0 引言
汽车摇臂是发动机内部的配气机构，负责打开关闭气门。它由多个零、部件构成，如图1所示的汽车摇臂部件图，要在摇臂体的摇臂孔内先压入节油片，再装入挺柱。通常该装配过程由人工完成，这样不仅浪费了大量的人力资源，装配速度还较慢，生产效率低其生产成本高。为解决此问题，设计出一种自动装配设备，在提高装配效率、节约人力资源的基础上，操作还十分便捷，适合大面积的推广使用。下面主要针对该装配设备中的节油片自动装配机进行介绍，使大家了解其主要结构及工作原理。
图1 摇臂部件图
1.摇臂体；2.排气滚轮组件；3.挺柱；4.节油片
1 汽车摇臂的装夹定位
汽车摇臂装配过程中，摇臂体的定位方式如图2所示。利用摇臂体孔B定位，并以底面D作辅助定位，使孔C开口向上，即可在孔C内压入节油片。
2 节油片自动装配机总体结构及工作原理
图2 汽车摇臂定位
图3 汽车摇臂装配设备总体结构
1.回转工作台；2.夹具；3.汽车摇臂；4.节油片自动装配机；5.挺柱自动装配机；6.挺柱自动装配机
节油片自动装配机属于汽车摇臂装配设备中的重要组成部分。汽车摇臂装配设备总体结构如图3所示，共有4个工作位置。汽车摇臂在工位1进行安装、夹紧后，旋转到工位2压入节油片，再依次旋转到工位3、工位4装入挺柱。
节油片自动装配机即为工位2的工作设备，其总体结构及下部分回转工作台如图4所示。当节油片自动装配机未工作时，升降气缸9的伸缩杆收回，托板11未升起，与回转台7的上表面接触。此时回转电机2旋转，经过传动齿轮副3减速后，通过回转轴1带动回转台7旋转，即可将托板11及托板上的汽车摇臂旋转到节油片装配工位2。
当节油片自动装配机工作时，回转电机2停止运转，升降气缸9的伸缩杆伸出，托板11带动汽车摇臂升起到达装配高度。在装置14气缸的带动下，真空吸盘13下降吸取节油片后回到原位。节油片移动装置将真空吸盘13及吸取的节油片向右推动到达汽车摇臂C孔正上方位置，利用节油片吸取及压入装置14将节油片压入。
节油片装配完成，升降气缸9的伸缩杆收回，汽车摇臂即可随回转台旋转到下一工位进行其他装配工作。
图4 节油片自动装配机总体结构
1.回转轴；2.回转电机；3.传动齿轮；4.滚动轴承；5.轴承套；6.矩形管支架；7.回转台；8.工作台；9.升降气缸；10.升降支架；11.托板；12.汽车摇臂；13.真空吸盘；14.节油片吸取及压入装置；15.节油片存储器；16.节油片移动装置
3 节油片自动装配机主要装置结构
3.1 节油片推板机构
由图4所示节油片自动装配机总体结构可看出，节油片存储器在真空吸盘左方，需要使用如图5所示的推板机构，一次将两片节油片推送到真空吸盘正下方。该推板机构固定在工作台上，推板4在气缸5的带动下，即可将存储器中落下的节油片4推出。定位板1于推板4配合，达到节油片准确定位的目的。
3.2 节油片吸取及压入装置
图5 节油片推板机构
1.定位板；2.工作台；3.节油片；4.推板；5.推板气缸；6.气缸磁性开关
节油片吸取及压入装置的主要结构如图6左视图所示，主要用于吸取推板推出的节油片和在摇臂C孔上方将节油片压入。该装置固定在升降气缸支撑板5上，依靠升降气缸9的伸缩带动真空吸盘支架及真空吸盘进行上下移动；为保证吸盘的移动路线保持垂直，在气缸和吸盘支架之间连接了直线导轨和配套的滑块。
装置依靠真空发生器和真空吸盘13进行节油片的吸放。节油片压入汽车摇臂的方向是固定的，有槽口的方向必须向下。为此，需要配置真空度反馈元件真空开关，若节油片吸取方向反了，真空吸盘有漏气现象，真空度达不到设定值，真空开关给控制器PLC发送输入信号，停止该装置的下步工作，避免节油片装反。
当节油片压入汽车摇臂中时，为了保证节油片压入摇臂中的位置深度，使用位移检测器14对节油片的压入深度进行检测。另外，从图6左视图可看出，该装置共有两个吸盘，可一次性对两个节油片进行装配。
图6 节油片吸取、移动及压入机构
1.移动气缸；2.移动气缸安装板；3.连接器；4.推动板；5.升降气缸支撑板；6.平移直线导轨体；7.平移直线导轨滑块；8.总体支撑板；9.升降气缸；10.垂直直线导轨体；11.垂直直线导轨导滑块；12.真空吸盘支架；13.真空吸盘；14.位移检测器
3.3 节油片移动装置
节油片吸取及压入装置的主要结构如图6主视图所示，主要用于真空吸盘吸取节油片后，将真空吸盘向右推送到摇臂C孔正上方。移动气缸1通过移动气缸安装板2进行固定。当移动气缸1的推杆推出时，通过连接器3将推板4向右推出。升降气缸支撑板5由于与推板4采用螺钉连接在一起，也随之向右移动，从而带动整个节油片吸取及压入装置向右移动，使吸取的节油片到达C孔正上方位置。同时，为保证移动路线水平，在总体支撑板8和升降气缸支撑板5之间安装了直线导轨和配套的滑块。
4 节油片自动装配机工作流程
1）将节油片逐一放入节油片存储器，并用压块将存储器固定在节油片自动装配机中。
2）打开节油片存储器，节油片落下，推板机构将其推到吸取位置。
为探索钻井废弃泥浆用于路基路面材料可行性，取了5口井的样品，并对其主要污染指标进行了分析，分析结果见表1。5个钻井废泥浆样品，其主要污染情况不同，其中样品1号，污染指标主要是色度、COD超标；其他四个样品除了色度、COD超标外，重金属六价铬也超标。5个样品中样品3号污染最严重，处理难度更大一些。因此，选择3号样品作为试验对象。
4）节油片移动装置将真空吸盘向右推送到达摇臂C孔正上方。
5）节油片吸取及压入装置中的真空吸盘下移，将节油片压入摇臂中。整个过程中位移检测器检测吸盘的向下位移量，保证压入深度的准确性。
6）真空吸盘放气，将节油片放下。气缸带动吸盘向上缩回，等待下一次动作。
5 结束语
整个装配机采用PLC进行工作过程控制，设备已交付用户使用，经过验证，其性能已达到自动装配要求，并得到用户的一致好评。现图纸经完善，投入了小批量的生产。
参考文献：
[1]机械设计手册编委会.机械设计手册[M].机械工业出版社,2004.
[2]夏令伟.汽车发动机电控技术[M].同济大学出版社,2010.
[3]朱明武.测试信号处理与分析[M].北京航天航空大学出版社,2006.
