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汽车座椅螺栓智能拧紧技术方案

发布时间:2022-02-15

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在汽车座椅装配的过程中,成熟良好的汽车座椅装配拧紧技术方案,能减少生产过程中的缺点和失误,保证出厂座椅的螺栓拧紧质量和可靠性,大大减少后续使用过程中的事故。若出现不规范的汽车座椅装配拧紧,在使用过程中可能会出现座椅突然随着车辆刹车,向前后或向下移动,产生异响等情况,轻则影响驾驶员操作,重则危及整车人的生命。由此看来,开展针对性的工艺研究,找出经济可靠的汽车座椅螺栓智能拧紧技术方案十分必要。

 

无锡丹尼克尔作为自动化领域的高新技术企业,凭借创新技术与人性化的理念,提出的汽车座椅螺栓智能拧紧技术方案已被多家知名汽车座椅制造商引入到生产线中,显著降低了汽车座椅装配操作人员的工作强度,提高了工作效率,保障了汽车座椅装配一致性,提升了产品品质,保证了驾驶人员行车的安危。

 

丹尼克尔汽车座椅螺栓智能拧紧技术方案除了能自动判断锁付结果是否OK/NG,还能在拧紧NG时给出NG的类型和原因,通过声光警示与操作者实现人机交互。充分利用计算机技术使每一颗拧紧的螺丝产生记录,让每一个产品锁付质量有结果可追溯,实现产品锁付的数据化。


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某全球知名汽车座椅制造商也通过引入丹尼克尔螺栓智能拧紧技术方案,优化了汽车座椅的即时组装工作。在该生产线上,丹尼克尔智能拧紧统每天会完成大约8500次的座椅拧螺丝工作。座椅装备有个体识别数据的应答器。一旦座椅到达拧紧工位上,则读取应答器,智能电批拧紧座椅两侧的若干螺钉。如果座椅上缺少螺钉,系统会将该产品拣出并发出警告信息。由于每个步骤都是在传送带上依次展开,智能拧紧统可在有限空间内与工人并肩工作,同时通过数字化监控,可防止有问题的座椅继续在传送带流动。这不仅提高了生产效率,更近一步保障了产品的可靠性。此外,丹尼克尔智能拧紧统直观的用户界面,编程简洁、设置方便,任何工人都可以通过手动示教完成操作。

 

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该方案中包括智能电批,工具控制器,软件系统,工业上位机,扫描设备,组成智能拧紧统。系统使用的智能电批搭载的是我司高精度扭力控制算法,扭力精度控制在±7.5%以内;参数可设可调;拧紧记录可保存、易导出并上传至MES,工作记录可追溯。核心部件均采用进口部件,从源头上保证产品的质量、寿命和稳定性。工具控制器使用的是可视化设计界面,结合多媒体技术,让系统的工作状态和结果一目了然,让操作员通过声音或灯光指示明确即时的工作结果。本系统硬件上实现模块化,防错设计;软件简洁,操作简单。

 

丹尼克尔智能拧紧统防错设计

 

产品装配中,常出现的错误时螺栓拧紧失效,其普遍形式为:

1、未作业。员工由于休息回来后,或者由于两个操作员换班,不清楚当前产品是否完成作业时;

2、拧紧数量不正确。由于批量化生产,流水线作业,流水线24 小时不停歇,工人持续作业,避免工人由于疲劳操作造成的漏拧。

3、拧紧顺序。当拧紧螺栓的数量≥2 时,现场的工艺会在标准作业指导书中规定,两颗螺栓的拧紧顺序,作业员根据操作作业指导书完成作业,当大量、连续作业或生产在夜班进行,且频繁操作,容易造成疲劳,过程的一致性,将失去保证。

4、未达到目标力矩,提前松掉工具扳机。由于作业员疏忽,提前松掉工具扳机,造成未达到合格力矩;

5、螺栓歪斜。由于操作空间问题、人工控制偏差等,在操作过程中螺栓歪斜,会出现力矩值OK,但是螺栓还有很长的一段还在外面,螺栓的法兰没有与被连接件表面贴合,拧紧目的失效,产品功能失效。

 

丹尼克尔智能拧紧统可针对上述问题,进行位置防错控制。

 

设备通讯

 

MES 系统主要应用于工厂制造单间面向上层管理的综合信息化与生产信息化的管理系统,帮助管理者协助更可靠地管理下层信息平台。其主要的功能包括但不限于产品制造数据的统计管理、生产规划的管理、产品追溯等。在本智能拧紧技术方案中,通过MES 系统环境下,进行扫描条形码操作,调用智能电批的拧紧程序,选择工程设计的力矩要求(之前在智能电批中,按照国家标准,并通过客户认可,将对应的螺栓扭矩设置好),完成拧紧后,将拧紧结果传给电脑,将拧紧结果打印(一维或二维码),粘贴在产品上,同时电脑记录并保存,完成追溯,其拧紧结果一一对应。

 

工装定位用的模块有带行程开关传感器报错,物料有感应开关,放止漏装,智能电批每一次拧紧的数据都会被采集、记录,以备追溯,另外引用丹尼克尔位置、顺序防错系统,以实现位置防错,适用于竖直平面上的拧紧工序及水平面上的拧紧工序,确保拧紧的位置、数量、力矩均符合设计要求的参数,并配合MES(制造执行系统),对操作员的每一个动作进行约束,使操作员的每一次作用在产品上的参数得到控制,以备相应的工程师进行查找、分析。另外该系统预留和MES 的以太网通信系统,与PLC 的通信方式通过Ethernet;系统与线体互锁联动防错,通过I/O 硬接线实现。

 

 

丹尼克尔汽车座椅螺栓智能拧紧流程

 

在汽车座椅螺栓智能拧紧工作过程中,首先是将加工座椅传输至拧紧工位,接着丹尼克尔智能拧紧系统进行判断是否进行拧紧操作,如不需要则直接进行下一传输。在判断需要进行拧紧操作后,扫描枪扫描总成条码(RFID 读取座椅加工信息),拧紧系统根据该座椅之前的加工信息进行判断,起动对应的程序。在拧紧操作过程中,拧紧系统在拧紧各点的同时还需判断是否开始切换工作点。在完成该操作后回归初始位置,系统判断本次操作是否合格,若不合格则需要进行返修,合格产品解锁工位完成流水线作业。整个系统工作流程如下图所示

 

总结

 

拧紧方案的验证和选择是控制过程质量的十分重要的一环,如果拧紧过程不稳定,将导致不稳定的拧紧质量输出,给车辆售出后顾客乘坐带来难以预料的风险。汽车座椅螺栓的扭矩控制是一项系统而又繁琐的工作,实质是实践→验证→调整→再实践的复杂过程,生产中任何一个“变化点”的出现,都会导致扭矩产生异常波动。只有进行动态管理,才能保障整车交给顾客使用时的可靠性。丹尼克尔汽车座椅螺栓智能拧紧方案可在任意角度完成锁紧螺丝工艺,拧紧扭矩可达到105N.m,拧紧策略丰富,防呆防错,数据追溯,完全胜任汽车座椅拧紧应用,解决了生产空间狭窄、干涉较多、工位紧凑等难题。



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