汽車電線束熔斷片自動安裝設(shè)計(jì)原理與實(shí)現(xiàn)

孟祥林， 肖 翔， 邱志明， 王海波

（1.湖北正奧比克希汽車電氣系統(tǒng)有限公司；2.東風(fēng)商用車有限公司， 湖北 十堰 442000）

1 技術(shù)背景

汽車電線束一般由電線、 端子、 連接器以及其他包覆物組成。 其中熔斷片盒是汽車線束比較重要的組成部分，如圖1所示， 其中熔斷片種類和顏色比較多， 一旦缺失或混裝， 會引起汽車功能異常。 目前來說， 大部分工廠采用人工的方式安裝熔斷片， 這種方式很難確保熔斷片安裝的精準(zhǔn)度，且人工安裝容易裝錯規(guī)格， 工作效率低， 費(fèi)時費(fèi)力。 熔斷片正確、 快速地安裝是當(dāng)今線束制造行業(yè)面臨的難題之一。

圖1 汽車常用熔斷片

2 方案實(shí)現(xiàn)

2.1 方案實(shí)現(xiàn)目的

為了提高熔斷片安裝的精準(zhǔn)度和生產(chǎn)效率， 本方案設(shè)計(jì)一種汽車熔斷片自動安裝設(shè)備， 通過機(jī)械安裝的方式準(zhǔn)確控制壓裝力度和精確度， 以便提高生產(chǎn)效率、 減少操作人員、 降低生產(chǎn)成本。

2.2 技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)原理

1） 汽車線束熔斷片自動壓裝設(shè)備， 設(shè)有機(jī)械手， 能將不同規(guī)格的熔斷片壓裝至熔斷盒內(nèi)， 減少人工成本。

2） 四軸機(jī)械手的抓取動作能進(jìn)行升降和旋轉(zhuǎn)， 滿足不同位置、 不同產(chǎn)品、 多種角度的壓裝要求， 壓裝效果好。同時安裝板設(shè)有二維碼， 用于掃碼， 可設(shè)置多種程序進(jìn)行掃碼壓裝， 滿足不同熔斷片安裝需求。

3） 設(shè)計(jì)有壓力檢測裝置， 能檢測并記錄熔斷片壓入力度， 防止過大或過小， 能準(zhǔn)確控制壓裝力度， 使熔斷片能精確地裝配至熔斷片盒內(nèi)， 避免人工裝配不到位的問題，提高生產(chǎn)效率。

4） 設(shè)計(jì)有檢測傳感器， 能感應(yīng)到熔斷片的位置， 能讓機(jī)械手識別和精準(zhǔn)地抓起熔斷片。

3 熔斷片自動安裝工作過程

汽車線束熔斷片自動安裝設(shè)備分別由4部分組成： 自動上料振動盤、 自動送料滑道、 自動壓裝設(shè)備、 檢測設(shè)備。圖2為汽車線束熔斷片自動安裝設(shè)備實(shí)物圖。

圖2 汽車熔斷片自動安裝設(shè)備實(shí)物圖

3.1 自動上料振動盤

汽車熔斷片自動上料振動盤， 采用電機(jī)振動使熔斷片沿料斗內(nèi)壁螺旋上升， 從靠近送料軌道的一端依次設(shè)有料斗、 扶正擋條、 漏出開口。 擋條與料斗內(nèi)側(cè)壁之間存在空隙， 空隙的大小與通過工件的大小相匹配， 用于扶正熔斷片， 使通過擋條后的工件為直立放置； 擋條由出料軌道外側(cè)向內(nèi)側(cè)壁方向彎曲， 開口設(shè)于內(nèi)側(cè)壁上， 防止物料過多擠壓變形。

