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在汽车工厂的各大车间中,总装车间是实现无人化全自动生产的最后难题,就连马斯克都在这里遭遇滑铁卢,这里也是当下汽车工厂中人员最多的车间,没有之一。
在小米汽车工厂介绍中,关于总装车间有一段介绍:采用“赛车同款Atlas Copco 数显拧紧扳手,严格控制拧紧扭矩,做到全车连接点高精度、全生命周期可溯源”。
从2006年至今,我见证着汽车装配拧紧工具,从气动工具向更高精度的电动工具的转变,今天就来聊一聊拧紧工具的发展。
在丰田、本田和日产全球数十家工厂中,日本品牌气动工具长期以来都占据主要的位置,有横田YOKOTA和瓜生URYU两大品牌,如今依旧保有一定的使用量。
而在大众、通用和宝马的工厂里,电动拧紧工具的使用历史更加长久,比较有名的就是阿特拉斯ATLAS、马头DESOUTTER和博世BOSCH等品牌。
1. 拧紧工具在汽车总装车间的应用场景
在汽车工厂装配生产线上,气动拧紧工具和电动拧紧工具都有各自的应用场景。
气动拧紧工具常被用于对精度要求不是特别高的拧紧作业,而电动拧紧工具在需要高精度控制的拧紧作业中大放异彩。
比如,在发动机装配线上,对于气缸盖罩、曲轴油封等部件的拧紧作业,电动拧紧工具能够更精确地控制扭矩值,确保装配质量。而对于一些对精度要求不是特别高的部件,如某些支架、连接板等,气动拧紧工具则能够满足生产需求。
2. 气动拧紧工具和电动拧紧工具的优劣势对比
气动拧紧工具的工作原理:利用气压或者液压,直接或者驱动脉冲机构达到所需的扭矩。
优势:成本低、扭矩范围大、拧紧速度快、不易产生反作用,操作更加安全。
劣势:精度相对较低、噪音大、能耗较高。
电动拧紧工具的工作原理:主要依靠电机驱动,通过内置扭矩传感器、角度传感器等精密部件,实时检测和控制拧紧力矩及角度。
优势:精度高,通过传感器和控制技术,能够精确控制扭矩值;可追溯性强,拧紧数据可实时记录和分析,便于质量追溯;易于自动化集成,与自动化生产线无缝对接,提高生产效率;能耗低,采用高效电机和智能控制系统,能耗相对较低。
劣势:成本较高、对电源稳定性要求高。
3. 电动脉冲工具就是拧紧工具的中间态
电动脉冲拧紧工具的工作原理:利用电驱动带动脉冲机构达到所需的扭矩,通过脉冲式的动力输出,实现对螺栓的快速拧紧。
电动脉冲拧紧工具的精度:电动拧紧工具的定扭精度范围一般在±5%以内,气动拧紧工具的精度在±10%-15%,而电动脉冲拧紧工具介于两者之间,其应用于对拧紧速度有一定要求,同时对精度要求不是极端严苛的场景。
电动脉冲工具在丰田全球工厂有大量的应用,主要是用于取代非“重保工位”的气动拧紧工具,实现生产效率和生产质量的均衡。
当然,每一个工艺对工具的选择除了品牌和种类的区别,还涉及具体的零部件材料、软硬链接、螺栓和螺母的材质等等多重因素,当然还包括操作人员的使用规范。
在总装车间的拧紧工具群中,除了以上品牌的工具之外,牧田MAKITA、松下NATIONAL和泛音FEIN等搭配电池的电动扳手,和东日TOHNICHI这一款高精度的手动工具。
气动拧紧工具和电动拧紧工具在多个方面存在显著的差异,选择哪种工具应根据具体的拧紧需求、应用场景以及成本预算等因素进行综合考虑,并不是全部采用电动拧紧工具才是高大上!
当然,拧紧工具的电动化是汽车工厂装配生产线发展的必然趋势,这也是智能工厂和产品质量全流程管控的要求。
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