裝配工具控制器系統在平衡重叉車安裝中的應用

于雷

【摘 要】平衡重式叉車設備在前部有升降貨叉，車體尾部有用于平衡的重塊，作為一種特殊載重車輛，在港口以及車站與企業內部應用較多，主要用于貨物的裝卸、堆垛與搬運等等，同時一些較小規模的叉車還可以應用在船艙、火車或集裝箱內部。基于具體使用功能的不同，可以針對其結構進行改變，因而叉車大多具有一定的適用性。本文結合平衡重叉車在安裝工作當中的應用裝配工具控制器系統的技術要點，如安裝工具、自動鎖螺絲的安裝以及控制臂的定位等展開分析，希望可以給相關設備安裝工作的開展提供一些參考。

【關鍵詞】裝配控制器;平衡重叉車;控制臂;螺絲系統

中圖分類號： TG95文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）21-0067-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.21.030

叉車作為一種應用較為廣泛的工業搬運車輛，在港口以及車站、機場與企業工廠車間當中都得到了推廣，發揮著重要的作用，現在已經成為了托盤運輸以及集裝箱運輸當中必不可少的設備。隨著物流行業的發展，社會對于叉車也有了新的需求，在物料搬運工作當中的作用也越來越重要。在我國經濟與社會發展的背景之下，叉車也在越來越多地取代人工搬運物料的情況，而叉車式的機械化搬運也在逐漸占據主流。本文基于實際項目，對于裝配工具控制器系統在平衡重式叉車當中的應用進行了分析。

1 項目概況

本項目為電動叉車安裝工藝升級改造，與其他叉車相比起來，該電動叉車EFG3/4/5系列有著更為小巧的外觀以及緊湊的布局，載重能力較大，為3-5t，在室內以及室外多種環境中都能取得較好的應用效果。但是，在叉車的組合與安裝方面出現了一定的困難：在安裝過程中，應用現有的安裝工藝及流程，無法滿足設計工作的相關要求。為此，本項目擬應用自動鎖螺絲系統來實現系統的相關操作，在此過程中，需要做好相關設備選型以及安裝要點總結等工作。

2 設計構思與方案

2.1 叉車技術參數與主要性能

EFG4系列四輪電動叉車有著更高的能源使用率，應用三相交流電技術與緊湊型控制技術、液壓系統加以結合，從而讓叉車的性能得到提高，并有效控制了能耗。結合VDI循環測量結果來看，EFG4系列的能耗僅為同類型競品的90%，實現了約10%的能源節約[1]。

叉車配置情況可以結合具體需求來進行定制，舉例來說，應用Efficiency與Drive&lift plus加強模塊可以對于叉車的行駛速度以及起升速度進行調節，提高叉車設備的易用性。與此同時，實現了自由轉向，結合應用習慣來調節操作組件、并經由扶手的優化可以搭載不同身形的駕駛員。

新型緊湊提升門架也可以大幅拓寬操作者的視野范圍，可以說是現如今市面上同類產品當中，所提供的視野最寬的。內部嵌套式結構極為緊密，同時也對于鏈條與軟管布局進行優化，同時在橫梁上也定制了兩個窗口。在車身輪廓方面，出于堅固性與穩定性的需要，進行了相應的加固，同時儲物空間的應用也體現了人性化理念。現階段EFG4系列已經可以很好地適應于室內以及室外操作的需要，有效地節約了用戶的成本，實現了節能降耗[2]。

2.2 核心裝配情況分析

本項目的安裝區域以及核心裝配情況如下：

在貨叉、機箱與配重組裝方面，其應用的螺絲為M24，扭矩為1000Nm，數量為9個;

馬達安裝方面，應用的螺絲型號為M16，扭矩為280Nm，數量為7個，共計兩個馬達，因而應用螺絲數量為14個;

水平方向螺絲，應用螺絲型號為M14，所知為123Nm，數量為2個;

回升旋具桿部位的螺栓，扭矩為206Nm，數量為1個。

2.3 裝配工具控制器系統設計方案

如圖1所示，為本項目應用的裝配工具控制器[3]。

3 裝配工具控制器系統與安裝要點

3.1 安裝工序及工具甄選

在M24螺絲方面，該規格的螺絲共計應用9處，在設計方案中，其扭矩為714nm+15/-5Nm，在應用手動工具來進行安裝的情況下，可以達到扭矩要求的板手已經有了較大的自重量，約為18kg，完成設備安裝的難度較高。此外，在本工序上還需要對安全問題給予足夠的考慮，該規格的工具無論是掉落傷人還是墜落地面，都會造成較為嚴重的后果。與此同時，該車型的車身內部安裝空間較為狹窄，無法應用較大尺寸的氣動工具，可以應用電動工具來完成操作。

在M16螺絲安裝方面，該規格螺絲在兩側共計安裝14處，在裝配過程中，其扭矩需要達到256Nm+15/-5Nm。因而與M12螺絲的安裝相比，其空間更為狹窄，同時螺絲帽設計厚度僅有3.3mm，與正常范圍相比較低，因而如果應用手動安裝，很容易造成工傷事故，在設備的選用上，也同樣以電動工具為宜。

結合現有的數據統計情況來看，應用手動工具來完成一顆螺絲的安裝，所需要的時間約為50s，而如果應用電動工具來進行螺絲的安裝，預案安裝時間為5s，換言之，如果應用電動工具來完成螺絲的安裝，共計23顆螺絲的安裝時間可以從1150s降低到115s，共計節約1035s，其生產效率也將會大幅提高。

