一、簡述

　　缸體、曲軸、連桿、凸輪軸、缸蓋為發(fā)動機五大件。連桿體及連桿蓋上的大頭孔用螺栓和螺母與曲軸裝在一起，通過氣體壓縮，點火，爆炸膨脹為汽車提供前進動力。為了減少連桿大頭孔與曲軸之間的磨損以及便于維修，連桿的大頭孔內(nèi)裝有薄壁金屬軸瓦。在發(fā)動機裝配之前，需要對連桿進行超聲波清洗，在清洗之前需要拆卸連桿螺母和螺桿以及連桿蓋。如圖1所示，是連桿、活塞結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 連桿、活塞結(jié)構(gòu)圖

　　早期連桿螺母拆裝是人工手持擰松槍作業(yè)。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車廠商根據(jù)零部件的設(shè)計標準，對裝配、拆卸工藝環(huán)節(jié)制定了相應(yīng)的技術(shù)標準，在螺母的擰緊力矩、擰緊方法等方面嚴格操作，從而減少失誤，保證質(zhì)量。因此，自動化的擰松機，擰緊機自然誕生了。擰松操作環(huán)節(jié)如下：將連桿總成放置在擰松機工位，雙手按下擰松起動按鈕壓緊氣缸動作壓緊連桿大頭環(huán)；擰松槍推送氣缸伸出到位，擰松機張開到位，擰松槍頭定位，擰松機張開缸復(fù)位，擰松控制器根據(jù)操作人員設(shè)定的擰松參數(shù)，將擰松力矩和度數(shù)送至擰松槍，實現(xiàn)了在擰松控制器的控制下，擰松螺母；擰松槍推送氣缸縮回，夾緊氣缸復(fù)位，擰松完成。如圖2所示。

圖2 擰松機工位圖

二、控制系統(tǒng)構(gòu)成     

1、TWINCVI II控制器

　　TWINCVI II 控制器可以控制一個或二個手持式的ER型或固定式EM型的電動工具?？刂破鞒鰪S時就設(shè)定為直接使用。默認設(shè)置可以滿足大部分的應(yīng)用需求。根據(jù)操作模式是同步或是異步， TWINCVI II包括一個或二個控制站。操作模式應(yīng)該根據(jù)應(yīng)用和軸數(shù)來選擇?？刂破髂J的是異步模式。

圖3 擰松機控制器

2、控制系統(tǒng)構(gòu)成及作用

　硬件配置及結(jié)構(gòu)

   PLC：三菱FX2N-32MR              1臺

   氣缸：SCJ 40*75                 　　4套

   擰松控制器：TWINCVI II          　1臺

   擰松工具：EM60-20J                 1對

　其他：電氣元件，氣動閥組元件    1套

　系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖4所示

圖4 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖

　　PLC作為控制系統(tǒng)的核心器件，接收操作人員指令，并判斷氣缸的位置，并將擰松信號輸送給擰松控制器，控制器根據(jù)已設(shè)定的擰松扭矩和角度，將擰松信號傳遞給電動執(zhí)行器。

三、電氣控制原理圖

1、根據(jù)電氣控制需求，繪制電氣原理圖及接線圖，信號指示以及繼電器采用24VDC電源供電。PLC控制器、擰松控制器、電磁閥組采用220VAC交流供電。如圖5、圖6、圖7所示。

圖5 控制系統(tǒng)電源分配圖

圖6PLC控制回路

圖7 電磁閥驅(qū)動及擰松器電源控制

2、擰松器與PLC的信號連接

信號注釋：

Ready：就緒 當控制器在正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)時，此信號為“ 1”。

cycle in progress 循環(huán)中：對啟動循環(huán)請求的反應(yīng)。在循環(huán)結(jié)束時降為“0”。

Commons  繼電器的公共端

不合格報告公共端 針21

合格報告公共端針22

復(fù)位公共端 針23

通用公共端 針4

用于除21－22－23外的所有輸出

cycle number 循環(huán)號： 二進制碼1－2－4－8－16。超過31的號碼,循環(huán)通過總線網(wǎng)絡(luò)/鍵盤/PC/條碼/ISaGRAF程序進行選擇。循環(huán)從n�1到n� 250進行編號（每個通道250個循環(huán)）。

accept report 合格報告 當循環(huán)結(jié)果并且報告合格時送到PLC。

reject report 不合格報告 當循環(huán)結(jié)果并且報告不合格時送到PLC。

start cycle 循環(huán)啟動 只要信號為“1”，就運行循環(huán)。信號跌落時，循環(huán)停止，報告送到PLC。

3、控制器與PLC輸入輸出接線標準

控制器與PLC的連接圖如圖8所示。

圖8 擰松控制器與PLC的接線圖

四、設(shè)備運行狀況及優(yōu)勢

　　發(fā)動機連桿擰松的自動化工藝設(shè)計解決了因人工操作存在的質(zhì)量隱患，提高了生產(chǎn)效率，具備良好的防錯能力，確保了擰送過程中的平衡性，提高了在線質(zhì)量控制水平，為后續(xù)的裝配質(zhì)量提供了保證。在現(xiàn)代化的發(fā)動機裝配線，活塞連桿的全自動擰松工藝的應(yīng)用屬創(chuàng)新案例，具備較好的可拓展性，能更好地適應(yīng)混線大批量生產(chǎn)現(xiàn)狀。在發(fā)動機制造領(lǐng)域，我們應(yīng)大力推廣自動化工藝的應(yīng)用。設(shè)備自2007年投入使用以來，運行穩(wěn)定，工人認同度高。