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　　四川职业技术学院毕业论文 第 PAGE 9 页 共 NUMPAGES 9 页 Hytec智能电动拧紧机应用与探讨 摘要：目前，国内许多电动拧紧机生产厂生产的电动拧紧,随着发动机装配线的柔性化，网络化，和数字化的全面发展，为了使智能拧紧机与装配线系列智能拧紧机也朝着人机工程更加的人性化来提高拧紧机的操作性能。根据发动机的发展方向，sx11系列智能拧紧机在装配线中更好的体现有提升空间的经济性，通过满足不同装配产品，和提高sx11系列智能拧紧机展现出良好的稳定性。通过与日本DDK AF-1500系列的比较体现出我国自主研发和引进国外先进技术而制成的SX11系列智能拧紧机拥有更好的稳定性，可靠的操作性，有提升空间的经济性，和持久的耐用性能。 关键字： 智能拧紧机，柔性化，装配 1 SX11系列电动多轴拧紧机的结构原理 Psw6800c-p触摸屏 Psw6800c-p触摸屏 OMRON CP1H-XA 主站 RS-42A/485 RS-42A/485 RS-232CCP1W-CIF01CP1W-CIF11 R RS-232C CP1W-CIF01 CP1W-CIF11 ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 2＃轴转矩传感器 2＃轴转矩传感器 1＃轴转矩传感器 2＃轴伺服控制器 1 ＃轴伺服控制器CP1W-CIF11RS-422A/485OMRONCP1H-XA从站0 1 ＃ 轴伺服控制器 CP1W-CIF11 RS-422A/485 OMRONCP1H-XA从站0 最多可同时连接8台 Pc link 最多可同时连接8台 CPM1A-20 EDR1 ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 4＃轴转矩传感器3 4＃轴转矩传感器 3＃轴转矩传感器 4＃轴伺服控制器 3 ＃ 轴伺服控制器 图1基于多PLC模块化的拧紧机原理 如图1所示，基于多PLC的模块化电动多轴拧紧机，有显示单元，主控单元和轴控单元相连，轴控单元采用模块化结构，使用一台高性能小型PLC，完成对两根拧紧轴拧紧过程的控制，可以轻易的实现较复杂的控制算法，从而满足多轴同时拧紧的要求。主控单元采用PLC协调轴控单元之间的动作。 2 智能拧紧机的使用现状 目前，国内许多电动拧紧机生产厂家生产的电动拧紧机，器拧紧精度往往达不到用户拧紧工艺质量要求获拧紧性能不稳定。其主要原因是国内拧紧机生产厂大多数采用工业计算机加各种板卡组成的控制系统或采用PLC可编程控制器的控制方法，由于计算机和PLC可编程控制器相应速度缓慢，造成拧紧机控制系统无法高速传递1:1的实际扭矩，因此势必影响拧紧精度。 如图2所示智能电动拧紧机是电子技术和机械技术相结合的产物，主要由完成拧紧动作的执行机构，即为拧紧轴单元，和控制和监视拧紧过程的控制系统组成。这种设备既可以对拧紧过程施行自动控制，又可对拧紧结果进行统计分析，并具有精度高、噪音低、劳动强度低、劳动生产效率高等许多优点。在欧美、日本等国的汽车专业普遍都采用了这种拧紧设备，在国内今年啦也越来越受到众多汽车业厂家的青睐。 图2Hytec智能拧紧机 2.1 两种典型的拧紧机的比较 日本的DDK AFC-1500系列 2.1.1 日本的DDK AFC-1500系列特点 ①轻巧，廉价 ■体积小，成本低 ■免连线 ■追求自我品牌 ■画面操作 备有多种通讯接口与控制模式，免去繁多的接线作业；实现全联网系统（DeviceNet,InterBUS,ProfiBus,CClink及其他）。 ②可视性 为了满足最新的FA领域需求，我们有多功能通信和对话栏形式的操作软件。系统设定、拧紧参数、拧紧结果数据、分析拧紧数据、维修用数据等广范围的信息， 利用请求帮助功能，可提供对操作者的帮助。结合使用要求，可控制器采用最新的数字技术，成功地大量精减了以往型的繁多零件的结构； 随着单元群小型化的同时，使控制柜系统更小型、更轻巧。实现综合的降低成本。针对于各式各样的螺钉拧紧的不同需要，在通用性极高的硬件基础上，通过不同性能模式及软件的选择，向用户保证，在达到使用目的的同时，使用本产品投入的是最低成本。 作为拧紧工具的心脏部位的扭矩变换传感器的开发到制造，用一系列的生产体制来挑战产品制作。可以为从工厂出货的拧紧工具提供发行产品售后质量跟踪证明书。系统还可以搭载拧紧轴ID（校准扭矩，型号识别等质量管理智能情报）最大限度地防御包括设定错误等在内的人为造成不良品的发生。以ISO5393为基准对拧紧工具给与品质，使用寿命的保证。设有独自的服务系统；根据用户的需要可迅速地为用户提供定期保养，改造，修理等售后服务。 2.1.2 中国Hytec牌sx11系列拧紧机特点 ①良好的操作性能，设备更加网络化，柔性化，数字化， 在设备主控站，留有通讯接口，网络通讯更加现实化，更好的稳定数据交流，使设备与装配更加贴近。 ②可视化 为满足不同规格的螺母进行拧紧，低速自动认帽，高速切换拧紧参数，在主控彩色液晶触摸显示屏上拥有控制按钮复位和电源开关，指示灯电源开关，硬盘工作状态LED指示灯等便捷操作按钮，是操作者更加简单，实用的去控制操作系统。 在控制单元采用多层更加精确的控制，拧紧的方法更加的先进，设备的工作空间位置更加广阔，模式更加贴近装配线的柔性化。在设备采购上拥有正规渠道，安全，稳定，成本不高，综合性能十分优秀。 拧紧工具的心脏采用通过传感器高速传递数字信息，转化到显示屏做到实时动态监控，拧紧轴通过散件经先进而且成熟的集成电路，模块化管理使得拧紧轴能够拥有稳定的工作环境，更加安全，稳定，操作更加简便，提升装配线的经济性，稳定性，和最基本的设备耐用性能。 总结:对比日本的DDK AF-1500高士通与中国自主品牌的SX11系列智能拧紧机，发现我们自主研发，借鉴国外的先进技术，使拧紧设备和向着柔性化装配路线发展的装配线更加贴近，网络通讯，稳定的数据交流，多层系统控制，高速信息传递，自动或者半自动化拧紧.SX11系列智能拧紧机拥有更加良好的稳定性能，稳定的操作性能，拥有提升空间的经济性，长久的使用寿命。 智能系统控制，快捷方便操作，实时对设备操作进行监控，提高产品质量，掌握更多的技能。设备使用寿命超久，维修方便，对于产品的参数，质量状态随时掌控。减少培训时间，体现了设备拥有良好的稳定性，经济性，简捷的操作性，使工作效率得到极大提高。 3 Hytec智能电动拧紧机的应用与探讨 3.1智能拧紧机的应用环境 要进行发动机装配自然就要存在装配线，才能够完成其中的装配任务，而完成任务的前提是拥有一个属于装配线的环境，在装配时应用设备的及时到位，补充，维修，由于在装配线中使用的设备室采用怎样的供电方式，和电源的大小。对于设备的使用环境的温度，湿度，控制方式， 采用了有电力公司提供的三相五线制的供电方式，使用三相380v+15%、59+1HZ的交流电源，为使用设备的能量提供奠定基础，使设备的操作性能得到初步的应用。 为使员工使用拧紧设备顺利进行进行装配操作，设备的环境相对湿度应控制在≦95%RH。