林巨廣,合肥工業(yè)大學(xué)汽車裝備研究所所長。近年來,他帶領(lǐng)課題組成員通過詳細(xì)調(diào)查研究和對比分析,發(fā)現(xiàn)了制約汽車發(fā)動機、變速器、驅(qū)動橋等關(guān)鍵產(chǎn)品質(zhì)量的瓶頸——汽車業(yè)普遍存在的落后裝配測量與控制手段,并先后成功完成奧地利斯太爾系列,美國美馳系列,德國曼系列,日本五十鈴、日產(chǎn)系列,韓國現(xiàn)代、統(tǒng)一重工系列等車橋和變速器的裝配測控難題。
MC記者在謝麗華小姐的協(xié)助下向林所長了解項目情況,期望更多的“產(chǎn)學(xué)研”能夠真正促進中國汽車工業(yè)的更大發(fā)展。
MC記者:國內(nèi)外汽車行業(yè)裝配與檢測技術(shù)現(xiàn)狀如何?
林巨廣(以下簡稱“林”):目前,國內(nèi)汽車傳動系生產(chǎn)企業(yè)由于受到傳統(tǒng)裝配工藝和測控手段限制,汽車傳動系總裝質(zhì)量滿足不了高質(zhì)量汽車的要求,其主要原因在于目前國內(nèi)企業(yè)缺少先進制造技術(shù)、測控技術(shù)與試驗技術(shù)的支持。在線測控裝備、試驗臺及機器人的使用密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家,成套裝備應(yīng)用更少。而國外先進的汽車制造企業(yè)多擁有汽車傳動系的自動化生產(chǎn)線和裝配線,裝配工藝標(biāo)準(zhǔn)明顯高于國內(nèi)。這是因為他們廣泛采用了測控技術(shù)和設(shè)備,進行在線測量;對墊片厚度、軸承預(yù)緊力、螺母預(yù)緊力、齒側(cè)間隙等能進行現(xiàn)場測量調(diào)試;同時大量采用可控扭矩的螺紋擰緊機,生產(chǎn)自動化程度高,產(chǎn)品的裝配精度高、噪聲低、壽命長。
隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展,對汽車傳動系質(zhì)量和數(shù)量的要求將不斷提高。同時,隨著國內(nèi)汽車市場的進一步開放,國外汽車及零部件生產(chǎn)商勢必大批進入中國,我國汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)將面臨前所未有的挑戰(zhàn),若不對現(xiàn)有的制造技術(shù)進行改進升級,以保證和穩(wěn)定高的產(chǎn)品質(zhì)量,企業(yè)將在市場競爭中面臨被淘汰的現(xiàn)實。目前,國內(nèi)大部分企業(yè)已認(rèn)識到研制開發(fā)汽車傳動系制造與裝配技術(shù)和設(shè)備刻不容緩。
MC記者:技術(shù)落后導(dǎo)致裝備落后,裝備的落后也必然使得生產(chǎn)水平和產(chǎn)品質(zhì)量不高。那么,為了克服這一困擾我國制造業(yè)發(fā)展的難題,您及其研究小組主要將工作重點集中在哪個方面?
林:我們主要以汽車制造業(yè)為突破點,圍繞汽車關(guān)鍵部件——傳動系的制造裝備開展技術(shù)研究和裝備開發(fā)。
MC記者:那么,技術(shù)與裝備開發(fā)的原則重點主要從哪幾個方面考慮?
林:一是高柔性。隨著社會和市場的發(fā)展,汽車需求趨于多樣化,企業(yè)的生產(chǎn)也必須滿足多種類、中小批量的需求。汽車傳動系制造技術(shù)及裝備,必須具有高度的柔性以滿足多種類產(chǎn)品的需求。
二是高精度、高可靠性。制造與裝配工藝是影響汽車傳動系總成質(zhì)量的關(guān)鍵因素。車輛傳動系的制造與測控設(shè)備必須具有高精度、高可靠性,以保證汽車傳動系的質(zhì)量。
三是適應(yīng)性。汽車傳動系制造技術(shù)正處于飛速發(fā)展階段,項目的研究以適應(yīng)我國國情和企業(yè)實際為基本出發(fā)點,以取得最佳的應(yīng)用效果,尋求企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益的統(tǒng)一。
第四個方面就是人機的友好化。市場的擴大和企業(yè)的整合使企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模越來越大,提高裝配效率是企業(yè)面臨的關(guān)鍵問題。通過提高測控設(shè)備的人機友好化,提高工人的操作效率,是提高裝配線效率的有效措施。
MC記者:關(guān)于項目的主要內(nèi)容都包括什么?
