摘要：

隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模越來(lái)越大，裝配要求越來(lái)越高，智能自動(dòng)擰緊系統(tǒng)成為裝配生產(chǎn)線中不可或缺的設(shè)備。我公司開(kāi)發(fā)的智能伺服擰緊系統(tǒng)具有高可靠性、高可用性、高精度，可以大幅提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，更重要的是確保了產(chǎn)品的裝配質(zhì)量，提供了合理的生產(chǎn)線擰緊解決方案。

1、引言:

當(dāng)今是一個(gè)自動(dòng)化的時(shí)代，傳統(tǒng)的電動(dòng)擰緊工具大部分靠人工手持進(jìn)行操作，這樣即無(wú)法保證產(chǎn)品的質(zhì)量也降低了效率。要想滿足市場(chǎng)大量的裝配需求，必須將擰緊工具加入自動(dòng)化控制功能，因此智能伺服擰緊系統(tǒng)在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生。

在機(jī)械裝配行業(yè)，特別是汽車、發(fā)動(dòng)機(jī)裝配廠，螺紋緊固件裝配的質(zhì)量將直接影響整車的裝配質(zhì)量和行駛的可靠性，螺紋副的裝配扭矩控制和防錯(cuò)成了至關(guān)重要的問(wèn)題，越來(lái)越多的汽車制造廠家選用了精度較高的電動(dòng)工具進(jìn)行裝配。目前市面上電動(dòng)擰緊工具種類繁多，防錯(cuò)功能各有差異，如何將電動(dòng)工具的這些功能充分應(yīng)用出來(lái)，充分體現(xiàn)它的價(jià)值是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。

下面以我司的ACT-3000擰緊系統(tǒng)為例，讓我們一起來(lái)認(rèn)識(shí)一下智能伺服擰緊系統(tǒng)。

2、特點(diǎn)

(一)12種任務(wù)模式，每個(gè)任務(wù)多達(dá)8種不同扭力參數(shù)，用戶可根據(jù)需要配置每個(gè)螺絲的擰緊工藝。該功能適合于具有多種螺絲的產(chǎn)品。

(二)同時(shí)具有扭力控制與角度控制，單一的扭力指標(biāo)無(wú)法判斷螺絲的正確擰緊，為避免錯(cuò)牙、漏墊等現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，扭力在加入角度監(jiān)視是必不可以的步驟。同時(shí)對(duì)于自攻螺絲的擰緊以角度控制與扭力控制混合使用為最佳。

(三)具有用于流程控制的可編程IO，方便與其它控制設(shè)備連接，組成自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。從而替代復(fù)雜的人工操作，即提高效率也提高產(chǎn)品裝配合格率。

(四)具有錯(cuò)擰、漏擰判斷功能，可判定每個(gè)螺絲的擰緊狀態(tài)，針對(duì)不合格的螺絲會(huì)產(chǎn)生報(bào)警或重?cái)Q。

(五)具有大容量的螺絲擰緊信息存儲(chǔ)與工廠控制的交互式網(wǎng)絡(luò)接口，可保存近期的螺絲擰緊記錄，便于經(jīng)后查詢。網(wǎng)絡(luò)接口方便遠(yuǎn)程控制。

(六)具有擰緊過(guò)程中的扭力、角度、功率、等數(shù)據(jù)曲線顯示功能，輔助擰緊扭力參數(shù)的設(shè)定。

(七)具有手持、自動(dòng)兩種安裝方式，適于現(xiàn)代工業(yè)的大部分應(yīng)用場(chǎng)合。

3、自動(dòng)控制接口

3.1面板操作

在控制器前面板上有三個(gè)操作按鈕分別是：?jiǎn)?dòng)、暫停、停止，主要用于編程時(shí)的調(diào)試與手動(dòng)遠(yuǎn)程控制。為方便操作，同時(shí)在前面板配置三個(gè)指示燈：分別是：運(yùn)行、通過(guò)、報(bào)警。按鈕與指示燈的結(jié)合可以正確對(duì)擰緊系統(tǒng)進(jìn)行控制。