这样设备操作者就不会由于湿度太大而不适应从而影响装配线的生产稳定，保证装配质量，而设备在这种环境中，设备硬件的工作温度-10℃~45℃的范围之内，员工在使用时不会用于温度太高，或者是过低，而影响了装配的操作性，能更好的操作设备。 在设备的的触摸屏上还安装了控制按钮复位和电源ON/OFF。与指示灯电源ON/OFF和硬盘工作状态LED指示灯，等便捷的控制开关，简单明了更加提高了 员工在这样的环境当中，对设备的稳定的操作进行掌控，通过键盘的操作接口可以直接对故障就行操作与清除，更好的提高了设备的操作性。 设备应用多层监控，采用智能一体化工作站，通过综合监视各轴控单元的所用信息，而对拧紧轴拧紧进行过程进行集中监测控制管理，在装配线中装配的质量，和经济性得到了一定的保障，而同时也体现了设备的操作简单，便捷的管理。 陪过程中通过拧紧轴传感器所传递的数字信息，转化到显示屏实时观察动态拧紧过程。在发生故障时可以通过动态图像，进行合理，粗略的判断，减少时间的浪费，而保障能及时排除故障，恢复生产，显示出了设备的可靠操作性能。 通过最简单，直观的人机操作对话，用户可以设定的控制回路参数进行任意修改，获取各单元实时数据，动态扭矩，扭矩角度，拧紧质量等数据显示在彩屏上。 使用报警功能对硬件的故障，分析，优化等功能监测和预报。然后对监测的数据高速传递给监测站。使得用户可及时进行分析，诊断，进行质量把关，在有实用的操作性能的情况下，提高装配线中设备的经济性能。 根据操作性能的需求，多轴拧紧机控制系统的硬件采用的是模块化组合结构，可以根据需求灵活的将系统配置成为几个系统来使用。 对于设备而言，操作性能是一个很好的检测指标 针对汽车，发动机，机械制造业的要求，对系统硬件进行合理的扩展和增加系统功能来实现设备更加可靠，稳定的操作性。 系统的服务器可根据不同的使用者进行系统和网络就行配置，让厂家更容易操作，了解，和使用培训，提高设备服务的同时，是设备在装配线使用中设备的柔性化，结合更加的完美。 通过精密的检测设备和可靠安全的操作，高速转换，人机之间进一步深层次的操作，应用传感器进行信息反馈，使得拧紧信息与系统应用达到同步，可通过反馈及时了解故障，动态拧紧过程，以及出现故障的大致部位，使维护方便。 3.2 智能拧紧机在装配线中的应用 随着过车发动机机械制造企业所采用的发动机装配线型式增加，大致可归为；自由滚道+双链桥架校车式；自由滚道＋单链牵引地面轨道小车式等等。装配线的主线实施强制流水，装配对象鱼主线的运行时一致的，故称之为同步装配线获刚性装配线。 现在发动机装配线正由刚性装配线向柔性装配线方向发展，柔性装配线的特点是装配节拍可以在一定的范围内自由调整，可以实现多品种混流生产并适应生产纲领的变化。又由于在装配作业时装配对象和装配工人保持相对静止状态，对保证装配的高质量及采用专门的装配设备提供了方便的条件，便于实现装配的自动化。因此国内引进的轿车发动机装配线均采用了柔性装配线(即非同步装配线 Hytec智能拧紧机在发动机装配中应用 发动机的发展方向一是网络化：网络化技术可以对装配过程中的数据进行实时采集和分析，在出现质量问题时，提醒管理部门采取措施；提供历史查询功能，使质量管理部门能对一段时期的装配质量情况有一个全面的了解，对产品的质量提供了有效的保障。而智能拧紧机的网络化管理更加贴近发动机装配是两者能够更好的搭配。提高sx11系列智能在装配时的稳定数据交流，而又更好的稳定性能。 二柔性化：装配线的柔性混装能力已经成为评判装配线性能的重要指标，装配机器人是柔性化自动装配系统的核心设备。