关于双离合变速器智能生产线智能制造新模式的探讨

关于双离合变速器智能生产线智能制造新模式的探讨

杨孝东

上海迦锐自动化检测科技有限公司

摘要：构建双离合变速器智能生产线可以为汽车生产提供助力，提升汽车生产的自动化与智能化水平。为此，应加大对双离合变速器智能生产线智能制造新模式的调查研究力度，明确其涉及到的技术与具体应用。从调查研究结果来看，离合变速器智能生产线智能制造涉及到诸多技术，例如智能机器人全自动抓取技术等。为了提升制造质量，应利用远程运维等模式，从而提升自动化水平。

关键词：双离合；变速器；智能生产线

前言：

汽车行业中应用的自动变速器主要包括CVT、AT等类型，而我国大多数汽车厂商都十分青睐双离合变速器，进行双离合变速器智能生产线智能制造有利于提升汽车生产质量，因此本文将对其制造新模式进行简要分析。

1.双离合变速器生产线概述

变速器具有概念发动机转速与转矩的作用，又被称之为变速箱。当前，常用的自动变速器有AT、CVT、AMT以及DCT等，我国汽车厂商对AT变速器以及DCT变速器的需求量相对较大^【1】。DCT变速器即双离合变速器，是以手动变速器为基础的，其灵活性、舒适性相对较强，可以提供无间断的动力输出。所以近年来，双离合变速器的应用规模不断扩大。

双离合变速器智能生产线属于智能制造项目，可以提升双离合变速器的自动化、智能化以及柔性化水平，突破传统双离合变速器的技术限制。与其它项目相比，双离合变速器智能生产线中的变速器壳体加热、卡环装配以及合箱压装都能在一个工位中自动实现；应用了智能机器人自动抓取技术；所有的物料上料工位中都具有智能扫码终端，可以进行自动化的身份信息扫描；可以在同一个工位中实现输出1轴与2轴分总成以及差速器分总成的自动化测量；可以利用执行管理系统对生产过程进行订单化管理。

DQ380&500 双离合变速器生产线项目是我国第一条全自动双离合变速器生产线，主要是由热铆、自动检测、自动上TCU等12个工位共同构成的。在应用过程中，DQ380&500双离合变速器生产线可以按照相关要求对产品部件TCU的盖板与lead frame进行热铆接。且该生产线具有较高的自动化水平，生产人员只需要通过人工操作的方式进行铝板和3个保护盖板上料，其它环节都是自动化操作。

2.双离合变速器智能生产线技术分析

双离合变速器智能生产线应用了诸多技术，有利于提升生产的自动化水平、减轻生产人员的劳动强度、提高产品的生产质量。

2.1智能机器人全自动抓取与拼装技术

智能拼装台主要是由智能机器人一次抓取输入轴总成、输出1轴/2轴总成以及差速器共同构成的。在生产过程中，智能拼装台可以自动调整轴系以及差速器总成的位置，确保其位置符合生产要求，从而实现自动精密对齿。其次，智能机器人自动抓取轴系拼装总成可以自动对准变速器壳体的位置。

2.2智能防错技术

智能防错技术在智能生产线中占据着重要地位，可以增强生产的精密性与准确性，减少生产中的错误。双离合变速器智能生产线中的智能防错技术应用体现在多个方面，例如智能扫码终端、智能料架、传感器等都应用了智能防错技术。第一，技术人员在物料上料工位上设置了智能扫码终端，可以对各个工件的身份信息进行自动扫描，有利于减少零部件错装、乱装以及混装等问题^【2】。第二，技术人员在工位上设置了智能料架，并将智能料架与PLC结合了起来，可以对小零件进行自动化检测，避免出现漏装等问题。第三，为了自动检测轴承齿轮以及卡簧等零件的安装情况，技术人员在生产线中设置了诸多传感器，可自动检测安装位置。例如，在研发DQ380&500 双离合变速器生产线项目时，技术人员在铝板中设置了7个高度传感器、在盖板上设置了两个检测传感器，有利于检测铝板与盖板的情况。第四，为了优化拧紧工艺，技术人员应用了电动拧紧工具，并对拧紧的力矩以及角度进行实时监控，有效提升了拧紧质量。第五，技术人员利用智能电子伺服压缸压装优化了压装工艺，并对压力与位移等情况进行实时监控。第六，技术人员利用智能相机摄像自动检测结合面胶线的曲线形状以及宽度，有利于解决胶线位移等问题，继而提升结合面涂胶质量。第七，在生产线中利用气密试漏仪检测产品的密封性。第八，在完成数据采集后，生产线中的托盘射频识别存储卡会自动存储数据信息，为信息查询奠定了基础。

2.3智能机器人一站式加热与装配技术

在研发双离合变速器智能生产线时，技术人员需要将智能机器人以及加热装置、压机系统结合起来，从而在一个工位中自动实现双离合变速器壳体的加热、卡环装配以及合箱压装。

2.4全内容测量站技术

全内容测量站技术即复杂轴系及差速器同工位全内容测量站技术，可以在一个工位中对输出1轴/2轴总分成以及差速器总分成进行自动测量。同时，在双离合变速器智能生产线中应用该技术也可以同时完成所有轴系的定位与举升工作。

