旋塞閥零部件自動化組裝工藝流程中的自動化技術應用

陳 煒

（克瑞國際商貿（北京）有限公司，北京 100000）

旋塞閥作為目前使用范圍較廣的一種閥門，是關閉件或柱塞形的旋轉閥，通過旋轉90°使閥塞上的通道口與閥體上的通道口相通或分開，實現開啟或關閉的一種閥門。旋塞閥由多個零部件構成，現今，大多數的生產線上由工人進行組裝，既耗費時間又耗費人力，需要自動化裝配組裝，但自動化組裝工藝技術覆蓋面只有10%左右，須制訂更加成熟的自動化裝配產線，形成更加穩定的自動化應用場景，從而提高該行業整體的自動化水平和生產層次。

1 旋塞閥零部件自動化組裝技術的現狀和瓶頸

1.1 旋塞閥零部件自動化組裝技術現狀

隨著現代工業的發展，旋塞閥作為一種重要的工業控制設備，其生產效率和質量要求日益提高。旋塞閥零部件的自動化組裝技術在提高生產效率、降低勞動力成本及改善產品質量等方面具有重要意義。目前，旋塞閥零部件自動化組裝技術已取得了一定的進展。在自動化設備的幫助下，通過采用機器人、自動化傳輸設備和自動化裝配設備等，可實現旋塞閥零部件的高速、高精度組裝。自動化設備具備高效、準確和穩定的特點，可有效提高生產效率和質量，并減少人工操作中的失誤。

1.2 旋塞閥零部件自動化組裝技術存在的瓶頸問題

旋塞閥零部件自動化組裝技術面臨一些挑戰和瓶頸，具體為：①旋塞閥零部件種類繁多、形狀復雜、尺寸精度要求高，不同型號、不同規格的旋塞閥零部件在組裝過程中會存在較大的差異。因此，如何設計通用的自動化裝配設備，以適應各種旋塞閥零部件的組裝需求，是一個亟待解決的問題。②旋塞閥零部件組裝過程中涉及的力學特性、材料特性等因素復雜多樣，如何通過自動化技術準確控制這些特性，確保組裝過程的精度和穩定性，也是一個難題。③旋塞閥零部件的組裝過程中需要進行檢測和調試，以確保產品的質量和性能。如何在自動化組裝過程中實現高效、準確的檢測和調試，尤其是對于細小零部件的定位和連接情況的檢測，仍須進一步研究和改進。

綜上所述，旋塞閥零部件自動化組裝技術面臨的一些挑戰和瓶頸，可通過提高自動化裝配設備的通用性和靈活性，優化自動化組裝過程中的力學特性和材料特性控制，以及改進自動化檢測和調試技術，進一步提高旋塞閥零部件的自動化組裝效率和質量。

2 旋塞閥零部件的組成結構及組裝基本流程

2.1 旋塞閥零部件的組成結構

旋塞閥是由多個零部件組成的復雜設備，其主要零部件包括閥體、閥蓋、閥桿、閥瓣、密封墊片、彈簧等。這些零部件的組裝關系及其相互作用關系直接影響旋塞閥的工作性能和密封性。

（1）閥體是旋塞閥的主體部分，由鑄鐵、鑄鋼等材料制成，具有連接管道和安裝其他零部件的功能。

（2）閥蓋通常覆蓋在閥體上，并與閥體緊密連接，用于固定閥瓣和調節閥的開閉。

（3）閥桿用來連接閥蓋和閥瓣，通過旋轉閥桿實現閥瓣的開閉動作。

（4）閥瓣通過旋轉或上下移動來控制流體通道的開閉，通常由金屬制成，防止旋塞閥的受損，提高抗損能力。

（5）密封墊片可用于保證旋塞閥的密封性，通常采用橡膠、聚四氟乙烯等材料制成。

（6）彈簧是用于提供閥瓣的閉合力，保證密封性能和正常的彈性活動。

2.2 旋塞閥零部件的組裝基本流程

旋塞閥零部件的組裝是一個復雜的工藝過程，通常包括以下幾個基本步驟。

（1）零部件預處理。將旋塞閥零部件進行清洗，去除油污及雜質等，以確保組裝過程的衛生和質量。

（2）零部件配對和匹配。根據設計和功能要求，將匹配的零部件進行組合，并進行測量和測試，以確保組裝的準確性和質量。

（3）零部件裝配。根據旋塞閥的設計要求和組裝圖紙，按照順序將各零部件進行組合裝配。通常從閥體開始，依次安裝閥蓋、閥桿、閥瓣、密封墊片、彈簧等零部件。在裝配過程中，需要注意零部件的定位、連接方式和緊固力度，以確保組裝的準確性和穩定性。

