卡車車架機(jī)器人鉚接工藝

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一、卡車車架鉚接工藝現(xiàn)狀

　　車架是卡車中最重要的零部件之一，卡車上幾乎所有的關(guān)鍵部件都裝配其上，是卡車的基礎(chǔ)部件之一，它承受著所裝載的全部重量，傳遞著全部驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力，在汽車中發(fā)揮著重要作用。
. I9 \- `) ~9 V1 ~5 Y$ Q6 `　　卡車車架一般由縱梁、橫梁以及縱梁上的各種附件等通過鉚接設(shè)備（如：風(fēng)動(dòng)鉚接機(jī)、液壓鉚接機(jī)，機(jī)器人鉚接，鉚接自動(dòng)化鉚鉗等）將各種規(guī)格鉚釘鉚接后拼裝而成。風(fēng)動(dòng)鉚接是通過壓縮空氣吹動(dòng)風(fēng)錘連續(xù)錘擊鉚釘窩使鉚釘桿墩粗并使釘帽成型。液壓鉚接是通過液壓泵產(chǎn)生高壓驅(qū)動(dòng)油缸，通過由合金結(jié)構(gòu)鋼做成的弓形鉚鉗將鉚釘壓合成形。與風(fēng)動(dòng)鉚接相比較，采用液壓鉚接具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.噪音小。2.勞動(dòng)強(qiáng)度低。3.鉚接速度快，約3秒鐘即可鉚接一只鉚釘。4.鉚接力大，冷熱鉚均可。5.鉚釘受力均勻，鉚接質(zhì)量好，可矯正車架局部變形。因此，目前國(guó)內(nèi)各卡車生產(chǎn)廠家均采用液壓鉚接工藝，也是本文所討論的重點(diǎn)。國(guó)外的公司使用定制的液壓鉚鉗配合專門開發(fā)的機(jī)器人程序和鉚接工裝，可以實(shí)現(xiàn)車架底盤，橫梁的全自動(dòng)化無人值守鉚接，同時(shí)針對(duì)一個(gè)車架上多種鉚釘規(guī)格，他們還研發(fā)一套自動(dòng)換鉚頭裝置，可以配合機(jī)器人和編程自動(dòng)更換對(duì)應(yīng)鉚釘直徑的鉚接頭，在volvo，iveco等重卡車上已經(jīng)有成條線的應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)武漢埃瑞特（IRIVET）也使用同步技術(shù)研發(fā)適合本土重卡車型的機(jī)器人鉚接線，也取得了一些新的突破。

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　　二、卡車車架鉚接工藝存在的一些問題
　　(1) 干涉問題：
　　通常一個(gè)生產(chǎn)制作完成后的車架上，分布著密密麻麻各種規(guī)格的數(shù)以百計(jì)的鉚釘，而有些鉚釘?shù)奈恢煤芴厥猓篴.緊貼縱梁（或橫梁）的翼面，鉚釘孔中心與翼面半徑方向過于狹小，從而造成鉚鉗活塞桿（或鉚模）在鉚接過程中干涉；b.在橫梁與縱梁連接處的三角地帶內(nèi)部，而內(nèi)部空間狹小使鉚鉗無法進(jìn)入；c.在距離很近的兩橫梁之間，鉚鉗在兩橫梁之間無法活動(dòng)。鉚鉗一般為弓形結(jié)構(gòu)，在鉚接鉚釘時(shí)承受了巨大的壓力，在保證強(qiáng)度、剛性的情況下必須保持一定的體積形狀。從而出現(xiàn)了一方面鉚接空間狹小，需要減小鉚鉗體積形狀，而另一方面還要保證鉚鉗的強(qiáng)度和剛性，這兩方面的矛盾。

　�。�2）操作問題：
　　鉚鉗鉚接分兩種形式；一種為臥鉚鉚接，就是將鉚鉗放在地上，工人將縱梁吊掛起來推到鉚鉗中間來進(jìn)行鉚接。另一種為懸吊鉚接，就是車架放置在工作臺(tái)上，將鉚鉗懸掛在導(dǎo)軌上，移動(dòng)鉚鉗來對(duì)車架進(jìn)行鉚接。在車架鉚接制造過程中多采用懸吊鉚接方式。鉚鉗體的尺寸根據(jù)鉚釘大小，車架的不同而差別很大，重量一般在50~100公斤左右，大的甚至達(dá)到200公斤。所以在有些情況下需要2-3人才能操作一臺(tái)鉚鉗進(jìn)行鉚接。直接影響效率。機(jī)器人鉚接，主要是通過合理的工裝設(shè)計(jì)，保證各部件固定并貼合到位，通過工人將鉚鉗插入鉚接孔后，機(jī)器人自動(dòng)實(shí)現(xiàn)鉚接作業(yè)。如果沒有正確的工裝來固定需要鉚接的工件，則會(huì)出現(xiàn)掉釘，歪曲，翻轉(zhuǎn)，鉚偏，不牢靠等問題。