3.2手動(dòng)操作

手動(dòng)操作主要指人為手持螺絲刀進(jìn)行操作，一般的螺絲刀只有按鈕按下啟動(dòng)與正反轉(zhuǎn)控制功能。而AST-3000在具有以上兩點(diǎn)外還具有下壓?jiǎn)?dòng)、按下及下壓同時(shí)啟動(dòng)，而且正反轉(zhuǎn)的方向可控制。

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圖2

圖3

3.3遠(yuǎn)程控制

遠(yuǎn)程控制主要用于多臺(tái)設(shè)備的同時(shí)控制或順序啟動(dòng)，遠(yuǎn)程控制功能分為：任務(wù)的選擇、正反轉(zhuǎn)、啟動(dòng)、暫停、停止、螺絲匹配，每個(gè)功能都可以通過(guò)外部8個(gè)輸入點(diǎn)來(lái)編程控制，而且兼容NPN、PNP兩種輸入電平。對(duì)于輸出部分，也有8個(gè)可編程的點(diǎn)，用來(lái)表示擰緊成功、擰緊失敗、擰緊啟動(dòng)，批次合格，批次失敗等功能。

圖4

圖5

4、防錯(cuò)功能

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用總結(jié)出螺紋連接的常見(jiàn)失效模式如下：

4.1 遺漏或重復(fù)擰緊螺栓/螺母

ACT－3000擰緊系統(tǒng)對(duì)每一個(gè)任務(wù)的螺絲數(shù)進(jìn)行設(shè)置后，會(huì)記錄每個(gè)螺絲的擰緊情況。采用批次合格方式來(lái)判斷每個(gè)產(chǎn)品的擰緊數(shù)目是否與設(shè)置一塊。若發(fā)生遺漏則不會(huì)輸出批次信號(hào)，就不會(huì)進(jìn)入到一下產(chǎn)品擰緊過(guò)程。

4.2 螺紋損壞，擰緊后出現(xiàn)假扭矩

ACT－3000擰緊系統(tǒng)在扭力控制在基礎(chǔ)上加入角度監(jiān)視功能，在判斷扭力的同時(shí)還判斷擰緊角度是否在限制作的范圍內(nèi)，否則會(huì)判斷螺絲擰緊不合格。

4.3 扭矩錯(cuò)誤（實(shí)際設(shè)置的扭矩值與工藝要求不符）

對(duì)于這種情況分別設(shè)置值大于要求值或小于要求值，當(dāng)大于要求值時(shí)發(fā)生滑牙從而產(chǎn)生擰緊超時(shí)或角度過(guò)大等報(bào)警。當(dāng)小于要求值時(shí)會(huì)發(fā)角度過(guò)小的報(bào)警，只有與工藝要求一致時(shí)才能正確擰緊每顆螺絲。

4.4 錯(cuò)誤/遺漏零件

ACT－3000擰緊系統(tǒng)可配置每顆螺絲的擰緊工具，可一定程度上解決遺漏零件。

4.5 重復(fù)性差

ACT－3000擰緊系統(tǒng)采用閉環(huán)的伺服電機(jī)控制原理，減小中間傳輸過(guò)程中的誤差，這樣可以提高輸出的絕對(duì)精度與重復(fù)精度

5、總結(jié)

市場(chǎng)的需求就是我們的導(dǎo)向，ACT－3000擰緊系統(tǒng)在很大程度上解決了自動(dòng)化控制難，擰緊防錯(cuò)率低的問(wèn)題。但每一個(gè)產(chǎn)品都不能做到絕對(duì)的完美，我司將會(huì)在經(jīng)后的工作中積累更多的經(jīng)驗(yàn)與解決方案，從而使我們的ACT-3000擰緊系統(tǒng)更加完善。