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白车身轻量化装配全新解决方案

2015-3-27 17:11| 发布者: admin| 查看: 2072| 评论: 5|原作者: admin|来自: 东方汽车网

摘要: 本文摘要:伴随全球节约能源危机与地球环境保护的主题,汽车工业制造技术的升级与革新正在不断加速,其中尤为引人注目的就是汽车车身的轻量化趋势。越来越多的世界级汽车品牌领导者已经通过车身轻量化工艺,实现了更 ...
本文摘要:伴随全球节约能源危机与地球环境保护的主题,汽车工业制造技术的升级与革新正在不断加速,其中尤为引人注目的就是汽车车身轻量化趋势。越来越多的世界级汽车品牌领导者已经通过车身轻量化工艺,实现了更高的单位能源利用效能,大幅降低能耗与废气排放,同时又极大地提升了汽车的操控性和运动性,从而在竞争激烈的全球汽车消费市场中立于领先地位。“D-FFS热融直钻拧紧装配系统”正是应运而生的全新解决方案。未来,这一工艺技术在中国也必将获得广泛的应用前景。

按照FFS的工艺设计,将会有数百种螺钉装配到车身,这就需要一种合适的搭载系统来应用这种技术。作为一种“机械手末端工具”,FFS设备通常会被集成在机械手臂上以实现白车身不同位置的自由装配。“D-FFS热融直钻拧紧装配系统”即是装配搭载系统的一种,如图1是该系统的拧紧装配过程分解图。

在拧紧过程开始时,热融螺钉置于无预先钻孔的铝或是薄钢片的表面,高速旋转的螺钉向工件表面施加高下压力,同时产生极高的摩擦热,材料在高温下融化;随后,螺钉顶端穿透材料,从而形成贯穿的孔,逐渐形成螺纹。一旦螺纹成型,螺钉按照预设的扭矩紧固,同时达到预设的转角。针对将来可能出现的维修状况,这种机械成型螺纹也可以使用常规螺钉。更重要的是,拧紧过程不需要用到螺母螺栓。并且通过FFS热融直钻高速车身装配工艺,在拧紧过程中就已经实现了防松的作用,而且完全不需要提前在材料上钻孔,可以有效地完成装配工作。应用于现代车身结构上,装配螺钉的节拍小于2.5s。

如果专注于拧紧过程本身,D-FFS热融直钻拧紧装配特别适用于螺钉位于局促空间不易进行拧紧的装配站点,这无疑也恰恰是热融直钻的优势,如果轻易能够到达两侧的拧紧点,即可选用铆接方式。但是,当无法轻易到达两侧的拧紧点时,采用FFS热融直钻高速装配工艺将是更好的拧紧方式,因为其仅从单侧即可完成拧紧连接。

DEPRAG D-FFS热融直钻拧紧装配系统

这项全新技术使用1:1的偏心齿轮校准驱动电动机和拧紧轴的拧紧系统,使螺钉的最小拧紧空间位置间距可达14mm。此外,该系统可以有效减少因为送钉带来的等待时间,每次送料会供给2颗热融直钻螺钉,当第一颗螺钉被拧紧,另一颗螺钉会立刻在出口连接的位置等待,缩短了工作节拍的同时提高了工作效率;拧紧系统的尺寸和重量也尤为适合机器人自动化应用,所有的拧紧单元可以简便地集成到自动化设备中。为便于使用,通过卡口式组件(螺钉定位器→入口连接)可以实现自动送钉接口的快速更换,无需使用专用工具。另外,当需要改变螺钉的尺寸,或有紧急故障发生时,这一设计的优势就能完全体现出来。

D-FFS热融直钻拧紧装配产生的高下压力和高转速可为预热钻孔形成的第一阶段做好充分准备。对于固定式驱动电动机,设计工程团队通常会搭配德派EC-Servo电动伺服螺刀和AST32控制器,结合实际样件进行参数的调整(转速6000r/min对应15Nm,或转速8000r/min对应10Nm)。由一个气缸提供送钉行程,再由一个合适的电磁阀控制气缸。同时,由另一个气缸接配合适的比例阀在启动螺钉拧紧程序时(压力可编程范围:150~3000N)提供高下压力。

现代车身构造采用复合型材料,并采用连接位置单方向装配形式。在装配过程中,车身的复杂流线造型需要机械手臂及热融高速直钻拧紧单元的最大程度结合,通过机械手臂旋转及摆动到达难以触及的螺钉部位后完成连接拧紧。在此过程中,自动送钉装置的持续稳定性显得尤为重要。需要指出的是若送钉管被安装在机械手旁,将可能发生弯折或变形,导致送料不稳定。这可能会导致生产过程中断,降低整个系统的过程稳定性,并产生大量的故障停机时间。为避免此类情形发生,D-FFS将螺钉自动送料机放置于机器人工作区域外,配合放置于机器人工作区域内的螺钉预装匣及换装中间站,实现了预装料匣功能及规避现场管线缠绕隐患。应运而生的DEPRAG螺钉匣系统即是匹配DEPRAG-FFS 热熔高速直钻拧紧单元的解决方案,可以作为追加配置。螺钉匣包括螺钉储存装置,螺钉匣-RXS (装载和替换站)及螺钉自动送料器3个基本构成。

当一个螺钉匣安装在FFS单元上,并且有序地送出多达32颗紧固件的时候,螺钉自动送料系统将第2个螺钉匣通过螺钉匣-RXS进行补充。送料器位于机械手的工作区域以外,不需要进入机械手的危险区域就可以实现螺钉的重新送料。送料器可直接将螺钉送入安装在机械手工作区的螺钉匣-RXS内。如果螺钉存储装置空载,机械手可将其卸载到螺钉匣-RXS上,并抓取一个满载螺钉匣继续装配。这样的解决方案既可以保证最佳的工作周期,又可最大程度上确保过程的稳定性。


D-FFS热融直钻拧紧装配技术能实现各类不同类型金属钣金件的高强度紧固连接,其最明显的优势在于待拧紧的钣金件一侧面已预冲孔,或为需要取得合理效果未做预冲孔或预钻孔的工况;搭配螺钉匣组合的形式,无疑增强了D-FFS热融直钻拧紧装配系统在现代汽车行业轻量化结构应用方面的典型性。




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引用 蜷缩巷尾的猫 2016-12-21 10:57
感谢分享
引用 蜷缩巷尾的猫 2016-12-21 11:07
感谢分享
引用 薛飞 2017-2-14 20:32
这个好,找了还就相关的资料了
引用 嘟嘟 2017-2-24 13:28
引用 hwan67 2017-3-31 09:08
謝謝  提供資訊!

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