鎖緊片與蓋板的自動裝配技術的研究與應用

張波利 馬貴斌

（1.中航光電科技股份有限公司，洛陽 471000；2.空軍駐洛陽地區軍代表室，洛陽 471000）

1 連接器裝配水平概述

目前，國內有數百家性質不同、規模迥異的連接器企業，絕大多數企業的裝配模式整體上大同小異，都是依靠手工裝配為主導的生產模式。這種經營模式的優點之一是適合多品種、小批量的市場需求，在一定程度上降低了企業的固定資產投入，增加了流動資金數額，有利于企業的生存發展，但同時存在質量過程不易控制、人工勞動強度大、不利于人員職業健康等缺點。特別是對于批量大、裝配工作量大的產品而言，從長遠來看，其與企業自身盈利的需求不相適應。所以，裝配技術的提升和創新是企業立足市場競爭的重要因素。

某系列型號產品的鎖緊片與蓋板的裝配過程包含的零件種類有上臺設備裝配成的半成品、鎖緊片、蓋板等，人工裝配一致性不好。結合其特點，筆者研發出一種全新的、先進的裝配技術來完成該類連接器產品的生產裝配，對企業而言，將是一件意義重大的事情。

2 鎖緊片與蓋板的自動裝配技術的研究與應用

2.1 鎖緊片與蓋板的裝配技術分析

2.1.1 工藝現狀分析

某系列型號的鎖緊片與蓋板的裝配過程包含的零件種類有上臺設備裝配成的半成品、左鎖緊片、右鎖緊片、蓋板四種。目前靠手工完成裝配，需要三工序3人分別裝配完成，裝配效率低，鎖緊片結構復雜，不易安裝，批量生產時需要人工較多，產品的安裝一致性較差。

2.1.2 自動裝配思路分析

結合產品特點和裝配工藝，將手工裝配工序轉換成相應的自動裝配工位，首先考慮將上臺設備裝配成的半成品自動放置于一個起始工位，左右鎖緊片分別自動上料，當半成品轉移到對應裝配工位時，將鎖緊片和半成品裝配，鎖緊片裝配完成后，經檢驗工位檢驗合格后，自動轉移到成品輸出工位。

2.2 鎖緊片與蓋板的自動裝配方案設計

2.2.1 總體方案思路

基于某系列型號的鎖緊片與蓋板的裝配工藝現狀分析和自動裝配思路分析，結合其自身特點，若要實現鎖緊片與蓋板的全程自動裝配，需設計出零件的自動上料、自動裝配、自動卸料等功能組件。

某系列型號的鎖緊片與蓋板的裝配過程包含的零件有上臺設備裝配成的半成品、左鎖緊片、右鎖緊片、蓋板。首先需要把上臺設備裝配成的半成品由上料組件放置到裝配位置，左右鎖緊片自動上料，和半成品在不同工位依次完成裝配，經測試工位檢測合格后，和經自動上料到工位的蓋板完成殼體裝配，裝配完成后由卸料組件送出，自動裝配主要功能組件如圖1所示。

2.2.2 方案實施過程

依據總體構思，最終目標是研制一臺應用鎖緊片與蓋板的裝配技術的自動裝配機，實現某系列型號產品的自動裝配，其各主功能組件方案設計如下。

（1）工位轉移組件。工位轉移組件是確保自動裝配有序、準確運行的基礎，此處采用旋轉式多工位圓盤結構。圓盤等分為八工位，每工位安裝有固定殼體的夾具，可順序完成上工位半成品放置、左/右鎖緊片裝配、檢測、蓋板裝配、成品轉出、清潔等工位的要求。

圖1 自動裝配主要功能組件

殼體夾具的夾緊與松開采用斜塊上下移動來完成，將水平運動改為上下運動，減少了圓盤上的氣缸數量，優化了整體結構。

（2）上工位半成品上料組件。半成品上料組件如圖2所示，由水平位移氣缸、上下位移氣缸、擺動氣缸、氣動夾爪及支撐工裝件組成。

上工位半成品裝配完成后，放于上工位的轉出工位。水平位移氣缸、上下位移氣缸及擺動氣缸運動到位，氣動夾爪夾取工件，將產品搬運至圓盤起始工位處。

圖2 上工位半成品上料機構

（3）左/右鎖緊片裝配組件。鎖緊片裝配組件由振動盤送料機構、前端檢測及阻斷機構和鎖緊片的夾取、轉移、裝配機構組成。其中，夾取、轉移、裝配機構由水平位移氣缸、上下位移氣缸、擺動氣缸、氣動夾爪和支撐工裝件組成。

目前，在制造業中，振動盤制作技術已日趨成熟，根據零件自身結構特點，振動盤配有直線運料器和光電感應系統，識別鎖緊片上料情況，保證上料順利進行。

由于某系列產品鎖緊片和殼體的特殊結構限制，鎖緊片裝配不能垂直裝配，否則會損壞殼體結構，裝配時首先將鎖緊片以傾斜一定角度放置到殼體的某位置，再旋轉一定角度鎖緊片完成和殼體的裝配。此處采用了上下位移氣缸斜裝后，旋轉氣缸垂直安裝的辦法解決鎖緊片裝配不能垂直裝配的難題。上下位移氣缸以與豎直方向成傾斜15°安裝，擺動氣缸與上下位移氣缸垂直安裝，擺動幅度15°，從而保證了鎖緊片的最終裝配精度。

（4）檢測機構組件。檢測功能通過安裝在上下滑動氣缸的兩個探針來檢測左右鎖緊片是否裝到位來實現，檢測到的裝配不到位殼體，在成品輸出環節會予以剔除。

（5）蓋板裝配組件。蓋板裝配組件由振動盤輸送裝置和水平位移氣缸、上下位移氣缸、氣動夾爪、壓裝氣缸和支撐工裝件組成。蓋板裝配機構如圖3所示。振動盤機構將蓋板自動定向排序上料，上料后氣動夾爪夾取蓋板，轉移到蓋板裝配工位，通過壓裝氣缸將蓋板壓裝到位。

圖3 蓋板裝配機構

3 結論

通過某系列型號產品的研究，筆者掌握了某系列型號的鎖緊片與蓋板的自動裝配技術，并將該技術成功應用于實際生產中，降低勞動強度的同時，使得該系列型號產品的生產效率得到大幅度提高。裝配鎖緊片時，創新性地采用斜裝后旋轉垂直裝的辦法解決鎖緊片裝配不能垂直裝配的難題。轉盤松開夾具環節，采用斜塊將水平運動改為直線運動，減少轉盤上氣缸數量，優化了整體結構。該技術在行業內具有很大的應用空間，具有很大的推廣和實用價值，值得人們繼續探索、完善和創新。