2.5电动机装配技术

在智能生产线中应用多种混动电动机装配技术可以根据电动机与相关轴系的装配精度要求解决并联以及串联电动机装配问题。

2.6数控机床壳体加工技术

在智能生产线中应用数控机床壳体加工技术可以利用多种孔径柔性插补加工代替传统的定制刀具，继而提升物流壳体机加工的自动化水平。

2.7执行管理系统

生产过程执行管理系统在智能生产线中占据着重要地位，可以对生产过程进行严格管理。首先，在智能生产线中应用执行管理系统可以对生产过程进行订单化管理，也可以实现工艺更新与控制。同时，应用执行管理系统可以进行数据的自动化采集、自动化查询，对生产过程进行实时监控，对设备、物流系统进行信号控制^【3】。其次，执行管理系统中有托盘射频识别存储卡，可以对生产数据进行采集与存储。再次，在执行管理系统中可以利用网络方式查询质量数据、设备报警以及状态数据，同时也可以对数据进行量化分析，利用图片的方式展示数据。此外，利用执行管理系统可以明确生产设备的故障代码，继而分析故障原因与处理方式，也可以查询设备历史故障。

2.8人机协助技术

应用人机协助视觉引导装配技术可以利用智能相机进行操作动作的捕捉，也可以利用视觉投影进行装配的引导。

2.9优化技术

双离合变速器智能生产线的研发难度相对较大，存在诸多重难点，为此技术人员需要综合分析项目研发中的难点，并通过有效方式进行优化。DQ380&500 双离合变速器生产线项目中的疑难点相对较多，例如组装元件相对较多，来料方式与产线布局会受到诸多因素的限制；热铆工位较多，且每个工位对铆点的要求都不同，调整难度相对较大；热铆模块多点位置，且需要同时对速度传感器及压力传感器等18点位置进行热风铆接并将冷热切换时间控制在1.5s；铆接后的形状会对高度检测产生较大影响。为了解决这些问题，技术人员应采取合适的优化技术。第一，设置统一的高度支撑面，从而为EM模块TCU与lead frame提供支撑，并利用传感器检测产品放入定位销钉的高度。设置辅助压紧装置，对盖板与铝板进行压紧处理，避免出现转台脱离等情况。设置检测传感器，即在铝板中设置 7个高度传感器，确保铝板的高度高于3个盖板的高度，并在每一个盖板上设置2个检测传感器与机械高度 master，从而进行高度检验。第二，需要下降设备上部的down hold，使其高度符合要求，之后利用转台下index气缸将产品顶起。在底部需要铆接的地方利用弹簧顶柱将产品顶到down hold 的面上。第三，利用机械手自动将 EM 模块从激光焊接输送带传输至底座夹具上，再利用转台转到组装位置，将转动方向控制为逆时针。第四，利用设备自动检测6个铆接点的高度，并将检测精度控制为（0.0±0.2）。同时，需要按照正常产品的标准设计NG产品的取出与防治，加大保护力度，利用托盘放置废品。

3.双离合变速器智能生产线智能制造新模式应用及发展

在研发双离合变速器智能生产线时，技术人员应不断创新制造模式。（1）远程运维是新兴的制造模式之一，在双离合变速器智能生产线中应用该模式时需要在加工中心以及加工设备中设置一些监控设备，构建完善的云监控平台，从而采集设备数据，判断加工设备的工作状态是否正常^【4】。如果加工设备存在异常参数，监控平台会自动预警，有利于增强生产安全性、降低出现停产等情况的几率。其次，在应用远程运维这一模式时，技术人员也需要根据实际情况更换生产设备的零部件，做好零部件的维护与保养工作，提升设备的运行效率。（2）在研发双离合变速器智能生产线时，技术人员可以进行离散型智能制造，实现人机引导。部分汽车生产企业更注重网络创造，所以需要在智能生产线中进行网络协同制造。即对企业生产进行严密监控，将物流、仓储以及管理等各个方面结合起来。同时，技术人员需要优化柔性制造，根据客户需求进行个性化定制。（3）技术人员不仅需要应用远程运维，也需要加大对系统集成的研究力度，在自动化集成的基础上进行大数据等技术集成。从实际情况来看，未来客户对大规模定制的需求量较大，对生产线的功能提出了更高的要求，所以技术人员需要使双离合变速器智能生产线向模块化、定制化、集成化等方向发展。为了满足这些要求，技术人员需要研发MES软件、AGV小车等技术，从而优化智能生产线。

结语：

在双离合变速器智能生产线项目中需要灵活应用智能机器人全自动抓取及拼装变速器轴系总成技术、智能防错技术等先进技术，并根据项目重难点选择合适的处理方式，提升项目整体水平。

参考文献：

[1]王少璋,任卫东,李朋龙.基于双离合变速器的全自动泊车纵向控制机理研究[J].时代汽车,2021(14):22-23.

[2]楼振雄,段宇鹏,张云清.电动汽车湿式双离合变速器换挡动力学仿真[J].动力学与控制学报,2021,19(02):43-53.

[3]张丙玉.湿式双离合变速器起步控制策略分析及优化研究[J].机械传动,2020,44(09):140-146+175.

[4]王峰,周云龙.双离合变速器的结构原理及国内发展展望[J].现代工业经济和信息化,2020,10(08):18-19.