一种发动机装配系统及方法

技术领域

本发明涉及发动机装配技术领域，具体为一种发动机装配系统及方法。

背景技术

汽车发动机装配线是一个对发动机顺序装配的流水线工艺过程，由若干自动站位、手动站位以及相关的辊道、转台等组成。按功能分主要有:辊道区域、清洗工位、拧紧工位、机器人工位、涂胶工位、发动机测量工位、发动机测漏工位、导管阀座压装工位以及手动控制工位等。

控制系统采用以PLC为核心，分散控制和集中管理的分布式控制模式；各独立，工位的控制系统之间通过网络实现数据信息、资源共享，才能保证生产的连续性和稳定性。

现有技术中，发动机的装配一般在流水线上完成，然而由于发动机零部件种类繁多且安装位置各有差异，因此发动机在装配过程中往往需要在多条生产线上进行流转，现有技术的工序安排及生产线布设不合理会直接影响发动机的装配效率；另外，同种组装设备的重复布设也会提高生产线建设成本；进而提高发动机的生产成本，不利于长期大批量生产。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

因此，本发明的目的是提供一种发动机装配系统及方法，将发动机的装配工序进行合理分配，发动机缸体只需进行简单的几个姿态调整就成完成整个装配过程，进一步提高了装配效率。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

一种发动机装配系统，其包括：操作站单元、热备服务器单元、控制单元、现场I/O站单元以及外围驱动单元；

操作站单元，用于执行提供全汉化人机界面，实现控制系统的监控操作功能(操作、显示、报表、报警、趋势)，并且接收工厂监控系统下发的生产指令，自动分配各工位生产所需资料，并通过网络将生产计划和各工位所需材料型号下发给各相关控制单元；

热备服务器单元，选用双机热备冗余服务器，带磁盘阵列；

控制单元，用于执行与交换机和上位机系统连接，上传设备运行和故障状态，接收生产指令，并根据装配工位自动化复杂程度和工艺布局特点，装配线电气控制主要由区域控制(包括线体和手动工位)、自动和半自动工位以及返修工位组成；

现场I/O站单元，选用SIEMENSET200eco系列模块，带Profibus通讯接口，安装、接线方便，集成度高，可靠性好；

外围驱动电源，包括MOBY无线读写设备、条码和二维码描枪、Comau机器人、伺服控制器、Atlas拧紧设备、测漏设备、串口打印设备及压装设备，用于执行完成设备编号打印、序列号读取、生产信息读写、工件拧紧、工件搬运、工件组装功能

作为本发明所述的一种发动机装配系统的一种优选方案，其中：所述区域控制包括手动、自动及半自动三种工作模式，主要负责区域内线体驱动、移行、转台、手动和简单半自动设备，并显示上线产品信息和故障报警代码。

作为本发明所述的一种发动机装配系统的一种优选方案，其中：手动工作模式主要包括手动压装、涂胶、试漏、拧紧及拧松；

半自动工作模式，包括半自动压装、涂胶、试漏、拧紧、拧松等。由人工辅助安装发动机产品零部件，装配工作由设备自动完成

自动工作模式，包括对多轴拧紧机、翻转机、试漏、压机和测试设备等控制，配置独立的PLC和HMI。

作为本发明所述的一种发动机装配系统的一种优选方案，其中：所述操作站单元可以分成四种，同种类的控制内容基本相同，其中，发动机托盘一般在生产线上主要完成停止，旋转，举升，翻转四个动作，控制程序必须自动完成上述的每一个动作，并且在上述动作执行的过程中操作工随时可以干预动作的执行。

停止：发动机每到达一个装配工位时自动停止，当操作工完成装配后发出放行指令后自动放行。当前发动机的运行状况不能够影响到其他发动机的运行。

旋转：在装配线上有专门用于旋转发动机托盘的设备转台，当发动机经过转台时自动的停下，转台升起，旋转90度或180度后，转台下降，发动机放行。

举升：在装配线上的四个转角处有专门的举升台，当发动机经过举升台时托盘被举起，然后位于举升台上的滚轮将托盘传输到下一条线上。

翻转：有时要在发动机缸体的底部安装零件就需要将发动机翻转90度或180度进行安装。当发动机托盘经过翻转机时，托盘被自动的举起离开生产线，翻转机的手臂下降，夹紧发动机然后上升到一定高度，翻转90-180度放下到托盘上。