　�。�3）其它問題：

在鉚鉗的設(shè)計(jì)和制造方面，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品與國(guó)外品牌差距不大。
1 T8 r- C) L1 q! N; y　　a..安全性：鉚鉗的每一次鉚接動(dòng)作，都要承受幾十噸的壓力，而且動(dòng)作非常頻繁，如果鉚鉗材質(zhì)內(nèi)部有缺陷，可能會(huì)發(fā)生疲勞斷裂。
　　b.漏油問題：液壓設(shè)備的漏油問題一直是個(gè)技術(shù)難題，在高壓狀態(tài)下，各種密封件的壽命都不長(zhǎng)，很容易漏油，污染環(huán)境。
0 E' B4 Z, V! w& R/ y" t# a4 s　　三、未來車架鉚接制造工藝發(fā)展趨勢(shì)
2 @% M0 \* A9 L9 n" X2 d* {7 l　�。�1） 替代螺栓連接工藝：
, k# y$ u( q/ ~. M$ i" `2 ?　　工人使用氣動(dòng)扳手通過高強(qiáng)度螺栓將橫梁與縱梁以及附件連接在一起，這種制造工藝優(yōu)勢(shì)在于：a、在通過螺栓連接橫梁與縱梁時(shí)，一側(cè)用開口扳手固定高強(qiáng)度螺母，另一側(cè)用氣動(dòng)（或電動(dòng)）扳手將螺栓快速擰緊。由于扳手體積很小，不用像鉚鉗鉚接那樣過多考慮干涉問題。b、操作方便，速度快。由于扳手體積小、重量輕，工人使用起來比用鉚鉗方便很多（雖然鉚鉗懸掛裝置上有彈簧平衡器），也容易上手。也較為安全。但是這種工藝也存在一些問題需要解決：a、生產(chǎn)成本高：車架螺接都采用高強(qiáng)度螺栓和高強(qiáng)度螺母，才能承受大的載荷。而一個(gè)高強(qiáng)螺栓和螺母的價(jià)格是一個(gè)鉚釘?shù)膸妆渡踔潦畮妆�，在一個(gè)車架上（特別是加長(zhǎng)的一些重卡車型上）分布著數(shù)以百計(jì)的螺栓。因此，在大批量生產(chǎn)中這種螺接與鉚接的成本差距是顯而易見的。b、螺栓的.放松問題：車架在車輛運(yùn)輸、行駛過程中因震動(dòng)、變載、沖擊等動(dòng)載荷或溫度發(fā)生較大變化時(shí)可使螺栓連接產(chǎn)生松動(dòng)。由松動(dòng)產(chǎn)生失效，由失效會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。而鉚接相對(duì)來說就比較穩(wěn)定。 特別是近年來機(jī)器人的引用和可定制化的鉚鉗，讓這一工作變得格外輕松，只需要一個(gè)工人值守，即可全天24小時(shí)作業(yè)，不論哪種批次的產(chǎn)品，只需要前期根據(jù)所有種類的車架做好定制，即可實(shí)現(xiàn)一條生產(chǎn)線全覆蓋。
　　(2) 替代焊接工藝：
: ^8 Q  l2 j1 @- [/ {　　焊接工藝在轎車和輕卡的車架制造上是應(yīng)用很廣泛的，在中、重卡上只是在一些不太重要的車架附件上進(jìn)行焊接。焊接工藝的優(yōu)勢(shì)在于：無需在縱梁和橫梁上打孔或沖孔，這樣就不會(huì)對(duì)車架的強(qiáng)度造成影響。但是，在焊接后都會(huì)產(chǎn)生不同程度的應(yīng)力集中，產(chǎn)生整體或局部的變形，尤其是車架這樣的薄板焊接就更為嚴(yán)重。為了防止車架變形和增加效率，需要為車架焊接制作專用的工裝夾具，然而車架的種類很多，車型的更新?lián)Q代很快，這樣就無疑在車架焊接的工裝夾具上的制造成本是非常巨大的。并且對(duì)于車架的焊接質(zhì)量的控制也很難，與鉚接和螺接相比較，檢查車架的焊接質(zhì)量需要專用設(shè)備，投入的成本高。而鉚接和螺接在質(zhì)量控制方面就更加的方便、直觀和經(jīng)濟(jì)。
+ s5 T" q, g& J. n' s4 b3 {! }　　四、結(jié)語
) J* t" G8 {  C& X4 i$ [, X　　機(jī)器人鉚接技術(shù)在輕、中、重卡車架制造過程中將會(huì)占據(jù)越來越主導(dǎo)的地位。他避免了傳統(tǒng)工人勞作帶來的高強(qiáng)度，低效率，高次品率。從而使車架制造工藝方面更加高效、合理，最終形成高質(zhì)量、低成本的生產(chǎn)模式。