林:這個項目雖然屬于機械制造領(lǐng)域,但它需要計算機、自動化、檢測和控制等學(xué)科知識的集成。主要內(nèi)容包括:一是高集成度的柔性自動化裝配線。主要分析多種引進車橋及變速箱產(chǎn)品,制訂優(yōu)化的裝配工藝,理順裝配物流;開發(fā)多臺在線測控裝備集成的柔性自動化裝配線,提高裝配效率和質(zhì)量,使生產(chǎn)節(jié)拍控制在1.2min之內(nèi)。二是要具有國際先進水平的測控、試驗技術(shù)與裝備。主要研究汽車傳動系中軸承預(yù)緊力的測量、分析、計算、控制理論與方法,螺栓(母)擰緊技術(shù),變速箱、減速器及橋總成試驗技術(shù)及涂膠技術(shù)等,開發(fā)關(guān)鍵裝備,提高在線測控能力,使產(chǎn)品重裝返工率下降到5%以下。三是建立系列工業(yè)機器人工作站。主要研究工業(yè)機器人集成應(yīng)用技術(shù),自主開發(fā)變位機、回轉(zhuǎn)工作臺等裝備,實現(xiàn)多復(fù)雜系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制,開發(fā)弧焊機器人工作站、點焊機器人工作站及切割機器人工作站,使加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠,顯著提高加工效率。
MC記者:特點是什么?目前的應(yīng)用情況如何?
林: 這個項目具有系統(tǒng)性、先進性、適應(yīng)性和技術(shù)成熟穩(wěn)定的特點。項目成果已經(jīng)在一汽集團、東風(fēng)集團、陜汽集團、重汽集團、晉南機械廠及江淮汽車集團得到廣泛應(yīng)用,應(yīng)用于奧地利的斯太爾橋、韓國現(xiàn)代車橋和變速箱(H1、SUV504)等10多個系列產(chǎn)品。累計技術(shù)轉(zhuǎn)讓費用超過一億元,為企業(yè)帶來的新增產(chǎn)值超過70 000萬元,推動了我國汽車制造企業(yè)的制造技術(shù)與裝備水平的提高。
MC記者:我們很關(guān)心該項目是否有創(chuàng)新之處?
林:這個項目是對機械、計算機、自動化等領(lǐng)域理論方法進行了集成創(chuàng)新應(yīng)用,主要體現(xiàn)在:
一是原理創(chuàng)新。我們提出了基于載荷模型、運動測量與誤差補償體系的汽車傳動系裝配間隙測量、選片原理與方法;軸承預(yù)緊力檢驗原理與方法;汽車傳動系產(chǎn)品試驗原理與方法。
二是工藝創(chuàng)新。我們提出了融合裝配、測量和試驗的裝配流程和工藝,尤其是針對橋減速器裝配的并列雙環(huán)加合環(huán)的工藝與布局,是本項目首次提出。
三是技術(shù)與結(jié)構(gòu)發(fā)明。我們發(fā)明設(shè)計了運動與測量機構(gòu)相分離的墊片預(yù)選機測量機構(gòu)、高效擰緊機構(gòu)和擰緊軸分布圓直徑調(diào)整機構(gòu)及多功能變位機與雙工位工作臺等,并已申請四項發(fā)明專利和四項實用新型專利。
四是集成應(yīng)用創(chuàng)新。我們通過系統(tǒng)集成和控制技術(shù)解決了多復(fù)雜系統(tǒng)的集成和協(xié)調(diào)問題,開發(fā)了包括多臺選片機、測量機、擰緊機等在線測控裝備的系列自動化柔性裝配線,開發(fā)了汽車傳動系復(fù)雜零件的點焊、弧焊及切割機器人工作站;開發(fā)了先進供膠系統(tǒng)與自主開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)集成的數(shù)控涂膠機。
另外,在汽車主減速器裝配墊片預(yù)選方法、預(yù)選機測量機構(gòu)及操控方式,墊片厚度測量儀,基于伺服系統(tǒng)的螺紋擰緊機,多軸擰緊機擰緊軸分布圓直徑調(diào)整機構(gòu)還具有發(fā)明專利。
MC記者:如果將“車輛傳動系制造關(guān)鍵技術(shù)及裝備項目”同國內(nèi)外同類技術(shù)的應(yīng)用相比較,它有什么特點?
