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自动送钉拧紧解决方案在新能源电机及电控装配上的应用
2020-08-25 10:27:15

对于螺钉来讲,比如电机当中对螺钉也是非常有讲究的,电池作为三电的核心部件,螺钉还是非常重要的,我们需要保证尽量防拆,根据这种螺钉需要定制化的服务。我们螺钉的上料过程保证一定的稳定性,上料效率要高,虽然是生产电机电控的厂商,但是对于要求是非常高的,如果出现了卡钉或者停线情况,对于生产节拍有影响。对于螺钉的清洁也需要做一定的要求。针对这么复杂的要求,我们推荐的方案是采用阶梯式送钉机和自动化拧紧模组。

 

首先给大家看一下阶梯式的送钉机,在新能源汽车三电行业里面,如果大家接触的也知道,送料的形式有很多,为什么我们会推荐采用阶梯式的送钉机呢?有一个优势就是可以进行清洁型的上料,通过阶梯推摆的形式,将螺钉推在那上面,对螺丝本身的损伤就会非常小,而且像新能源电池PACK模组螺钉比较长,针对比较长的螺钉也需要使用超大型的阶梯式的上料,料盘正常送的比较小。这边有一个简单的视频,这是1.25升阶梯式送钉机,没有振动源,对螺丝表面损伤非常小,最后推料料台通过直线轨道振动实现切料,自动送到拧紧模组上。

 

这是我们大阶梯,送的M6×96的螺钉,针对这种螺钉,传统意义很多人理解为我们只能通过推板上料,通过自动化吸钉实现拧紧,这种螺钉也是可以实现自动化的拧紧。

 

什么是清洁模块大家可能看了一头雾水,这是一个独立对螺钉进行清洁的部件,这个视频上面的料管,料管有些脏脏的感觉,但是通过清洁模块,下面出料的料板两个差异非常大,通过这样的结构,可以对螺钉进行清洁。

 

对于清洁如果要求非常高,在我们现在接触电机电控很多客户,除了增加一个清洁模块以外,我们丹尼克尔还可以提供七步清洁方式,包括上料采用阶梯式清洁方式,在分钉器也有真空清理螺钉。我们可以在拧紧过程中进行真空抽空,对螺钉在拧紧过程中实现自动化的拧紧。为了保证螺钉头部的清洁,可以在拧紧过程中增加一个清洁。为了避免二次污染,我们可以将批头、枪头进行清洁。对于清洁要求非常高的可以使用离子毛刷。

 

除了振动盘式送钉机还有转盘式送钉机等。这是振动盘式送钉机,使用了特殊高分子料盘,上下两个部分,同时出两个料,相同的螺钉同时给两把工具供料,通过一个料盘可以同时供两个。特殊高分子料盘对于噪音降低以及上料效率都有稳定的保证。对于3C行业,优势就是这款上料盘从来不会卡钉,采用的是真空吸附的原理,将小的螺钉吸到指定的孔径,在上面调节的部分是真空数显检测部分,检测到真空到达一定程度实现的是吸钉拧紧过程。对于3C行业,产品更换周期比较快,采用这款产品只要更换中间的转盘就能进行快速物料的更换,成本也会受控。

 

针对标准的螺钉,我们根据这么多年的经验总结了一定标准化。每个人桌子上都有丹尼克尔的宣传册,如果大家有需要的话可以根据我们的螺钉尺寸进行对应的选型,这样可以选到我们的标准产品,保证更加快速的交期。

 

上面讲了上料和清洁部分,在自动化装配拧紧过程中,还有一个非常重要的部分就是拧紧过程。有两种,我这边是新能源电机的视频,吹钉就是在螺钉拧紧位置上没有任何干涉,螺钉吹送过来就可以实现自动化拧紧,这种直接吹钉形式节拍比较快,拧紧起来比较简单。电机端盖有些凹凸不平的情况,那种情况就要采用吹加吸的形式,这个看得非常明显,因为拧的是四个角的位置,两边存在比较严重的干涉情况,螺钉吹送过来以后,将螺钉通过真空吸针管吸住,将螺钉带到下面的位置,上面的工具再实现自动拧紧。这种就是吹加吸,我们在判断能不能实现自动化装配的时候,首先要评估的就是拧紧位置情况。

 

通常来讲,在平面是没有干涉的,对于没有干涉的话可以采用吹钉的形式,大家可以看到右边的那张图是枪头张开的示意图,需要一定的空间尺寸,对于单边干涉或者多边干涉甚至有些沉孔比较深的情况,我们前端没有办法张开就需要使用通过吸钉管带动的形式将螺钉带到下面的拧紧位置。还有一个比较重要的参数判定螺钉能不能实现自动上料或者通过什么样的方法实现,就是螺钉的整个长度比最宽的宽度。比较长比较大的螺钉要实现自动化,枪头必须做得非常大,我们的螺钉才会顺着三角区下来,而且像这种螺钉我们在PACK模组非常多,所以针对这种螺钉我们采用的方式是通过将前端的枪头进行翻转,我们看一下右边的视频,我们枪头是有一定摆动的,摆动到和上面的料管在一个水平线上,等进入到枪头以后我们再回振,上面的工具再拧紧,有效避免枪头做得非常大,或者螺钉卡在枪头出不来的情况。也有一些非常小的螺钉,如果枪头有一个比较大的三角区,针对这种三角区如果螺钉比较小,螺钉通过吹气的形式吹到前面枪头,如果刚好吹到螺钉右下角位置,可能在三角区发生翻转,这样就会出现卡钉的情况,所以我们采用的是摇臂式的机器,将中间的臂进行封住,将可变动的三角区变小,减少在这一块卡钉的情况。我们有一个逻辑动画,大家可以看右上角部分,这是螺钉进入枪头位置我们的摇臂臂开,上面是吸钉管下来,吸住螺钉,然后再带动到下面的拧紧位置。这样比较有效避免在三角区出现卡钉情况。还有更小的螺钉,比如长度接近1.1的,在前端枪头就出现卡钉情况,针对这种情况我们采用侧置式吹加吸的方式,通过吹钉管吹到接料台,将接料台推到吸附的位置,吸取再拧紧。有效避免我们在弯头部分以及吸钉头部分发生翻转,接近1.1螺钉翻转可能性非常高。