未来发动机装配线上的装配设备将日趋机器人化，装配机器人在整个装配线中所占比例日趋提高，是拧紧设备能在装配的经济性得到更好的提升，拥有更完美的操作性能。 三数字化：数字化是柔性装配必不可少的技术，是实现不同型号产品混装的基础。数字化装配采用信息识别系统，对零件进行追踪识别，并通过网络发动零件的装配信息。 由于在发动机的装配线中是采用了流水线安装，在安装中也分成了 不同工位、工步、工序和最基础的生产节拍要求，还有每个月的生产任务，而员工们要完成这些东西，就需要一台或者多台稳定的伴随他们一起完成每天的生产节拍或者是每月的生产任务的稳定的设备。所以在装配线中一台设备的稳定性和好的操作性是多么的重要。 既然有了拧紧设备，那么自然存在设备的运用，而sx11智能拧紧机采用智能一体化工作应用特点初步体现sx11智能拧紧机的稳定性。 在发动机流水线装配中需要对发动机进行翻转移动到不同的角度，安装螺栓然后进行初步拧紧，而sx11智能拧紧机可以使用立式，倾斜式，悬挂式的不同位置，角度解决对应发动机装配时不同角度的难题，从而使在重要部位螺栓的扭矩，角度，安全得到解决，体现出了sx11智能拧紧机稳定而良好的操作性。 比如在在曲轴连杆总成分装线就行装配时，我们就需要对螺栓的强度，刚度，拧紧扭矩需要特殊的要求，那么这个时候，对于sx11智能拧紧机的稳定性能和操作性能就有特定要求，从而保定拧紧机对螺栓拧紧达到了规定的扭矩值，而没有破坏螺栓。这样对产品的质量进行保证，也让sx11智能拧紧机稳定性和操作性有了很好的体现。 因此拧紧轴的间距间距调整设定选择为自动后者半自动，并且设定了扭矩的上下限值，其次对于对欠扭矩，过度扭矩，不合格的螺栓进行报警，员工就能轻松而愉快的使用自动卸荷染是不合格的螺栓更换，在重新拧紧时能自动识别，快速切换套筒完成拧紧工作，体现sx11智能拧紧机的稳定性。 3.3.1 满足不同装配要求和提高精准度应用 通过硬件的基本措施对于设备的稳定性有了初步的保证，利用系统特点，和装配线的信息化管理功能则更好的提升稳定性。 如何通过满足装配产品的要求，和sx11智能拧紧机对在产品装配过程中对精度的更高要求，是对于发动机的装配线中我们需要满足不同产品的柔性功能，而这就同时需要设备保证用有足够的精准度，来配合sx11智能拧紧机以完成要求。 在发动机装配线中在装配生产中需要对缸盖就行柔性方面的特定，以满足在缸盖之间的冷却水通道，润滑油道，中油液的腐蚀，粘连，高温水对缸盖的侵蚀。 由于在装配生产线的监控中要对装配的过程，工艺设备，传送系统的堵塞进行监控，螺栓的拧紧过程中有扭矩变化，利用监测用户可以在扭矩角度达到最终目标时，使sx11智能拧紧机自动停止转动。显示出拧紧机操作时的精准度， sx11智能拧紧机的系统可以进行自动诊断，对于拧紧质量不良和扭矩不够的螺栓使用高精度，高灵敏度，非线性，滞后短，绝缘阻抗高，精度等级较高的传感器和角度解码器让拧紧轴能按照1:1直接进行扭矩传递，能自动卸荷，使设备达到零件的精度上的要求，提高了装配过程中的经济性，保证了sx11智能拧紧机的操作精度。 在发动机的装配线中，对于重要的安装部位都有严格的要求，在装配过程中通系统的报警和显示欠扭矩、过渡扭矩，不合格的螺栓。对拧紧设备严格按照装配条件以及运转状态使装配过程中不出现由于机械造成的位置和方向误差，体现了sx11智能拧紧机的良好的稳定性，节约了大量的材料，避免减速器产生效率影响，传感器的数据在拧紧轴上端位置输出，提高了sx11智能拧紧机经济性。 为了防止设备在工作是出现机械故障对工作的电机和伺服驱动部件出现电压，电流的过流，过压和过载，就行保护，就能更好满足发动机的装配要求和提高操作时的精准度中发挥良好的稳定性，便捷，简单的操作性。 