圖3為汽車熔斷片自動上料振動盤示意圖， 圖4為振動盤的實(shí)物圖。 依靠振動電機(jī)3產(chǎn)生振動， 把汽車熔斷片通過送料軌道4輸送至料斗5， 通過擋條7上的空隙， 把熔斷片直立放置， 防止擠壓變形。 漏出開口8的寬度為通行熔斷片寬度的1/2~2/3， 減少出料軌道的寬度， 防止出料后熔斷片堆積， 導(dǎo)致熔斷片變形。 設(shè)備繼續(xù)將熔斷片從出料口9輸送至出料滑道10上完成此工作， 如此循環(huán)， 保證連續(xù)生產(chǎn)。

圖3 汽車熔斷片自動上料振動盤示意圖

圖4 熔斷片自動上料振動盤的實(shí)物圖

3.2 自動送料滑道

熔斷片自動送料滑道， 采用吹氣方式移動到熔斷片自動送料滑道， 驅(qū)動電機(jī)能有效地推動每個滑道的熔斷片前行， 保證熔斷片自動送料滑道不卡料。 同時， 加裝有熔斷片傳感器， 能通過每個滑道的熔斷片傳感器感應(yīng)每個滑道的熔斷片是否到位， 如有異常設(shè)備將自動報警。

圖5為本實(shí)用新型熔斷片自動送料滑道立體圖， 圖6為圖5中A局部放大圖， 圖7為熔斷片自動送料滑道實(shí)物圖。

圖6 圖5中A局部放大圖

圖7 熔斷片自動送料滑道

圖5中每個支撐柱分別為不同的滑道， 每個滑道放置不同規(guī)格的熔斷片， 氣管用扎帶固定在滑道一側(cè)。 通過氣管吹氣推動熔斷片往前移動至送料滑道15， 通過驅(qū)動電機(jī)11帶動熔斷片刷12， 把熔斷片輸送到滑道， 降低卡料頻次，通過出料口的檢測傳感器13， 確保滑道出料口異常時報警，打開滑道蓋板14能確認(rèn)卡料位置， 解除報警， 如此達(dá)到循環(huán)工作的目的。

圖5 熔斷片自動送料滑道立體圖

3.3 自動壓裝設(shè)備

汽車線束熔斷片自動壓裝設(shè)備， 設(shè)有機(jī)械手， 能將不同規(guī)格的熔斷片壓裝至熔斷盒內(nèi)， 減少人工成本。

圖8為機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)示意圖， 圖9為圖8的局部放大圖， 圖10為熔斷片安裝機(jī)械手實(shí)物圖。 通過圖片能更直觀地展示。

圖8 機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)示意圖

圖9 圖8中A位置局部放大圖

圖10 熔斷片安裝機(jī)械手實(shí)物圖

配電盒內(nèi)電壓轉(zhuǎn)換成機(jī)器人所需要的電壓， 通過驅(qū)動電機(jī)帶動機(jī)械手前后移動， 夾取機(jī)構(gòu)4旋轉(zhuǎn)到相對應(yīng)的熔斷片位置， 坐標(biāo)值檢測裝置8能檢測并記錄熔斷片壓入時的力， 防止壓力過大或過小， 通過氣門閥11， 夾塊12、 13來夾緊松開熔斷片， 傳感器14能精準(zhǔn)感應(yīng)到熔斷片， 確認(rèn)夾塊是否夾緊， 并將其對應(yīng)壓裝至相應(yīng)的熔斷片盒內(nèi)。

3.4 檢測設(shè)備

設(shè)備設(shè)有檢測裝置， 能準(zhǔn)確控制壓裝力度和精確度。針對端子插裝不到位， 熔斷片插裝力可以通過傳感器識別并報警。 圖11為裝配異常傳感器識別并報警停機(jī)， 能徹底解決品質(zhì)管控痛點(diǎn)。

圖11 裝配異常傳感器識別并報警停機(jī)

4 結(jié)語

近幾年， 隨著中國人口紅利的消失， 人工成本上升，國家推出多項(xiàng)支持智能制造的政策， 鼓勵制造業(yè)智能轉(zhuǎn)型。目前傳統(tǒng)勞動密集型企業(yè)招工難、 用工難問題日益凸顯， 汽車線束熔斷片自動安裝設(shè)備具有很明顯的實(shí)際價值和意義。