由于價格昂貴，一般企業(yè)使用的是自制簡易裝備，加工質(zhì)量無法保障，致使發(fā)動機質(zhì)量性能下降。隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，人民生活水平日益提高，人們環(huán)保意識不斷增強，促使汽車行業(yè)向環(huán)保性、安全性、多品種、優(yōu)質(zhì)化及個性化方向發(fā)展。為了適應汽車行業(yè)的發(fā)展需要，汽車零部件行業(yè)必須全面提升零部件特別是主要零部件（發(fā)動機、氣缸蓋、連桿、曲軸、凸輪軸等）的加工精度和多品種柔性化生產(chǎn)能力。汽車發(fā)動機缸蓋智能壓裝裝備及系統(tǒng)的成功開發(fā)迫在眉睫，我國發(fā)動機行業(yè)提供了新型壓裝機控制理念的提出和技術(shù)及裝備的研發(fā)，對提高汽車發(fā)動機產(chǎn)品質(zhì)量提升、降低排放、增加效能具有推動作用。

缸蓋是發(fā)動機的重要部件，它的裝配精度直接影響發(fā)動機的工作性能。氣門導管與氣缸蓋壓配在一起，對氣門運動起導向作用。氣門導管作為氣門的重要組成部分如出現(xiàn)裝配缺陷，將直接影響到整個發(fā)動機的工作狀態(tài)。發(fā)動機工作時，缸蓋燃燒室壓縮后點燃可燃氣體，致使氣門閥座承受很高的熱負荷和機械負荷，因此對閥座的密封性也產(chǎn)生了很高的要求。綜上所述，氣門導管和閥座的裝配是發(fā)動機缸蓋裝配的關(guān)鍵技術(shù)。

二、伺服壓裝機設(shè)備

（一）伺服壓裝機設(shè)備的控制。

鑫臺銘伺服壓裝機設(shè)備整套壓裝動作主要由PLC、伺服驅(qū)動器、伺服電動缸、光柵尺和觸摸屏等控制和完成。PLC進行邏輯處理后向伺服驅(qū)動器發(fā)出位置和壓力指令，其中位置指令包括導管孔位置、閥座孔位置、導管壓入位置和閥座壓入位置。伺服驅(qū)動器接收PLC發(fā)出的位置指令及壓力指令后，控制伺服電機完成相應的定位控制和壓力控制。隨著動作的進行，利用光柵尺檢測伺服電機所帶執(zhí)行機構(gòu)的最終位置，利用壓力傳感器檢測工件實際所受到的壓力，并將檢測值反饋給伺服驅(qū)動器和PLC，進行位置和壓力的PID閉環(huán)運算，最終完成精確的定位任務(wù)和恒定的壓力控制。

（二）伺服壓裝機設(shè)備的動作。

壓裝過程中，傳統(tǒng)的壓裝設(shè)備位置和壓力控制精度較低，造成廢品率較高，甚至會對發(fā)動機性能產(chǎn)生影響。本文的壓裝設(shè)備在壓裝過程中控制系統(tǒng)給電缸發(fā)出命令，首先將上部導管壓裝單元向下移動接觸到缸蓋，抬起下部閥座壓裝單元將閥座裝入上料夾具中，上料夾具自動打開，電缸抬起“C”型夾具并壓裝閥座；由控制系統(tǒng)判斷上述動作完成，控制導管壓頭解鎖，壓頭下降并壓裝導管，結(jié)束壓裝；控制系統(tǒng)發(fā)出指令，缸蓋向前移動一個工位，同時將導管送入上壓頭，依次重復以上工序完成其它氣門閥座和導管壓裝。伺服壓裝機適用于各類發(fā)動機缸蓋氣門導管與閥座的精密壓裝工藝。整個壓裝過程中力、位移均為閉環(huán)量化控制，判斷過程參數(shù)是否符合工藝要求，實時反饋數(shù)據(jù)、調(diào)節(jié)精度，同時可呈現(xiàn)/存儲相關(guān)參數(shù)。采用現(xiàn)場總線使整個系統(tǒng)響應速度達到1.5Mbps，伺服驅(qū)動控制使系統(tǒng)重復定位精度達到0.02mm。實時監(jiān)控工藝參數(shù)變化，從而判斷整個過程中各參數(shù)是否滿足工藝要求。能夠有效降低廢品率。

三、結(jié)束語

傳統(tǒng)壓裝設(shè)備采用純機械化手段進行生產(chǎn)，廢品率較高，造成材料和能源的極大浪費，無法進行多型號發(fā)動機缸蓋氣門導管和閥座的混線生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)效率，制約了企業(yè)的發(fā)展。另外，壓裝精度也無法實現(xiàn)實時檢測和控制，嚴重影響發(fā)動機裝配質(zhì)量。此外，液壓裝置容易泄露，對環(huán)境造成惡劣影響。伺服壓裝機設(shè)備雖在一定程度上實現(xiàn)了自動控制，汽車發(fā)動機缸蓋壓裝裝備與技術(shù)的智能化和柔性化是發(fā)動機裝配線亟待解決的問題。

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