膠管與多通接頭自動(dòng)裝配方法與裝備設(shè)計(jì)探索

瞿秋海

（蓋茨液壓技術(shù)（常州）有限公司，江蘇 常州 213022）

在汽配制造行業(yè)中，汽車(chē)雨刷洗滌器的生產(chǎn)包括膠管與多通接頭裝配的工序。在傳統(tǒng)模式下，主要采用手工裝配方式，存在著時(shí)間長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大等問(wèn)題，過(guò)程中還容易受到人為主觀因素影響，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量降低。為了改善這種情況，要加強(qiáng)膠管與多通接頭自動(dòng)裝配裝配方法與裝備設(shè)計(jì)的研究，可以適應(yīng)發(fā)展的需求。

1 自動(dòng)化裝配特點(diǎn)

1.1 膠管與多通接頭裝配特點(diǎn)

膠管與多通接頭裝配特點(diǎn)和材質(zhì)及安裝中作力的變化問(wèn)題有很大關(guān)系，因此要加強(qiáng)研究。采用手工方式裝配膠管與多通接頭的時(shí)候，在實(shí)際操作中，需要一只手夾持住膠管的一段，另一只手捏住多通接頭，將多通接頭的一個(gè)通位對(duì)準(zhǔn)膠管開(kāi)口，將通位圓臺(tái)頭擠入到膠管中去，在這種情況下，膠管在自身彈性變形下會(huì)產(chǎn)生彈性力，從而包緊多通接頭通位。膠管一般都是橡膠制品，和硬管有著明顯差異，膠管具有可彎曲性的特點(diǎn)，自身有彈性。在夾持膠管的時(shí)候不能過(guò)于用力，被是的膠管端部被擠壓變形，這樣就無(wú)法與多通接頭裝配。當(dāng)然也不能用力太小，膠管很有可能會(huì)滑脫，要合理去拿捏。膠管內(nèi)徑要小于通位外徑，將膠管裝配到多通接頭通位上的時(shí)候，膠管會(huì)脹大。多通接頭有多個(gè)成不同或者相同角度分布的通位，所有的同為在直線匯聚一點(diǎn)，采用自動(dòng)化裝配技術(shù)，就要對(duì)每個(gè)通位進(jìn)行膠管安裝。裝配中必須保持通位頭和膠管口同軸，要具有一定的柔性，避免受到剛性沖擊影響對(duì)多通接頭造成破壞[1]。

1.2 自動(dòng)化裝配方法

通過(guò)分析膠管與多通接頭裝配的特點(diǎn)，對(duì)自動(dòng)化裝配方法進(jìn)行研究，面臨的技術(shù)難點(diǎn)主要有，膠管與多通接頭準(zhǔn)確安裝；盡可能減少多通接頭裝夾次數(shù)，一次性完整裝配；選擇合適的膠管夾持方式；自動(dòng)化裝配設(shè)備的控制方式；多通接頭裝夾方式。

根據(jù)手工裝配方式以及利用沖壓力裝配過(guò)盈配合零件的生產(chǎn)方式，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出與其相類(lèi)似的沖壓裝置，可以帶動(dòng)多通接頭擠壓進(jìn)膠管口內(nèi)，這樣就完成了裝配。運(yùn)用沖壓裝置可以保證多通接頭通位與膠管保持同軸，而且多通接頭裝夾方式在沖擊力的影響下不會(huì)出現(xiàn)偏差，確保達(dá)到裝配標(biāo)準(zhǔn)。

要想實(shí)現(xiàn)多通接頭一次性裝夾完成所有裝配，要求工作臺(tái)具有回轉(zhuǎn)的功能，可以使多通接頭每次安裝完一個(gè)通位后就可以通過(guò)轉(zhuǎn)位讓下一個(gè)通位與膠管保持同軸，工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)中心要與多通接頭通位所在的直線匯聚點(diǎn)重合。考慮到多通接頭要直線沖擊，與膠管進(jìn)行裝配，自身又要轉(zhuǎn)位，所以工作要要具有分離的功能，才能滿足實(shí)際需求。

