汽车发动机和变速箱自动化装配技术研究

0 引言

近年来我国的汽车需求逐渐提升，促使汽车行业获得更加迅速的发展，促使我国的装配制造行业也能够随之发展建设，但是与国外先进的装配化制造业对比，由于我国的发展时间相对较短，因此在某些技术角度进行分析存在着一定的差距，主要是表现在汽车发动机与变速器当中，当国外的众多汽车制造商以更加简约、轻量化的发动机变速器结构发展时，需要我国能够积极借鉴众多先进技术理念，积极与世界范围内的众多先进企业实施沟通，进而呈现出高质量的产品效果。

1 发动机与变速箱装配流程技术

在以往的汽车行业发展当中对汽车实施发动机与变速箱的装配，整体装配流程最终将会呈现出综合性的系统效果，其中不仅仅是需要对相关构件实施装配，以更加自动化与半自动的工艺效果实施加工，并以人工辅助方式完成发动机与变速箱的各种构件实施组装，随后由物流实施运输，并在这一完整过程当中以信息管理系统将其中各种信息数据等进行综合记录，进而在完成汽车发动机与变速箱的装配工作后也能够对其各种环节实施良好的记录，为后续逐渐改善装配技术做出相应的保障。如图1显示则为发动机装配线其中一个环节。基于这样的实例表明，在汽车发动机与变速箱实施装配的过程当中会涉及到大量的装配技术，其中包括机械、电气、信息接口等众多技术环节在内，最终将会形成相对较为复杂且工程量相对较大的系统化综合学科性工程

。基于实际来讲，对汽车发动机以及变速箱实施装配的过程当中，其中包括装配在内，分为三个不同的环节流程，在完成基础的装配之后，需要对装配产品质量实施检测，并确保其质量无误之后进行物流运输。在装配环节当中，主要是基于分组选配技术存在，并伴有装配、涂胶、压装、拆解等不同的技术形式，这些众多的技术在综合应用效果下保障变速箱以及发动机其具有相对较高的精准度。而综合以往在实际当中对变速箱以及发动机进行装配的最终结果进行研究发现，基于在装配过程当中出现的各种质量问题，最终成品的质量检测一般会出现多数的不合格产品，因此，需要对装配流程实施必要的监测，保障在装配过程当中的各个环节都能够按部就班严格按照操作执行标准实施装配，并对最终的装配结果实施检测，以确保不合格产品回炉重造。一般情况下在这些环节当中应用到的技术包括装配防错、纠错以及泄露检测等相关技术，并配合相应的在线测量技术等，严格检测装配成品质量。而作为在运输环节当中的关键性技术，在对零件进行运输的过程当中，对零件实施识别追踪则需要应用到物流运输技术以及代码打印等识别技术。

2 发动机与变速箱自动化装配的意义

由于汽车成品的最终质量以及使用效果等均与发动机以及变速箱的装配成品质量具有直接关系，因此，为了促进汽车行业的前进发展，并保障汽车的安全使用效果，需要保障发动机与变速箱的良好装配效果，因此需要格外注意在实际装配当中应用到的各项技术效果。在现代化的发展进程当中，社会各界广泛关注发动机与变速箱的最终使用质量问题，因此对装配过程更加重视，随着越来越高的使用需求与制造目标等，在实际当中装配流程也需要随着更加先进的科学技术发展水平不断进行优化，进而应用到更加先进的技术成果，在每一个装配环节当中都相应的应用到自动化的技术，最终呈现出良好的自动化装配效果，既保障装配成品的精准度，同时也能够有效降低人工投入，避免出现由于人工失误造成的质量问题。在装配过程当中应用到自动化设备以及技术，进而促使其以更加直观的能力以及功能等形成更加良好的装配效果，具有唯一性的操作水准，在统一操作指令下完成对应的工作任务，进而避免了技术缺陷引发的质量问题、包括生产的自动化，在装配过程当中的数字化以及智能化技术水平能够保障及时发现装配中的不合格产品，实时进行检测，并能够良好的预测到发动机的下线质量

