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                電動擰緊槍的防錯應用
                2021-03-29

                現在很多制造企業越來越重視產品裝配的質量,采用了電動擰緊槍來保證緊固件的裝配力矩未嘗不是個好辦法。但是如何利用電動擰緊槍來防止操作工出現人為錯誤,提高產品的裝配質量,是一個急需解決的問題。本文介紹的4種電動擰緊槍的防錯方法將給相關技術人員以參考。螺紋副聯接是機械行業裝配過程中所廣泛采用的一種方法。為了確保產品的裝配質量,必須對螺紋副的擰緊狀態進行控制。隨著人們對產品裝配質量要求的不斷提高,為了保證螺紋副擰緊力矩的精度,現在很多制造企業采用了電動擰緊槍來代替氣動擰緊槍進行螺紋副的擰緊,對于如何更好地利用電動擰緊槍來減少操作工出現的人為錯誤,提高產品的裝配質量和客戶的滿意度,引起了制造企業越來越多的關注和重視,這也使得電動擰緊槍的防錯功能顯得越來越重要。

                電動擰緊槍的優勢

                與氣動擰緊槍相比,電動擰緊槍有著諸多的優勢:

                1.?電動擰緊槍的精度比較高(控制精度可以達到3%~5%),可以很好地保證螺紋副擰緊力矩的一致性;

                2.?有力矩超差報警功能,擰緊力矩超過設定的范圍時自動報警;

                3.?有網絡通信功能,可以通過串口或以太網或總線的形式和生產線的控制程序互相通信;

                4.?有編輯功能,可以根據工藝的要求來設計緊固件的擰緊步驟和擰緊轉速、擰緊力矩、擰緊角度、監控力矩和監控角度等參數并按照預先設定的擰緊程序來進行螺紋副的擰緊操作;

                5.?有查詢數據和統計值的功能,能收集并儲存擰緊數據和過程曲線;

                6.?能進行過程監控,可以在電動擰緊槍的控制盒上實時顯示擰緊的力矩,自動判斷擰緊是否合格,并在擰緊槍上用不同的指示燈來顯示擰緊狀態。

                 

                4種電動擰緊槍的防錯方法

                數量統計防錯法

                在制造業企業中,經常會出現操作者使用單軸電動擰緊槍來擰緊多顆緊固件或使用多軸電動擰緊槍來擰緊多組緊固件的情況,操作者會很容易忘記擰緊一顆(組)或多顆(組)緊固件,造成緊固件擰緊狀態不受控,甚至還會引起產品失效。為了預防這種情況的發生,我們可以采用擰緊數量統計的方法來進行防錯。采用該方法時,在緊固件擰緊之前需要編輯好生產線的控制程序(PLC程序),讓電動擰緊槍和PLC程序能夠相互通信,在控制程序中設定好要求的擰緊數量并限制對于同一件產品所允許得到的合格次數不能超過設定的次數。當等待擰緊的工件到達該工位時,PLC程序就會下達允許擰緊的指令給電動擰緊槍,這時候操作者就可以使用電動擰緊槍來對緊固件進行擰緊。當操作者對緊固件進行擰緊時,擰緊力矩每合格一次(組),擰緊槍的控制盒就會發一個(組)合格信號給生產線的PLC程序,PLC程序在接收到合格信號后自動在計數器上計數并可以在工位HMI上把已經擰緊合格的緊固件數量顯示出來;而如果某一次擰緊力矩不合格時,擰緊槍就不會發信號給PLC程序,計數器上的已擰緊合格緊固件數量就不會增加。

                2.起動力矩防錯法

                有時候雖然我們使用了數量統計防錯法來進行防錯,但是由于緊固件的數量過多,操作者在操作過程中會把某一顆或多顆緊固件重復擰緊,從而出現計數器上的合格次數足夠,但還是有部分緊固件沒有得到擰緊的情況。在這種情況下,我們就可以在數量統計防錯法的基礎上增加起動力矩監控的方法來進行防錯。眾所周知,當緊固件被擰緊后,如果重新施加外力到該緊固件上,緊固件并不是在外力施加開始時就開始轉動,而是需要等到施加的外力達到一定的程度以后才會重新開始轉動。這樣我們就可以在編制電動擰緊槍的擰緊程序時預先設定一個用于監控的起動力矩,該起動力矩小于把緊固件重新擰動時的力矩。當操作者使用電動擰緊槍來擰緊緊固件時,擰緊槍程序會自動監控擰緊的力矩,如果擰緊力矩已經達到原先設定的起動力矩而緊固件還是沒有開始轉動時,則程序會認為該緊固件已經擰緊過,電動擰緊槍停止轉動,計數器不進行計數;否則就可以按照正常操作進行擰緊和計數。但是該方法不適用于附帶有比較厚的軟墊片的緊固件,因為這種緊固方式的起動力矩比較小,很容易出現判斷錯誤的情況。

                3.擰緊曲線防錯法

                對于帶有密封圈或軟墊片的緊固件,我們可以使用擰緊曲線防錯法來防止操作者忘記安裝這些密封件。該方法利用緊固件的擰緊曲線來判別是否忘記安裝密封件。在緊固件的整個擰緊過程中,擰緊力矩從零到目標力矩的過程中,緊固件的力矩是逐漸增大的,通過擰緊程序對整個過程的監控和記錄,可以收集到擰緊過程的力矩變化曲線(即擰緊曲線)。如果安裝有密封圈或軟墊片,擰緊力矩上升會比較緩慢,需要較長的時間才能達到目標力矩;而如果沒有安裝有密封圈或軟墊片,則擰緊曲線會比較陡,擰緊力矩很快就會達到目標力矩。我們可以在電動擰緊槍的擰緊程序中預先設定好擰緊曲線的合格范圍。當操作者使用電動擰緊槍來擰緊緊固件時,電動擰緊槍收集并記錄擰緊曲線,并和原先設定好的擰緊曲線進行對比,用來判斷是否安裝有密封件。

                4.傳感器防錯法

                對于附帶有比較厚的硬墊片的緊固件,我們可以使用對射式光柵傳感器(包括發送器及接受器)來防止操作者忘記安裝墊片。傳感器防錯法是通過檢查緊固件擰緊后的高度來確認墊片是否存在,墊片需要達到一定的厚度(厚度一般要不小于2mm),該方法一般使用在自動擰緊機上。在使用該方法前,需要預先在每根擰緊軸上加工一道凹槽,保證各擰緊軸上的凹槽高度一致;在擰緊槍或擰緊機的固定裝置上安裝對射式光柵傳感器(見圖2)并且傳感器不隨著擰緊軸上下移動,需要保證緊固件在正常安裝時對射式光柵傳感器的接受器能夠接收到發送器發射的光束(即在正常情況下光束是可以通過預先加工在擰緊軸上的凹槽到達接收器上);還需要對PLC控制程序進行設定,在緊固件擰緊完成后PLC程序驅動發送器發出激光光束,如果接受器接收到光束則程序認為沒有漏裝墊片,才能夠釋放產品到下一裝配工位進行裝配,否則就認為有某一緊固件漏裝墊片,需要檢查返修。當緊固件擰緊完成后,擰緊槍擰緊機自動根據設定好的程序來進行判定


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