 

针对不同长短、不同大小的螺钉我们也总结了一些经验,针对吹钉、吹加吸总结了常规可操作范围,对于自动化上钉和拧紧,想判断能不能拧紧就要判断两个参数,一个是拧紧工位情况,另外就是螺钉本身长径比的情况。我们通过不同工况采用的不同拧紧模组。如果自动化装配拧紧过程中,什么样情况下会使用接料台,这是在电池包上面的应用,这边为什么要采用,在线体里面可以理解,我们送料机没有办法到这里面,通过直振轨道,吹送到线体旁边,通过夹取机器人移动,进行夹取再拧紧的方式。对于很多情况下,手动工位也是需要使用接料台的。因为像我这张图,也是比较久的事情,这个事件检查出来的结果是发动机检测出遗漏的螺钉。对于螺钉的管控非常重要,这边有一个简单的定子的安装,有两种螺钉,两种螺钉通过人工拧,工具复拧,通过这种接料台的形式,对物料进行管控,如果螺钉拿到一颗,接料台会反馈一个信号,拧紧OK的话会再反馈一个信息,只有PLC收到两个信息才会给到下一个钉,在人工操作中出现掉件有些不是很负责任的操作人员避免这种现象的发生,保证每颗钉都是拧到位置。上面是针对螺钉应用解决方案,除了这一块标准螺钉、螺母应用之外,我们还有很多非标物料的应用,比如转子用到的钢片,也有定制的解决方案,磁钢片是不带磁片的。我们采用两组特殊的轨道,每5颗进行上料的形式。

 

这个节拍要求非常高,90秒以内钉16组都拧完,每5个一次上料,通过上面的夹取机构同时夹取,这样效率会提高。如果拧紧节拍要求非常高通过一把工具、一个模组没有办法实现的时候可以考虑两个模组或者三个模组甚至是四个模组的方式。

 

还有销钉的上料形式,上料部分和上面的形式都差不多,这边主要多了对物料进行管控。我们在应用当中可能出现销钉很多种的情况,可能在现场的布局,很多销钉送钉机都摆放在一起,保证我们在加料过程中避免出现错误的情况。在送料机当中预先设定了正确的二维码,设定二维码以后,我们再次加料的时候,通过扫码识别判断二维码正确以后,我们送钉机上面的开料装置才能打开进行加料。

 

上面就是针对电机电控的方法,新能源方面我们还做过其他应用案例,包括电池模组分配器、充电桩,这边简单通过几个视频给大家分享一下丹尼克尔在这一块做过的应用案例。这边主要是PACK模组和电池包上的,PACK模组大多数是螺钉比较大的,M6,可能96-100不等的,电池包上的大多数是M6的螺钉,长度就在12-20这样的范围,像电池包和电机电控解决方案相似,只是对于PACK模组上因为螺钉比较长,常规解决方案是通过一个吸钉的形式,通过我们的送料机摆放在两个指定的位置,机器人带动吸钉拧紧模组将螺钉吸取以后再进行自动化拧紧。现在也有一些比较大的电容,最终通过螺母的拧紧,这台机器人是厂内做测试用的,对一些比较难的项目正常希望客户将我们的工件寄到丹尼克尔,进行整体的调试。螺母在自动化上料中有一项比较难的是需要对螺母正反项进行筛选,如果想实现自动化不能通过圆管进行吹料,需要通过方形的管,通过吹螺母的侧边拧紧。在螺母的应用上也有比较多的应用案例。

 

我们也有在充电桩的应用,送的是M5的螺钉,和旁边也产生了一定的干涉,对于这种情况也采用了吹加吸的情况,螺钉不仅仅是普通螺钉可以实现自动化,我们针对于带垫片螺钉也可以实现自动化。

 

上面是新能源的应用,丹尼克尔在汽车很多部分包括零部件包括动力总成都有非常多的应用,主要分享一下三个有借鉴意义的案例。这是从下往上拧紧的,拧紧形式不仅仅是从下往上,还可以进行水平拧紧,包括从上到下的拧紧,对于一些要求比较高的可以通过直线电机对拧紧位置的深度进行调节,实现横力打钉。

 

对于汽车白车身的自动化拧紧,本身是钣金件的结构,本身精度不是那么好,这边采用的是先拍照进行孔的定位,定位完成以后再实现拧紧过程。这也是一个可以借鉴的地方,这个是M10×20几的螺钉,采用的是摇臂吹加吸的形式,有一个特殊的是在两个模组之间采用变距的机构,可以任意调节两个拧紧口位的差,可以进行任意位置的拧紧调整,好处就是避免了工件上的转动,可以更加柔性。

 

丹尼克尔针对新能源行业主要优势有特殊物料解决方案,有主机厂经验,对清洁、物料管控有一定经验,了解该解决方案细节,可以拨打免费咨询电话