膠管夾持裝置在夾持膠管時(shí)有合適的力度，不能過(guò)大或者過(guò)小，控制在一定范圍之內(nèi)。另外要注意避免膠管脹大影響到與多通接頭的裝配，甚至對(duì)接頭產(chǎn)生損壞。在這種情況下，可以采用階梯園槽的方式，半徑比膠管略小的部分夾持膠管，比膠管大的部分預(yù)留脹大空間，園槽方式具有明顯優(yōu)勢(shì)，可以避免膠管出現(xiàn)擠壓的情況[2]。

為了實(shí)現(xiàn)更好的控制，自動(dòng)化裝配要利用機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置，通過(guò)凸輪機(jī)構(gòu)完成工作臺(tái)分離及膠管的夾持，可以減少動(dòng)力原件，有效運(yùn)用氣動(dòng)原件，從而實(shí)現(xiàn)電氣控制。

通過(guò)以上對(duì)自動(dòng)化裝配方法的研究，可以清楚了解到運(yùn)行程序，整個(gè)裝置通過(guò)多通接頭夾具一次性裝夾多通接頭，膠管放入膠管裝夾裝置中去，根據(jù)接頭的通數(shù)選擇分度模式類(lèi)型、運(yùn)行設(shè)備，完成對(duì)工作臺(tái)的分離工作。氣缸帶動(dòng)工作臺(tái)使多通接頭初始位置通位實(shí)現(xiàn)裝配，工作臺(tái)復(fù)位，再根據(jù)分度模式，多通接頭轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)角度，讓下一個(gè)等待裝配通位進(jìn)入與膠管同軸方位，直到完成所有通位與膠管裝配，拆卸工件，安裝下一個(gè)多通接頭。

2 裝配設(shè)備設(shè)計(jì)

2.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)及三維建模

為了實(shí)現(xiàn)多通接頭與膠管自動(dòng)化裝配的功能，要對(duì)整機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面設(shè)計(jì)，主要包括多通接頭送進(jìn)裝置、回轉(zhuǎn)式多工位工作臺(tái)、膠管裝夾裝置、多通接頭夾具、分度控制模塊五大功能部件。

2.2 多工位回轉(zhuǎn)工作臺(tái)

多工位回轉(zhuǎn)工作臺(tái)是多通接頭夾具的承載平臺(tái)，設(shè)計(jì)時(shí)要滿足多工位、同軸度、精準(zhǔn)度等要求，工作臺(tái)不僅可以上下分離，而且能夠保證多通接頭與膠管同軸裝配，自身回轉(zhuǎn)完成多通接頭不同通位切換。

多通接頭夾具通過(guò)鉸制螺釘與安裝臺(tái)聯(lián)接，多通接頭夾具類(lèi)型比較多，可以滿足不同類(lèi)型多通接頭的使用。多工位回轉(zhuǎn)工作臺(tái)處于自身轉(zhuǎn)位狀態(tài)的時(shí)候，浮動(dòng)軸與轉(zhuǎn)軸處于閉合狀態(tài)，保證扭矩有效傳輸?shù)焦ぷ髋_(tái)，保證多通接頭完成通位切換。處于上下分離狀態(tài)的時(shí)候，浮動(dòng)軸與轉(zhuǎn)軸處于分離狀態(tài)，移動(dòng)架可以帶動(dòng)安裝臺(tái)沿直線光軸移動(dòng)，自鎖裝置保證工作臺(tái)不發(fā)生轉(zhuǎn)位，有效控制多通接頭與軟管的同軸度、精確度[3]。

2.3 膠管夾持裝置

膠管夾持裝置要具有實(shí)用性，確保對(duì)膠管的夾持牢固，與多通接頭配合時(shí)膠管有一定的脹大空間。同時(shí)可以很好配合，膠管夾持裝置滿足多通接頭送進(jìn)裝置聯(lián)動(dòng)要求。

膠管夾持裝置固定夾塊與安裝支座一體化設(shè)計(jì)，活動(dòng)夾塊上設(shè)置有兩個(gè)導(dǎo)向軸，間隙配合固定夾塊上的導(dǎo)向孔，導(dǎo)向軸末端安裝有滾子拉桿，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)膠管夾持，通過(guò)導(dǎo)向軸上的彈簧，實(shí)現(xiàn)活動(dòng)夾塊的復(fù)位功能。在固定夾塊上設(shè)計(jì)階梯夾槽，有效解決了軟管變形、不易夾持的問(wèn)題，同時(shí)具有一定脹大空間，方便多通接頭裝配。設(shè)計(jì)滾子拉桿要考慮到裝置聯(lián)動(dòng)效果，通過(guò)滾子拉桿與送進(jìn)裝置上的凸輪配合，減少整套設(shè)備的動(dòng)力元器件，滾子拉桿與導(dǎo)向軸安裝位一體化設(shè)計(jì)有擋板，用于輔助膠管軸向定位，復(fù)位的時(shí)候?qū)δz管會(huì)產(chǎn)生側(cè)向力，撤動(dòng)膠管更加方便。