。以更加高水准高质量的产品提供给客户，能够在激烈的市场竞争环境当中为行业树立良好质量信誉并最终获得更加良好的效益成果。同时在日新月异的科学技术成果保障之下也是发动机与变速箱装配实现自动化的必然结果。

3 发动机与变速箱自动化装配关键技术

3.1 自动化机器人

随着社会环境的日新月异，更加现代化的社会环境造就了更加先进的技术成果，在日常生活生产当中随处可见智能化、自动化的技术成果表现，为人们的工作生活等创造了更加良好的体验与助力。作为与人民大众生活息息相关的关键性行业，汽车发动机与变速箱在装配过程当中的质量与工作效率等关乎到其最终的使用效果，在逐渐发展的过程当中也需要应用到更加先进的技术成果提高工作质量与效率。具体来讲，在现阶段大多数的工业生产制造当中,广泛应用到的自动化技术设备之一就是基于装配机器人的存在，能够对生产线上的众多设备零件等实施装配，以更加优良的自动化成果保障最终成品质量。而在实际当中，常见应用到的自动化装配机器人则以SCARA平面关节型机器人为代表，或是垂直型多关节机器人以及直角坐标机器人等，应用到发动机与变速箱的装配流程当中也能够相应的形成更加良好的质量效果。

式(5)中：Vt为tn时刻的物体漂移速度，漂浮物经一时间步长Δt后漂移至Stn+1。式(5)一般被称为欧拉-拉格朗日追踪法。如果Δt足够小，漂移物体的运动轨迹可以被近似分解成一系列离散的匀速运动的叠加，重复以上过程就可以不断更新物体的漂移位置。如第1.1节所述，在物体位置更新过程中需要考虑风场和流场的不确定性对漂移速度的影响。此外，失踪物体的初始位置在实际中往往不精确，而是以可能存在的区域表示。因此，将物体可能的初始位置区域内的流场所在位置用矩阵表示为

(4)企业文化培训，企业文化作为企业的核心，是企业的凝聚力，能够增强驾驶人员对企业的归属感，将企业作为自己的家。

3.2 桁架机械手技术

并且基于总线连接的效果，装配环节当中的元器件能够直接接入到总线单元当中，以更高的安装效率提升了电气使用效率。并且在后续维护与调试环节当中也能够通过总线进行直接调试，并且避免各种支线电缆的介入，能降低故障问题概率，即使出现任何问题也能够在第一时间对受损元器件实施更换，避免长时间的停电造成装配环节的滞缓影响到装配效率。

3.3 防错技术

2.1 消化镜检法结果 经压片镜检法确认为含有华支睾吸虫囊蚴的麦穗鱼使用胃蛋白酶消化法后，显微镜下镜检华支睾吸虫囊蚴呈圆形或椭圆形，大小为（121～150）μm×（85～140）μm，囊壁分两层，外层较厚，内层较薄，囊内蚴体可见口、腹吸盘，排泄囊大，内含黑色颗粒。活囊蚴：囊壁折光性强，且富有弹性。囊内蚴体及口、腹吸盘轮廓清晰，可见蚴体蠕动；死囊蚴：颜色发黑，囊壁有破损，囊蚴包裹的蚴体及口、腹吸盘发黑，轮廓模糊，无蚴体蠕动，见图1（封底）。

3.4 智能验证技术

总线控制技术则是现阶段在国内外的工业生产制造环境当中广泛应用到的自动化控制技术当中的一种。基于电气安装角度进行分析，在总线控制的自动化应用效果当中，对装配环节当中的各种现场电器元件当中的I/O处理单元等实施连接，包括PLC输入以及输出模块、阀岛、数据采集模块等实施连接，进而能够形成分散性的安装效果