一种采用上述发动机装配系统装配发动机的方法，其特征在于，装配工作流程如下：

操作员人操作电动起重机将机加线加工好的发动机缸体吊装到发动机生产线的托盘上，发动机装配线自动然后通过滚道托盘按逆时针方向输送到下一安装工位上自动停止在该工位上，该安装工位的操作工安装依据该发动机的型号安装相应的零件到发动机缸体上然后发出指令给装配线，发动机托盘自动的被传输到下一工位，下一工位的操作工依次安装相应的零件到发动机上，依次类推当发动机走到下线工位时该工位的操作工通过电动起重设备将安装好的发动机吊离发动机装配线完成发动机的生产。

作为本发明所述的一种发动机装配方法的一种优选方案，其中：所述装配线上存在一定的工位安装的转台，举升台，翻转机等设备，将发动机进行旋转，举升，翻转等操作，方便后面的操作工进行安装。

与现有技术相比：

①分散控制，集中管理，可靠性高；

②网络通信，信息共享，互通性好，实时性强；

③站位分工明确，专业性强；配合高精度的测量器件和执行部件，实现高精度的定位和定量及高速度的工艺流程控制，节时高效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明控制单元拓扑图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明提供一种发动机装配系统及方法，请参阅图1，包括，操作站单元、热备服务器单元、控制单元、现场I/O站单元以及外围驱动单元；

操作站单元，用于执行提供全汉化人机界面，实现控制系统的监控操作功能(操作、显示、报表、报警、趋势)，并且接收工厂监控系统下发的生产指令，自动分配各工位生产所需资料，并通过网络将生产计划和各工位所需材料型号下发给各相关控制单元；

热备服务器单元，选用双机热备冗余服务器，带磁盘阵列；

控制单元，用于执行与交换机和上位机系统连接，上传设备运行和故障状态，接收生产指令，并根据装配工位自动化复杂程度和工艺布局特点，装配线电气控制主要由区域控制(包括线体和手动工位)、自动和半自动工位以及返修工位组成；

现场I/O站单元，选用SIEMENSET200eco系列模块，带Profibus通讯接口，安装、接线方便，集成度高，可靠性好；

外围驱动电源，包括MOBY无线读写设备、条码和二维码描枪、Comau机器人、伺服控制器、Atlas拧紧设备、测漏设备、串口打印设备及压装设备，用于执行完成设备编号打印、序列号读取、生产信息读写、工件拧紧、工件搬运、工件组装功能。

区域控制包括手动、自动及半自动三种工作模式，主要负责区域内线体驱动、移行、转台、手动和简单半自动设备，并显示上线产品信息和故障报警代码，其中：

手动工作模式主要包括手动压装、涂胶、试漏、拧紧及拧松；

半自动工作模式，包括半自动压装、涂胶、试漏、拧紧、拧松等。由人工辅助安装发动机产品零部件，装配工作由设备自动完成

自动工作模式，包括对多轴拧紧机、翻转机、试漏、压机和测试设备等控制，配置独立的PLC和HMI。

操作站单元可以分成四种，同种类的控制内容基本相同，其中，发动机托盘一般在生产线上主要完成停止，旋转，举升，翻转四个动作，控制程序必须自动完成上述的每一个动作，并且在上述动作执行的过程中操作工随时可以干预动作的执行。

发动机装配工作流程如下：

操作员人操作电动起重机将机加线加工好的发动机缸体吊装到发动机生产线的托盘上，发动机装配线自动然后通过滚道托盘按逆时针方向输送到下一安装工位上自动停止在该工位上，该安装工位的操作工安装依据该发动机的型号安装相应的零件到发动机缸体上然后发出指令给装配线，发动机托盘自动的被传输到下一工位，下一工位的操作工依次安装相应的零件到发动机上，依次类推当发动机走到下线工位时该工位的操作工通过电动起重设备将安装好的发动机吊离发动机装配线完成发动机的生产。

装配线上存在一定的工位安装的转台，举升台，翻转机等设备，将发动机进行旋转，举升，翻转等操作，方便后面的操作工进行安装，其中：

停止：发动机每到达一个装配工位时自动停止，当操作工完成装配后发出放行指令后自动放行。当前发动机的运行状况不能够影响到其他发动机的运行。

旋转：在装配线上有专门用于旋转发动机托盘的设备转台，当发动机经过转台时自动的停下，转台升起，旋转90度或180度后，转台下降，发动机放行。

举升：在装配线上的四个转角处有专门的举升台，当发动机经过举升台时托盘被举起，然后位于举升台上的滚轮将托盘传输到下一条线上。

翻转：有时要在发动机缸体的底部安装零件就需要将发动机翻转90度或180度进行安装。当发动机托盘经过翻转机时，托盘被自动的举起离开生产线，翻转机的手臂下降，夹紧发动机然后上升到一定高度，翻转90-180度放下到托盘上。

虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。