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關(guān)鍵詞：
FX2N
TWINCVI
II
擰松機(jī)
- 摘要：本文介紹了發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線活塞連桿螺母清洗擰松自動(dòng)化工藝設(shè)計(jì)、擰松機(jī)具體工作過(guò)程。發(fā)動(dòng)機(jī)活塞連桿的擰松由之前的人工用雙軸擰松槍擰松改為全自動(dòng)的2軸擰松設(shè)備，擰松過(guò)程中依靠設(shè)備保證其擰松的平穩(wěn)性，有效地消除了因人工操作而導(dǎo)致的質(zhì)量隱患，降低了裝配線人工作業(yè)的強(qiáng)度。
一、簡(jiǎn)述
缸體、曲軸、連桿、凸輪軸、缸蓋為發(fā)動(dòng)機(jī)五大件。連桿體及連桿蓋上的大頭孔用螺栓和螺母與曲軸裝在一起，通過(guò)氣體壓縮，點(diǎn)火，爆炸膨脹為汽車提供前進(jìn)動(dòng)力。為了減少連桿大頭孔與曲軸之間的磨損以及便于維修，連桿的大頭孔內(nèi)裝有薄壁金屬軸瓦。在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配之前，需要對(duì)連桿進(jìn)行超聲波清洗，在清洗之前需要拆卸連桿螺母和螺桿以及連桿蓋。如圖1所示，是連桿、活塞結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1 連桿、活塞結(jié)構(gòu)圖
早期連桿螺母拆裝是人工手持?jǐn)Q松槍作業(yè)。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車廠商根據(jù)零部件的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)裝配、拆卸工藝環(huán)節(jié)制定了相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在螺母的擰緊力矩、擰緊方法等方面嚴(yán)格操作，從而減少失誤，保證質(zhì)量。因此，自動(dòng)化的擰松機(jī)，擰緊機(jī)自然誕生了。擰松操作環(huán)節(jié)如下：將連桿總成放置在擰松機(jī)工位，雙手按下擰松起動(dòng)按鈕壓緊氣缸動(dòng)作壓緊連桿大頭環(huán)；擰松槍推送氣缸伸出到位，擰松機(jī)張開到位，擰松槍頭定位，擰松機(jī)張開缸復(fù)位，擰松控制器根據(jù)操作人員設(shè)定的擰松參數(shù)，將擰松力矩和度數(shù)送至擰松槍，實(shí)現(xiàn)了在擰松控制器的控制下，擰松螺母；擰松槍推送氣缸縮回，夾緊氣缸復(fù)位，擰松完成。如圖2所示。
圖2 擰松機(jī)工位圖
二、控制系統(tǒng)構(gòu)成
1、TWINCVI II控制器
TWINCVI II 控制器可以控制一個(gè)或二個(gè)手持式的ER型或固定式EM型的電動(dòng)工具。控制器出廠時(shí)就設(shè)定為直接使用。默認(rèn)設(shè)置可以滿足大部分的應(yīng)用需求。根據(jù)操作模式是同步或是異步， TWINCVI II包括一個(gè)或二個(gè)控制站。操作模式應(yīng)該根據(jù)應(yīng)用和軸數(shù)來(lái)選擇。控制器默認(rèn)的是異步模式。
圖3 擰松機(jī)控制器
2、控制系統(tǒng)構(gòu)成及作用
硬件配置及結(jié)構(gòu)
PLC：三菱FX2N-32MR 1臺(tái)
氣缸：SCJ 40*75 4套
擰松控制器：TWINCVI II 1臺(tái)
擰松工具：EM60-20J 1對(duì)
其他：電氣元件，氣動(dòng)閥組元件 1套
系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖4所示
圖4 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖
PLC作為控制系統(tǒng)的核心器件，接收操作人員指令，并判斷氣缸的位置，并將擰松信號(hào)輸送給擰松控制器，控制器根據(jù)已設(shè)定的擰松扭矩和角度，將擰松信號(hào)傳遞給電動(dòng)執(zhí)行器。
三、電氣控制原理圖
1、根據(jù)電氣控制需求，繪制電氣原理圖及接線圖，信號(hào)指示以及繼電器采用24VDC電源供電。PLC控制器、擰松控制器、電磁閥組采用220VAC交流供電。如圖5、圖6、圖7所示。
圖5 控制系統(tǒng)電源分配圖
圖6PLC控制回路
圖7 電磁閥驅(qū)動(dòng)及擰松器電源控制
2、擰松器與PLC的信號(hào)連接
信號(hào)注釋：
Ready：就緒 當(dāng)控制器在正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，此信號(hào)為“ 1”。
cycle in progress 循環(huán)中：對(duì)啟動(dòng)循環(huán)請(qǐng)求的反應(yīng)。在循環(huán)結(jié)束時(shí)降為“0”。
Commons 繼電器的公共端
不合格報(bào)告公共端 針21
合格報(bào)告公共端針22
復(fù)位公共端 針23
通用公共端 針4
用于除21－22－23外的所有輸出
cycle number 循環(huán)號(hào)： 二進(jìn)制碼1－2－4－8－16。超過(guò)31的號(hào)碼,循環(huán)通過(guò)總線網(wǎng)絡(luò)/鍵盤/PC/條碼/ISaGRAF程序進(jìn)行選擇。循環(huán)從n?1到n? 250進(jìn)行編號(hào)（每個(gè)通道250個(gè)循環(huán)）。
accept report 合格報(bào)告 當(dāng)循環(huán)結(jié)果并且報(bào)告合格時(shí)送到PLC。
reject report 不合格報(bào)告 當(dāng)循環(huán)結(jié)果并且報(bào)告不合格時(shí)送到PLC。
start cycle 循環(huán)啟動(dòng) 只要信號(hào)為“1”，就運(yùn)行循環(huán)。信號(hào)跌落時(shí)，循環(huán)停止，報(bào)告送到PLC。
?
?3、控制器與PLC輸入輸出接線標(biāo)準(zhǔn)
?
控制器與PLC的連接圖如圖8所示。
圖8 擰松控制器與PLC的接線圖
四、設(shè)備運(yùn)行狀況及優(yōu)勢(shì)
發(fā)動(dòng)機(jī)連桿擰松的自動(dòng)化工藝設(shè)計(jì)解決了因人工操作存在的質(zhì)量隱患，提高了生產(chǎn)效率，具備良好的防錯(cuò)能力，確保了擰送過(guò)程中的平衡性，提高了在線質(zhì)量控制水平，為后續(xù)的裝配質(zhì)量提供了保證。在現(xiàn)代化的發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線，活塞連桿的全自動(dòng)擰松工藝的應(yīng)用屬創(chuàng)新案例，具備較好的可拓展性，能更好地適應(yīng)混線大批量生產(chǎn)現(xiàn)狀。在發(fā)動(dòng)機(jī)制造領(lǐng)域，我們應(yīng)大力推廣自動(dòng)化工藝的應(yīng)用。設(shè)備自2007年投入使用以來(lái)，運(yùn)行穩(wěn)定，工人認(rèn)同度高。
參考文獻(xiàn)及相關(guān)手冊(cè)文檔
【1】Desoutter_TWINCVI_CVI_MANUAL_馬頭_工具_(dá)手冊(cè)
【2】三菱FX系列PLC操作手冊(cè)
【3】上海天永機(jī)械電子 擰松機(jī)操作維護(hù)說(shuō)明書
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