（4）調試和測試。完成零部件的裝配后，進行旋塞閥的調試和測試，主要包括旋塞閥的開閉試驗、密封性能測試等，以確保旋塞閥的工作性能和質量符合要求。

（5）清潔和包裝。完成調試和測試后，對旋塞閥進行清潔處理，并進行合適的包裝，以保證產品的外觀和質量。

通過合理的組裝順序和操作要求，可確保旋塞閥的組裝質量和密封性能。然而，傳統的手工操作方式需要大量的人力和時間，限制了生產效率和產品質量的提高。因此，引入自動化技術來實現旋塞閥零部件的自動化組裝，成為了一個重要的發展方向。

3 旋塞閥零部件自動化組裝工藝流程中自動化技術的具體應用

3.1 自動化裝配線的設計與布局

自動化裝配線是旋塞閥零部件自動化組裝的核心部分，其設計與布局直接關系生產效率和質量穩定性。在設計自動化裝配線時，需要考慮以下幾方面。

（1）設備選擇。選擇適用于旋塞閥零部件組裝的自動化設備，如自動進料機、自動擰緊機、自動焊接機器人等。這些設備能高效地完成各組裝步驟。

（2）流程優化。通過對組裝流程進行優化，可減少無用動作和工序，提高組裝效率。同時還須考慮零部件的位置、順序和運輸方式，以最大程度減少工人和機器人間的沖突和碰撞。

（3）系統集成。將各自動化設備、傳感器和控制系統進行有效整合，確保能協調工作。同時，對自動化裝配線進行可視化管理，實時監控生產狀態和數據。

在進行正確的設備選擇、優化流程、集成系統后，還需要把握自動化裝配系統各分區的設定和功能的發揮，保證每個工序相對獨立及工序間邏輯順序的高度一致，從而確保工序的協調統一和步驟的精簡。將每個工作作為獨立的考慮單元，并將各環節通過串聯關系制訂成完整的線路，得到最終的呈現狀態和具體的系統架構主要包括如圖1所示的幾個部分。

圖1 自動化裝配系統架構

3.2 傳感器技術在自動化組裝中的應用

傳感器技術在旋塞閥零部件自動化組裝中起著至關重要的作用，通過安裝各種傳感器，可實時監測和控制組裝過程中的關鍵參數，從而提高組裝的準確性和穩定性。傳感器的基本種類包括以下幾種。

（2）力傳感器。用于測量擰緊力度，確保螺紋連接的緊固力符合要求。

（3）觸發傳感器。用于觸發下一步操作，如自動噴涂、自動焊接等。

（4）視覺傳感器。用于檢測零部件的外觀和質量，以保證組裝的完整性和一致性。

這些傳感器可以與自動化設備和控制系統進行集成，實現自動化的反饋和調整，提高組裝過程的精度和效率。例如，扭力傳感器在實際設計中的應用基本原理是在伺服電機和負載端間通過使用兩個聯軸器將扭力傳感器連接起來，在負載端的驅動下，旋塞閥轉軸在符合規定的要求下轉動，這時扭力傳感器可以得到實測值，并進行實測值和標準值的比較，從而判斷產品是否符合規格和要求。

