浅谈汽车天窗橡塑条的装配工艺
【摘 要】本文介绍了汽车天窗装配中橡塑条的装配方式，装配工艺的几种合理化方案的优缺点。
【关键词】橡塑条；装配方式；工艺流程；效率
0.引言
随着汽车科技的快速发展，汽车的整体外观也在不断变化，而汽车天窗也随之进入人们的视野，在过去的工业时代汽车天窗作为豪华高贵车的代名词出现在人们的脑海里，而在现在这个高度集成的自动化时代，一些经济型大众化的汽车也都配置了奢华代表的汽车天窗。低价高配导致天窗的产量和类型正在逐年增加，汽车天窗的装配工艺也由此不断持续改进。今天我就来浅析下汽车天窗半成品装配中内饰条的装配工艺。汽车天窗内饰条的是环形的内部有金属骨架的橡塑条，橡塑条内侧带有与导轨配合的导槽，由于材质较软，容易被金属导轨所磕碰，所以在将橡塑条安装到导轨上时要求必须将导轨和橡塑条导槽对平行，这样装配完成的产品才能合格。为了保证装配效率和产品质量的稳定性，我们制定了三种装配工艺方案进行对比，三种方式具体如下：
1.粗放的人工装配方式
采用单自动站手工装配，工作台采用钢结构或者型材制作的基础框架，台面板采用Q235汽车天窗，表面非晶度处理。工件环形导轨工装固定在台面板上，用定位销精确定位，调试完成后用机械方式锁死。如果为后期产品考虑，可以不进行锁死，同样采用定位销定位，然后用带凸轮机构的快换扳手或者螺纹旋钮进行锁死，此方式工件工装可以根据产品型号进行快换。这样可以为后期节约成本，一套设备多用。定位工装采用仿形的方式制作，在起到定位作用的基础上为了保护金属环形导轨，一共用四块定位块，定位块采用PVP或者铝件进行制作加工，定位块的高度采用可调节的方式，以保证定位高度可调一致。对于要安装的工件环形导轨采用定位销的方式进行人工放置定位，定位准确之后使用旋转压紧气缸，然后人工来安装橡塑条，安装是需要使用辅助工具橡皮锤。
此工艺方式全部使用人工来进行，使用的设备较少，设备成本较低，但因为是手工装配，需要人力将橡塑条和环形导轨的安装面对平行装配，装配过程需要借助橡皮锤，操作比较费力，且节拍不能保证，产品质量可控率低。
2.半自动半人工的装配方式
将整个汽车天窗装配做成一条流水线，用半自动化半人工的方式，其中工件在流水线上传递采用传送带或流利条的方式来进行。橡塑条的装配做成一个自动站，此自动站由基础矿架、举升机构、挡停机构、工件定位工装机构、橡塑条压紧机构、工件压紧机构、传送线等几大机构组成。基础框架采用型材焊接而成，举升机构底座固定在基础框架上，利用气缸的升级来进行举生。定位工装选择几种方式安装在举升机构上，可以使用2个定位销定位，然后机械锁死；或者采用2个定位销定位，然后用带凸轮机构的快换把手锁死，此种结构的好处是可以对工件定位工装进行快换，以满足不同型号的产品均可在此工作站时使用，以此来节约成本。工件的定位采用一菱一圆定位销的方式，定位是保证两个定位销准确的插入环形导轨上的定位孔中，为了更准确的进行定位，利用工件环形导轨的结构，做一些粗定位的圆锥结构的定位块，粗定位快可以采用PVP材料制作。橡塑条压紧机构做成机械式小车和供小车环形滑动的楔形滑轨，小车的前端安装一个伸出方向带滚轮的气缸。工件压紧机构通过连接板固定在举升装置上，为了合理利用空间，采用旋转压紧气缸进行压紧。
动作流程是当工件自动流到橡塑条装配站时，使用机械限位使其停止，由举升气缸顶出工件定位装置，在粗定位的导向下，保证2个定位销准确的插入工件，然后旋转压紧气缸对工
件进行压紧，此时操作工开始把橡塑条在环形导轨上安装初始点进行初安装，同时启动橡塑条压紧机构的手柄开关，带滚轮的气缸伸出并沿环形导轨压紧橡塑条，直至安装完成。人工按按钮启动电气自动控制，将工件流向下一个工作站。
此工艺方式比全手工装配方式有进步，节拍稳步提升，减少人工受力，并且工件的质量得到大大提高，但由于采用半自动方式，相应的气缸，电气设备的有所增加，也增加了很多成本。
3.完全自动化的装配方式
此种装配工艺同样也是将整个汽车天窗的装配过程安装一条流水线来做，工件在线上的流动采用托盘来在输送线上输送，保证运行平缓、稳定。橡塑条自动站的装配组成由基础矿架、举升机构、挡停机构、工件定位工装机构、工件压紧机构、机器人及内饰条仿形压紧机构、传送线等几大机构组成。基础框架采用型材焊接而成，举升机构固定在基础框架上，定位工装选择几种方式安装在举升机构上。可以使用2个定位销定位，然后机械锁死；或者采用2个定位销定位，然后用带凸轮机构的快换把手锁死，此种结构的好处是可以对工件定位工装进行快换，来满足不同型号的其他产品，达到节约成本的目的。工件的定位采
用一菱一圆定位销的方式，定位可保证两个定位销准确的插入环形导轨上的定位孔中，为了更准确的进行定位，结合工件环形导轨的结构，制作几块粗定位用的定位块，粗定位块可以采用PVP材料进行。内饰条仿形压紧机构安装在机器人前端。工件压紧机构通过连接板固定在举升装置上。为了避让工件，采用旋转压紧气缸的方式对工件进行压紧。
动作流程是当工件自动流到橡塑条装配站时，传感器信号反馈，挡停机构使其停止，由举升气缸顶出工件定位装置，在粗定位的导向下，保证2个定位销准确的插入工件，然后旋转压紧气缸对工件进行压紧，此时，机器人开始把橡塑条在环形导轨上安装初始点进行安装并压紧，沿环形导轨走一圈。直至安装完成，传感器反馈信号，将工件流向下一个工作站，此工艺方案是最先进，整条生产线最多需要2个操作工，节拍最快，效率最高，并且产品质量大大提高，但此方案成本也最高，技术难点也比较多，对设备供应商的要求也更高，此方案的难点之一在于安装在机器人前端橡塑条的仿形压紧机构，因为橡塑条的柔韧性，所以仿形压紧机构一定要进行多次尝试、试验，以达到最好的使用效果，难点之二是仿形压紧机构的机器人行走轨迹，必须严格按照环形导轨的轨迹进行，才能保证橡塑条和导轨严丝合缝。
4.总结
综合三种装配工艺，第一种方案虽然成本小，但是需要熟练工种，而且人为失误不能保证，效率低下，不能满足现在的生产状况；第三种方案最先进，但同样，技术难点比较多，实现起来比较困难，而且成本太高；第二种方案是自动化生产线，不仅保证了生产效率和产品质量，还节约半数人工成本，并且现有的技术已经比较成熟，设备能很好的运行，是比较可取的。 [科]
【参考文献】
[1]李绍炎.自动机与自动线.清华大学出版社，2007.
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