林:首先,與國內(nèi)同類技術(shù)相比,自主知識產(chǎn)權(quán)含量高。項目技術(shù)研究和裝備開發(fā)立足于自主研發(fā),主要體現(xiàn)在適合于汽車傳動系裝配的裝配工藝和裝配線布置方案,基于建模分析、運動測量及誤差補償?shù)燃夹g(shù)的測量分析和選片技術(shù),軸承預(yù)緊力檢驗機設(shè)計,基于自主設(shè)計的高效減速機構(gòu)和擰緊軸分布圓直徑調(diào)整機構(gòu)的擰緊機的設(shè)計與開發(fā),數(shù)控系統(tǒng)在涂膠機中的應(yīng)用方案和先進的圖形處理技術(shù),工業(yè)機器人集成控制和應(yīng)用技術(shù)以及高精度工裝的開發(fā)等方面,項目成果已經(jīng)申請四項國家發(fā)明專利,因此本項目具有突出的先進性和自主知識產(chǎn)權(quán)。
其次,與國內(nèi)外同類技術(shù)相比,適應(yīng)性強。項目技術(shù)研究和裝備開發(fā)立足于我國汽車制造企業(yè)的技術(shù)和裝備水平,針對企業(yè)迫切需要改進和提高的裝配、測量、試驗等技術(shù)環(huán)節(jié)進行攻關(guān),并開發(fā)相關(guān)裝備推動技術(shù)在企業(yè)的應(yīng)用,有效整合企業(yè)已有資源,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,因此本項目在企業(yè)得到了廣泛應(yīng)用,并取得了良好的應(yīng)用效果。
第三,與國內(nèi)同類技術(shù)相比,具有較高的自動化水平。本項目集成了大量自主開發(fā)的自動化裝備,并進行了高效集成,使制造和裝配過程自動化水平和生產(chǎn)效率大大提高。該技術(shù)成果,特別是裝配線的自動化水平在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。
還有一點,與國內(nèi)外同類技術(shù)相比,系統(tǒng)集成度、工業(yè)化技術(shù)可靠性和技術(shù)成熟度高。項目開發(fā)的系統(tǒng)及裝備是機、電、液、氣一體化的有機集成應(yīng)用,集成度高。應(yīng)用實踐表明,此項目成果的工業(yè)化技術(shù)可靠性與技術(shù)成熟度高,受到用戶的歡迎。
MC記者:該項目在推動行業(yè)科技進步方面有哪些作用?
林:我們總結(jié)有三個方面:
一是本項目研究成果主要應(yīng)用于汽車零部件的制造、裝配和試驗過程之中,一系列關(guān)鍵技術(shù)的解決和裝備的開發(fā),突破了制約我國汽車生產(chǎn)企業(yè)制造能力偏低、產(chǎn)品質(zhì)量等級不高的現(xiàn)狀,使產(chǎn)品的精度和可靠性接近或超過國外同類產(chǎn)品,可以替代進口,提高了相關(guān)企業(yè)產(chǎn)品的市場競爭力。
二是本項目的研究和開發(fā),從系統(tǒng)的角度研究汽車傳動系產(chǎn)品的開發(fā)和制造能力,技術(shù)涵蓋加工、裝配、試驗等多個領(lǐng)域,可以服務(wù)于零部件生產(chǎn)企業(yè)、零部件裝配企業(yè)以及整車生產(chǎn)企業(yè)。本項目成果的應(yīng)用,系統(tǒng)地提高了行業(yè)的技術(shù)和裝備水平,提高了行業(yè)的競爭力,并促進了行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、優(yōu)化、升級及產(chǎn)品的更新?lián)Q代。
第三,由于本項目研究成果的技術(shù)先進性,項目成果已經(jīng)在中國一汽、東風(fēng)汽車集團、重汽集團、陜汽集團、江淮集團等我國汽車行業(yè)骨干企業(yè)得到廣泛推廣應(yīng)用,并取得了良好的社會、經(jīng)濟效益,項目的轉(zhuǎn)化程度高,具有很強的示范、帶動和擴散能力,推動了整個行業(yè)的技術(shù)升級和發(fā)展。