3.3 機器人技術在旋塞閥零部件組裝中的應用

通過使用機器人，可實現高精度、高速度及高可靠性的組裝過程，同時彌補了使用人力資源浪費的情況。機器人的工作范圍包括以下幾點。

（1）自動化抓取。機器人可準確地抓取和定位零部件，避免了人工操作的誤差。利用機器人的高速度和高重復性，可極大提高組裝效率。

（2）自動化擰緊。機器人可精確控制擰緊力度和角度，確保螺紋連接的質量和穩定性。

（3）自動化檢測。機器人可進行零部件的視覺檢測和質量控制，及時發現和修復組裝過程中的問題。

在對元曲的推尊形式上，朱權《太和正音譜》與賈仲明《續錄鬼簿》是明初最主要的兩部曲學論著，前者以評價作家整體風格面貌為主，后者以描述作家人生傳略為主，均沒有就具體作品、典型詞句展開細致分析，可見當時“尊元”傾向還處于粗線條的作家作品概況描繪階段，尚未轉入對作品字斟句酌的細節品評。而且兩部著作均以雜劇作家為主要評述對象，也可以看到當時“尊元”的主要視野范疇在于北曲系統，罕涉南戲。換言之，元人以北曲為聲音正統的“中原正音”觀念，也明顯為明初曲學所承襲。

通過合理設計機器人的工作路徑和安全防護措施，可確保機器人的安全性和生產效率，提高整個裝配生產線的生產效率及經濟效益。

3.4 數據分析與質量控制

通過收集和分析生產過程中的數據，將數據傳輸到終端設備和處理設備，可以及時發現潛在問題并進行調整和優化。

（1）數據采集是通過傳感器和自動化設備，收集實時的生產數據，如組裝速度、擰緊力度、質量指標等。

（2）在數據收集的基礎上進行數據分析，從而及時分析和發現生產過程中的異常和趨勢，為決策提供科學依據和指導建議。

（3）進行質量控制是根據數據分析的結果，及時調整自動化裝配線的參數和工藝，確保產品質量的穩定性和一致性，降低產品生產出錯的概率。

通過進行數據分析和質量控制，可持續改進自動化組裝過程，并提高產品的質量和可靠性。

通過合理設計自動化裝配線、使用傳感器技術、應用機器人技術及進行數據分析和質量控制，可實現高效、精確和穩定的旋塞閥零部件自動化組裝。這些自動化技術的應用將提升生產效率、保證產品質量，并具有廣闊的應用前景。

4 旋塞閥零部件自動化組裝工藝流程中的自動化技術應用前景

自動化技術在旋塞閥零部件組裝領域的應用前景十分廣闊，未來的技術覆蓋率將極大提高，其主要體現在以下幾方面。

4.1 技術發展趨勢

隨著科技和自動化技術的不斷進步及發展，旋塞閥零部件自動化組裝工藝將越來越成熟和高效。未來的發展趨勢包括更高精度的機器人技術、更智能化的傳感器技術及更先進的數據分析和人工智能技術的應用。這些技術的不斷提升將使得旋塞閥零部件的自動化組裝更加可靠、高效和智能化。

4.2 提升經濟效益與生產效率

通過自動化技術的應用，旋塞閥零部件的生產效率和經濟效益將極大提高。自動化裝配線的使用可大幅減少人力成本，并且可以實現24 h 連續生產，加快生產周期。自動化技術的高速度和高精度可提高組裝的準確性和穩定性，降低廢品率，從而降低生產成本。

4.3 保證品質穩定與產品一致性

自動化技術的應用可確保旋塞閥零部件的組裝過程具有高度的品質穩定性和產品一致性。傳感器技術的使用可實時監控組裝過程中的關鍵參數，確保零部件的位置、角度和質量符合要求；機器人技術的高精度和高可靠性可保證組裝的準確性和穩定性。由此，便可提高旋塞閥的工作效率和可靠性，滿足用戶對產品品質的要求。

4.4 規劃利用人力資源

自動化技術的應用使得人力資源可以更加有效地進行規劃和利用。相對于傳統的手工組裝，自動化組裝減少了對大量熟練工人的需求，通過合理布局自動化裝配線和合理安排操作員的工作，可充分規劃和利用人力資源，提高生產力和工作效率。

5 結束語

隨著現代工業的不斷進步，旋塞閥零部件自動化組裝工藝流程中的自動化技術將發揮越來越重要的作用。在嚴密的裝配和檢測系統支撐下，旋塞閥零部件自動化組裝工藝可及時提供統計數據并反饋信息，得到可觀的成品合格率。然而，自動化技術仍不成熟，需要進一步研究和改進，以解決現在面臨的挑戰，并提高旋塞閥零部件組裝的效率和質量。同時，還應關注自動化技術的應用前景，探索更多創新和發展方向，推動旋塞閥行業的發展和進步。