。促使在装配环节当中涉及到总线安装协议的各种电器元件都能够在统一的总线电缆作用效果下实现串联，连接主控系统完成信息数据的传输，能够形成更加直接便捷的控制效果。相较于一般的集中控制技术，在装配自动化的过程当中，促使更加分散的元件在控制过程当中与主控系统同处于一根总线上，因此仅需要应用到少量的电缆就能够在主控系统当中连接传感器以及执行元件，并且不需要对每个元件实施分管，进而呈现出相对较好的控制效果并降低了电缆的连接数量，进一步节约了电能应用。

3.5 功能试验技术

功能试验技术一般情况下则是对产品生产与装配过程完成后的既定参数实施检验，或是通过数据模拟对产品的相应质量实施检验证，进而在充分保障产品质量的基础上避免出现各种安全问题。在实际当中需要应用到自动化参数模拟系统对成品实施抽样验证，使用空气作为代替介质，进而对发动机的冷却性能、泵功能以及喷油嘴等功能进行实验。现阶段我国大多数的汽车发动机以及变速箱装配自动化当中设置相应的冷试设备已经成为了保障发动机质量的基础要求，实施冷试能够降低热试当中的投入，进而节约了装配成本，并有效降低能源使用。

防错技术的应用，能够在装配过程当中自动识别到操作失误，并及时消除这种由人工造成的操作误差问题

。一般情况下则是应用到智能料架、视觉系统、限位开关、条形码以及光电传感器等不同的方式形成更加精准的防错效果，在装配工作实施的整体环节流程当中，防错技术能够在每一个既定的流程点位实施监控，进而通过各种不同的感应与检测环节对装配工作环节实施监控，进而能够掌握每一个不同的错误节点，及时发出预警，避免严重的质量问题。而防错技术实际当中能够预防的各种错误多种多样，主要是包括各种零部件的防漏装、防漏拧、防止拧紧错误或是托盘姿势错误等，这样的工作环节误差如若不能够加以控制则会导致最终的发动机与变速箱的装配出现质量问题。因此防错技术同样也是在发动机与变速箱的装配过程当中的关键性自动化技术之一。

而作为一种典型的精密型装配机器人，平面关节型机器人以更加精准且速度更快的装配优势稳居现阶段最受欢迎的自动化装配技术成果地位。而垂直型多关节机器人其自动化装配成果主要是能够借助更加宽泛的自由度，能够在有限的空间中对发动机以及变速箱等以各种任意姿势实施定位装配，灵活度相对较高。而国外的先进科学技术更是创造出了更加先进的自动化机器人成果，双臂机器人的形成，相较于以往应用到的各种单臂机器人，针对于在装配过程当中涉及到的更多的复杂装配动作等，在质量保障下，双臂机器人能够实现更加良好的运作效果

。双臂机器人的自动化技术主要是表现在双臂的运动轨迹能够更加协调的进行规划，对于操作力以及力矩控制等都能够实施更加良好的控制效果。经过多年的技术研发之后，明确发现双臂机器人在汽车行业装配环节当中的应用具有较大的可行性，进而不断研究在实际应用当中双臂机器人能够涉及到的环节。双臂机器人在发动机与变速器的自动化装配当中，通过系统设定固定参数，进而实现柔性拧紧的自动化效果，根据计算表明，基本上每一台机器人都能够形成1～4个拧紧轴。能够自动更换筒套或自动伺服变轴距等，能够应用到更多的混线柔性产品当中。同时应用到机器人能够对变速箱以及发动机装配当中涉及到的多个不同的零件实施柔性胶涂抹，并能够同时对多个平面进行涂胶，在完成自动化的涂胶处理之后，同时也能够对零件平面胶头进行清理，并油浸保护，进一步保障装配效果，同时也能够延长其自身的使用寿命。

