螺紋標準件裝配設備裝配流程優化

張斯宇 王彥科 張麗維

摘 要：本文針對現有螺紋標準件裝配設備存在平均裝配時間長，裝配速度慢的缺陷，通過理論分析和仿真驗證相結合的方法，優化了現有設備的裝配流程，提高了各裝配動作的同步性，從而提高了螺紋標準件裝配設備的裝配速度。

關鍵詞：裝配設備;裝配流程優化;仿真分析

在一些特殊的施工場合，需要配合使用固定的螺紋標準件，各零件之間不得相互替換，而且要求螺紋不得有磕碰損傷[1]。但是現有的標準件裝配設備均按照原有的人工裝配動作制定[2-3]，存在裝配步驟較獨立裝配速度較低等問題。為此，本文從現有設備的各裝配動作著手，對其裝配流程進行優化，并建模仿真，驗證了優化流程的有效性。

1 現有設備簡介及裝配流程分析

螺紋標準件裝配設備主要由送料裝置、原料轉運裝置、裝配裝置和卸料裝置組成，其裝配流程如圖1所示。

由圖1可知，該設備的各步驟同步性較低，僅原料輸送步驟實現了同步，其他輸送及裝配步驟依然獨立完成，嚴重降低了設備的裝配速度。本文通過仔細分析現有裝配各動作步驟，將可優化的動作步總結如下：

（1）裝配成品卸料步驟與原料上料步驟可以同步，即卸料動作執行時完成螺紋標準件的上料;

（2）螺母轉運步驟與上料步驟可以同步，即轉運螺母動作執行時完成螺母標準件上料;

（3）在螺紋標準件的終端增加限位機構，使得原料通過上料過程便到達裝配位置并保持，精簡了轉運和限位動作，提高了裝配速度。

2 裝配流程優化

如上所述可得優化后的裝配流程，如圖2所示。

3 仿真驗證

3.1 仿真模型的搭建

依據裝配設備實際工作原理，從氣動元件庫中選擇電磁閥、氣缸、溢流閥、風批等器件對實際設備的真實動作流程進行模擬，搭建仿真模型如圖3所示。其中，氣缸運行長度依據實際通過標尺設置。

3.2仿真結果分析

設置觀察起始時間分別為1s和4s，氣源壓力1MPa，運行程序結果如圖4所示。

4 總結

仿真結果表明各個氣缸按照流程協調動作，單套螺紋標準件的裝配時間約為2.8S，相較于原有設備單套裝配時間的5.3S，優化后裝配速度提高了47.7%。

參考文獻：

[1]GB/T2694-2010，輸電線路鐵塔制造技術條件[S].

[2]蔣小波，湯大鋒.一種螺母裝配裝置[P].浙江：CN204413558U，2015-06-24.

[3]崔民紅，張妮，馬躍進.螺栓螺母裝配裝置以及螺栓螺母裝配包裝系統[P].山東：CN205129337U，2016-04-06.