2.4 多通接頭送進(jìn)裝置

動(dòng)力元件采用氣缸，一次工作行程內(nèi)要完成分離、牽引工作臺(tái)及完成膠管與多通接頭裝配過(guò)程。因此在設(shè)計(jì)多通接頭送進(jìn)裝置的時(shí)候，必須要考慮到和其他模塊的聯(lián)動(dòng)配合。氣缸桿從最大行程處開(kāi)始回程，帶動(dòng)由回退螺母固定在氣缸桿上的活動(dòng)架一起同步運(yùn)動(dòng)，活動(dòng)架上底端的一對(duì)離合凸輪接觸到浮動(dòng)機(jī)構(gòu)上的滾子推桿，使得浮動(dòng)機(jī)構(gòu)向下移動(dòng)，浮動(dòng)軸內(nèi)部的復(fù)位彈簧被壓縮，使浮動(dòng)軸向下移動(dòng)，與轉(zhuǎn)軸分離，當(dāng)氣缸桿上的送進(jìn)螺母接觸到移動(dòng)架的時(shí)候，移動(dòng)架開(kāi)始沿光軸與氣缸桿同步運(yùn)動(dòng)，達(dá)到分離、牽引工作臺(tái)的目的。在氣缸桿回程中，離合凸輪與浮動(dòng)機(jī)構(gòu)上滾子推桿分離，浮動(dòng)軸在復(fù)位彈簧的作用下回到初始位置。當(dāng)活動(dòng)架運(yùn)動(dòng)到膠管夾持裝置的時(shí)候，固定在活動(dòng)架上的夾緊凸輪與滾子拉桿形成凸輪機(jī)構(gòu)，拉桿受力拉動(dòng)活動(dòng)夾塊[4]。

3 裝配設(shè)備工作原理

在實(shí)際運(yùn)行中，主氣缸從最大行程位置回退為多通接頭送進(jìn)裝置提供動(dòng)力，通過(guò)底部離合凸輪裝置先行壓縮工作臺(tái)動(dòng)力輸入的浮動(dòng)軸的復(fù)位彈簧，浮動(dòng)軸與轉(zhuǎn)軸斷開(kāi)連接，分離工作臺(tái)，利用夾緊凸輪帶動(dòng)膠管裝夾裝置夾持膠管，多通接頭送進(jìn)裝置帶動(dòng)多通接頭沿光軸與膠管完成一次安裝。主氣缸反向運(yùn)動(dòng)，膠管夾持裝置先松開(kāi)已經(jīng)裝配好的膠管，推動(dòng)多通接頭送進(jìn)裝置帶動(dòng)多通接頭沿光軸移動(dòng)，底部離合凸輪裝置壓低工作臺(tái)動(dòng)力輸入的浮動(dòng)軸，轉(zhuǎn)軸復(fù)位與浮動(dòng)軸連接，觸發(fā)限位開(kāi)關(guān)。了解裝配設(shè)備工作原理，有利于提升裝配自動(dòng)化水平，保證系統(tǒng)高效運(yùn)行，從而滿足實(shí)際生產(chǎn)需求[5]。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，膠管與多通接頭自動(dòng)裝配方法與裝備設(shè)計(jì)探索是非常必要的，有利于改善生產(chǎn)效果，實(shí)現(xiàn)膠管與多通接頭自動(dòng)化裝 配。為了確保達(dá)到良好效果，要加強(qiáng)方法和裝配設(shè)備的研究，從膠管與多通接頭裝配的特點(diǎn)出發(fā)，引入先進(jìn)技術(shù)，確保滿足實(shí)際需求，不斷提升生產(chǎn)水平，在市場(chǎng)中獲得更高經(jīng)濟(jì)價(jià)值。