汽车散热器芯体全自动装配机的设计与研究

摘要

汽车散热器芯体全自动装配机是目前较为先进的芯体组装设备，能够应用于绝大多数汽车散热器生产厂家。相较于传统手动装配，全自动装配机在工作效率、装配质量及安全性等方面都有无可比拟的优越性，然而目前国内市场散热器芯体组装自动化程度较低，基本以手工或半自动装配为主。
　　本课题以提高汽车散热器芯体的装配精度、装配效率，降低装配成本，减轻装配人员的劳动强度为目标，设计制造具有我国自主知识产权的全自动汽车散热器芯体装配机。通过研究不同品种规格的汽车散热器芯体的装配工艺，分析现有汽车散热器芯体的装配技术，实地考察汽车散热器芯体的装配现场，确定了全自动装配机的动作流程、装配节奏、装配精度等工作参数，在此基础上完成了全自动装配机的机构组成和控制系统的设计工作。
　　本课题采用模块化设计方法，根据全自动装配机的动作流程、装配节奏进行总体设计，把全自动装配机各部分按依据功能不同分解为三大部、十二大模块，并逐个进行模块设计，同时对整机的布局和各模块之间的连接进行统筹考虑，使各模块间成为一个有机的整体。利用UG NX软件建立全自动装配机的三维数字化模型，通过较为成熟的虚拟装配技术，对整机的运转性能进行模拟运动仿真，对整机驱动气缸进行选型设计，对压装部件中负载最大的伺服电机进行功率和扭矩的核算，对关键连接杆件进行结构应力分析，以保证整机的安全性和可靠性。
　　研制的汽车散热器芯体装配机可实现60套/时的散热器芯体生产效率，所生产的散热器芯体表面平整度为0.05mm，全自动装配机装配位置精度在0.05mm，运行噪声小于75分贝，可装配不同型号不同尺寸的散热器芯体，其装配侧板可调间距为300～700mm，装配主片可调间距为400～800mm，单个芯体可排列铝管数25～65。
　　该设备目前已在江苏康杰机械股份有限公司试运行，设备运行可靠，稳定性、安全性以及生产效率都达到了预期目标。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及课题来源和意义

1．2 国内外在该领域的研究现状

1．3 本文研究内容

2 全自动装配机设计方案研究

2．1 设计理念

2．2 方案研究

2．2．1 方案确定

2．2．2 工作原理

2．3 设计方法

2．4 本章小结

3 全自动装配机的整机设计

3．1 机械结构设计

3．1．1 排管部

3．1．2 转运部

3．1．3 压装部

3．2 全自动装配机控制系统设计

3．2．1 控制系统设计原则

3．2．2 PLC的发展

3．2．3 PLC工作原理

3．2．4 排管作业控制

3．2．5 整机控制

3．3 整机布局

3．4 本章小结

4 全自动装配机的性能研究

4．1 驱动气缸选型设计

4．1．1 计算方法确定

4．1．2 升降压紧模块气缸

4．1．3 拍压整平模块气缸

4．1．4 气缸型号汇总

4．2 伺服电机选型计算

4．2．1 驱动力求解

4．2．2 蜗轮蜗杆升降机选型

4．2．3 伺服电机选型

4．2．4 伺服电机型号汇总

4．3 结构应力分析

4．3．1 软件介绍

4．3．2 模型分析

4．3．2 定义材料特性

4．3．3 约束和载荷的施加

4．3．4 结果分析

4．4 运动仿真分析

4．5 本章小结

5 总结与展望

5．1 工作总结

5．2 工作展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果