装配的质量体现了sx11智能拧紧机的操作精准度，操作时的稳定性能。 通过使用传感器的信息反馈，传感器输出的信号经过放大、整流、滤波等高速处理后迅速传给智能轴控制器，轴控制器对数据进行高速计算、分析、比较来控制伺服电机的转动和何时停止，最终显现在彩色液晶屏上显示动态拧紧曲线，从而更好的对装配质量进行把关，达到零件的对设别的扭矩角度的上下限，及工艺参数结合信息化管理更加充分发挥设备的稳定性能，更好提升对于材料，sx11智能拧紧机的经济性使用。 通过在sx11智能拧紧机上预留通讯接口，可对智能拧紧机拧紧轴拧紧的扭矩值，角度值，拧紧曲线，操作时的全程数据，质量，产量能全方位的监测。sx11智能拧紧机使用时的良好的稳定性，可提升的经济性，更加顺手的操作性能。 3.4 装配硬件应用 需要从先进技术，高速的传递，信息反馈画面，故障的及时排除等体现。 在系统的硬件使用上，sx11系列智能拧紧机采用了成熟的集成电路技术，电气化模块的结构，在系统的主控层更是引进可国外的先进技术，高速传递数显结构应用标准化高速传递，检测，应用数字显示，高速A/D转换，高频率（5次/ms），保障了sx11系列智能拧紧机稳定操作技术基础，进行人机对话，操作简单，显示出硬件的耐用性。 自动显示扭矩及角度值更加提升了设备的操作性能，让经济性能拥有更大的提升的价值空间，硬件的耐用性价值完美体现在装配线中。 在拧紧机中，拧紧的应用是一个很重要的技术，在完成整个拧紧过程中，拧紧轴减速器担当很重的角色。 采用专用美国G.S.E高精确非接触结构，检测仪器来确保散件的精确及耐用性和可靠性。 既然是在硬件的价值体现，自然也要有故障的处理，智能拧紧机在硬件上能有效避免伺服电机和减速器的损坏，避免主机出现拧紧飞车情况，保证电机在5s输出扭矩为额定扭矩的3倍，完美的诠释了sx11系列智能拧紧机硬件耐用性使用价值， 硬件的故障少了，装配线的更加柔性化，完美结合 sx11系列智能拧紧机发挥出在装配线中良好的耐用性，更好的提升装配产品的质量，从而有更好的经济性。 3.5 智能拧紧机的应用注意事项 发动机的装配线技术由装配，检测，物流组成。 而设备是由传感器，主控站，操纵机构，电子电器组成。 在维护中小故障通过对传感器应用可得到初步解决。 由于拧紧全过程有轴控系统监测，应用系统信息反馈使用彩色液晶显示，主控体统高迅速接收所有轴控拧紧信息，应用彩屏直显拧紧全过程的动态扭矩/时间曲线，扭矩角度机形象显示等。在sx11系列智能拧紧机的维护上为人工操作留下了很多可操作性，在装配的装配工艺中能及时发现质量缺陷，发动机下线质量稳定并可预测，最终给客户近乎零缺陷的产品，而最关键的就是在最竿见的技术上严格把关，设备在功能，信息管理技术，防错技术是拧紧机维护的重点，很好的体现出出智能拧紧机的耐用性能。 为确保装配过程中工作效率，应用显示螺栓拧紧全过程，提高了装配过程中工作效率,使得在维护时能快速定位。 防错是一种在工艺过程总识别和消除人工河自动操作错误的方法，通过限位开关、视觉系统、条形码系统、智能料架、光电传感器、机械防错等来提高装配的档次。 应用动态追踪，若出现某一轴拧紧不合格时，用户便可直接观察拧紧曲线来分析螺栓拧紧质量原因，若有铁屑、毛刺等，也可对设备本身的故障进行简单的判别。 总结 智能系统控制，快捷方便操作，实时对设备操作进行监控，提高产品质量，掌握更多的技能。设备使用寿命超久，维修方便，对于产品的参

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