五轴在线气门油封自动压装机系统设计

卢立军，陶东凯，赵 亮，马玉刚，王 琪

LU Li-jun, TAO Dong-kai, ZHAO Liang, MA Yu-gang, WANG Qi

(北京机械工业自动化研究所，北京 100120)

0 引言

气门油封是汽车发动机缸盖上的一个重要元件，它的装配精度对发动机的性能具有较大影响，尤其是气门油封的装配深度，如果气门油封没有装好容易造成机油进入发动机燃烧室，会造成发动机运行时冒黑烟，使发动机的动力性能下降，等一系列问题。

通常气门油封的装配有两种方式：1）装配工通过工装来装配；2）通过设备进行压装，目前大多发动机生产厂家都采用人工压装。人工装配效率低，质量更难以保证，为解决这一问题，08年我单位为某发动机生产厂家设计了一条缸盖装配线，该线上配置了一台全自动气门压装机，该设备自投产两年多来一直稳定运行，受到了该厂家的好评。

1 设备主要组成部分

该压装机（如图1所示）主要由以下六部分构成。

1）自动上料、直线输送机构；

2）进、排气门油封分时送料机构；

3）缸盖翻转机构；

4）压头变位机构；

5）压头前后移动机构；

6）压头上下移动机构（即压装机构）。

其中2）～6）部分均采用三菱伺服控制系统QD75定位模块、J2S系列驱动模块和HCSFS系列伺服电机构成。

2 设备主要功能

1）震动料斗对料斗内进气门油封、排气门油封姿态自动调整及输送 ，对于姿态不正的油封在进入直线料道前已被设备上料机构剔除掉。

2）取料机构分时取8个进气、排气门油封等待压装机构取料，8个油封一次送到压头取料位，压头一次取8个油封，即进气门8个油封和排气门8个油封均一次压装完成提高了工作效率，同时取料机构采用伺服控制保证取料、送料精确定位。

3）缸盖翻转机构采用伺服，保证进气、排气门都能垂直压装。

4）8个压头间的的间距由压头变位伺服机构控制，可以根据不同缸盖的进、排气气门的间距随时改变，从而适用多种机型的压装。

5）压头前后移动机构通过伺服控制可以将压装机构精确定位到取料位，涂油位，进气门压装位，排气门压装位。

6）压头上下移动机构通过伺服控制可以保证压头精确的取油封、涂油、压装。

7）各伺服轴均具有位置示教功能。

图1 设备局部图

图2 未压装气门油封的缸盖

图3 已压装气门油封的缸盖图

3 控制系统组成

控制系统以三菱Q02 PLC为核心，控制多个伺服系统协调工作。控制系统方框图如图4所示。

图4 控制框图

4 软件设计

本设备控制的关键点是对伺服轴的控制，每个伺服轴控制程序都由：1）伺服轴参数初始化程序；2）伺服轴回零程序；3）伺服轴点动程序；4）伺服轴示教程序；5）伺服轴定位程序；6）伺服轴运行变速及限位保护程序；7）伺服轴报警复位程序；8）伺服轴非正常停止（急停）程序组成。由于设备较为繁琐，现以伺服压装上下移动机构进行说明。

参数初始化程序：

定位程序：

寻零程序：

5 结束语

本设备采用三菱伺服控制系统该。伺服系统能够适应用户车间较为恶劣的电磁环境，较好的完成了各个轴的精确定位，可靠性较高。

[1]三菱QD75 定位模块用户手册[Z].