3.6 总线控制技术

智能验证与防错技术之间存在着一定的相似性，都是对装配流程实施验证，进而避免出现质量问题，但是不一样的是，智能验证主要是针对于完成装配的发动机与变速箱成品实施验证，以各种功能性的技术检测发动机与变速箱的实际使用性能，作为在装配流程当中必不可少的环节之一，智能验证技术的形成能够对成品的质量缺陷实施严格的检测验证。而实际应用到装配流程当中，智能验证环节涉及到的内容更多，包括对发动机的曲轴回转力矩实施检测、曲轴轴向间隙、总泄露问题等实施检测，并对气门实施密封性检测，激光检测锁片并对活塞的严密性进行检测等。而对变速箱的智能验证则主要是对压装力、位移监控、在线测量选垫片以及气密性检测等。

在发动机与变速箱的装配自动化过程当中，应用到桁架机械手(如图2)能够以自动化的搬运效果，完成高效且精准度相对较高的零部件搬运效果，根据实际当中发动机与变速箱装配过程当中的实际零件搬运需求，对桁架机械手的应用可进行相应的调整，包括制作形成单臂应用效果或是双臂应用效果，同时也可以对实际的搬运形成进行设定，进而结合实际运作效果进行调整，最终形成的搬运跨度可控制在十几米范围当中。并且在实际应用到桁架机械手实施装配的过程当中，需要设定相应的防护措施，并充分利用防护措施的下部空间，构建物流通道，进而能够形成更加畅通的物流搬运效果，并实施精准定位，避免了以往在半自动化的运输工作当中出现的工件损伤问题。

3.7 系统模拟技术

应用到自动化的软件在电脑上模拟装配系统的运行流程，以往的机场以及企业物流等系统规划中经常会应用到这一系统模拟技术，随后在逐渐应用的过程当中在装配系统当中也能够形成良好的应用效果。具体来讲，在实际当中的相关应用等将会呈现出更加明显的应用收益，能够形成更加明确的装配可能性评估与预设，有效提升装配工作效率，在系统上率先实施模拟运行装配效果，进而对比各种不同的预设参数值，降低库存，选择最佳的装配路径，能够优化装配线运行，促使生产量能够有效提高，并对投资资本实施优化。自动化的系统模拟能够精准找出实际装配运行过程当中可能会出现的瓶颈问题，并对每一个固定的工作节点实施定位，计算其存在的故障率以及空闲率等，尽可能的对装配环节上的各个节点实施优化。并对工件最终的废品率、发动机以及变速箱的年产率等实施计算预估，最终能够形成更加清晰的合理运输路径，保障满足各项基础的决定参数，能够在正式投入设计之前寻找到系统当中的不足之处，进而降低投入成本。

3.8 信息管理系统

日益精进的网络化技术以及计算机科学的发展，促使制造业逐渐走向自动化、数字化以及集成化的发展方向，因此在生产制造工程当中应用到更加先进的互联网技术更为必要。在汽车发动机与变速箱的装配过程当中应用到信息管理系统，能够自动收集并整合生产当中产生的信息数据等，形成电子化的储存方式，便于在后续工作中进行保管与调取。将装配工作当中涉及到发动机与变速箱的各项参数实施更加清晰的整合，形成的综合参数等能够为今后装配流程的科学化管理等提供更加可靠的数据内容。并且能够借助自动化的信息管理系统优化现有工作环境，提升工作效率，促使企业的业务流程更加优化，呈现出现代化的管理水平，以降低制造成本为目标，对生产模式实施科学优化组织，进而对装配制造业的发展前进具有重要意义。

我对自己说，林静，这回有理由骂街了吧，成为泼妇不是我的本意，我也是被逼的。我站在窗外三分钟，盯着这个温情的画面，我忍住没有冲进去。

结束语：基于实际来讲，自动化装配线呈现出数字化、网络化是必然趋势，通过更加先进的自动化技术，对发动机与变速箱装配过程当中的各个流程等实施优化管理，能够精准控制生产质量，避免了以往在装配过程当中出现的失误，降低生产成本损失，进而为行业获取到更加充足的经济效益保障，并能够促进行业的可持续发展。

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