3.2 自動鎖螺絲系統

在具體螺絲安裝過程中，設計部門針對其中的相關參數進行了重新計算，并且做出了一系列改進，如將8顆M23螺絲的扭矩進行了修正，從720N提高到了1000N+117N/-46N，但是整體設計方面，與車身相連接、用于平衡重量的8顆螺絲型號輻射與平衡重之間的連接件實際內部寬度十分有限，僅為65cm，扭矩高于1000N的電動工具也由于其內部空間過于狹小而無法使用的情況。

在平衡重式叉車的整體結構當中，左右輪胎以及相關配重區域都是叉車裝配當中的重點環節，應用的均為M16與M24螺絲，依照原計劃，也需要加入M12螺絲，這樣即可以將電動工具應用至全部區域的組裝工作當中。但是M24扭矩出現了一定的變化，同時項目組也針對安裝空間進行了重復性的檢查與評估。如果將M12螺絲應用到M16與M24前或中間部位，則很容易造成互相干涉的問題，與此同時，符合于M16與M24扭矩的電動螺絲安裝人也無法進入到M12的安裝范圍當中，僅僅可以訂制特殊套筒來完成工作。與此同時，M12設計所知較低，為123N+18N/-6N。但是結合電動螺絲安裝工具的情況來看，仍然沒有設備可以覆蓋到123-1000N的范圍之下，加之公差以及穩定性方面的因素，已經無法應用一把電動工具來完成工作，需要應用兩把電動工具才能讓安裝質量得到保證[5]。

在這種情況下，一方面會造成成本的提升，同時這類情況也會在一定程度上影響到安裝質量，經研討后，將其中的M12螺絲安裝取消，在底盤平衡重與左右驅動單元部位應用M24以及M16螺絲，這樣一方面可以避免安裝干涉帶來了弊病，同時也便于安裝設備的選型。

3.3 電控及控制臂安裝定位

所應用的Power Focus 4000系統需要110/220伏交流電源提供能源動力支持，對于扭矩能力在200Nm以上的工具，建議每個擰緊控制器使用220伏交流電源。結合本項目的設計情況來看，用于工件安裝的空間并不寬，因而機械臂與扭矩槍的連接方式于其內部所應用的空間情況有著決定性的影響作用。在這種背景下，就需要多家工具廠商來通過協商進行選型，并選擇最為合適的方案與設計，從而保證項目的可靠性。

在扭矩槍的設備選型方面，需要結合連接件的設計方案來選擇，在這個過程當中，需要注意的是本項目的安裝以及組合環節方面，料件大多需要放置于工裝車上來開展作業，同時用于安裝M24與M16螺絲的工位也在工件的兩側，因而需要將工具安裝位置調整為區域的中間，以便于讓扭矩槍可以順利地進行兩側螺絲裝配工作。與傳統的固定點位安裝相比起來，在工具車上料安裝過程中，需要對于工具自身的反作用力實現更好的控制，因而機械臂連接部分的設計也就成為了整個項目當中最為關鍵的部分。

經過一系列的對比與模擬實驗，選擇應用三級機械臂設計方案來進行安裝，確定方案后，則需要及時地測試，尤其是電動扭力槍的測試，該扭力槍的下限可以經過調整，達到100N，同時在后續的相關穩定性測試方面也可以達到預期效果。在后續使用當中，即便基于提高工作效率的需要，對于設計進行改進，也可以成功地裝配M12螺絲，并入該工作站當中。

4 測試與裝配驗收

相關流程規定中，設備安裝調試結束后，經現場試運行一個月后進行最終驗收。在項目完成后，對于實際裝配質量進行了驗收，經檢驗，裝配部分符合于設計需要，起到了一定的節約作用，成本減少了10%，在一定程度上彌補了本項目其他環節的超支問題。并且本項目設計以及后續改進均取得了良好的效果，可以推廣應用。

5 結論

現階段我國物流行業的發展速度越來越快，而叉車是物流行業中的一種重要工具，因而其生產制造也得到了行業內越來越廣泛的重視，相關產業的發展也日趨完善。本文首先介紹了項目概況，之后結合設計構思方案進行了分析，從叉車技術參數以及主要性能、核心裝配情況與裝配工具控制器系統設計方案等角度出發，重點說明了裝配工具控制器系統與安裝要點，希望可以給相關設備安裝工作的開展提供一些參考。

【參考文獻】

[1]黃帥，唐希雯，謝海，et al.基于ADAMS與Simulink的平衡重式叉車側傾分級控制聯合仿真[J].合肥工業大學學報（自然科學版），2018，41（09）：20-27.

[2]張德進，畢勝，張麗.CPCD280-320型內燃平衡重式叉車[J].起重運輸機械，2010，2010（8）：29-30.

[3]李江波.電動平衡重式叉車電池更換的技術研究[J].現代制造技術與裝備，2018，262（09）：64-65.

[4]盛雪麗.基于CAD、EXCEL、SW軟件一種四支點——平衡重式叉車穩定性計算方法[J].內燃機與配件，2017（8）：29-30.

[5]紀琛，張翼，鄧圣華.電動平衡重式叉車轉向機構設計研究[J].軍民兩用技術與產品，2016（4）：194-194.