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摘要：随着人们生活的提高，汽车已经成为了家庭生活的出行必备品，因此汽车的需求量剧增。但由于汽车产业竞争压力大，汽车企业为了更好的占有市场分额，则需要对自身的产品进行创新以及轻量化设计。本文简述了在某企业中的汽车仪表板的制作过程，仪表板的注塑生产主要是通过火焰处理来制作完成的，在制作的过程中应用机器人来实现自动化操作，能够最大化的提高汽车仪表板的产量以及质量，从而提高了汽车产品的轻量化以及高经济。同时本文还对设计过程中的相关滑台控制系统进行了改进设计研究，使其可以达到通用的效果，提高了操作的简便性。
关键词：汽车仪表盘；火焰处理；机器人；滑台控制系统
引言
随着人们生活水平的提高，汽车已经成为了很多家庭的常规产品。汽车产品的发展趋势为轻量化、节能化，这就需要提高汽车的塑料化进程以及机械自动化控制能力。塑料因其质量轻、韧性好、成本低、用途广泛等优势成为了汽车工业化生产的最佳材料，也满足了用户更高的美观设计以及实用性要求。汽车中的仪表板是汽车内饰的关键部分，它集中体现了汽车的安全性、功能性、舒适度等特性，要具备较强的美观度、表面触摸感、耐擦拭等特点，为了实现上述特点，塑料应用在汽车的仪表板上。本文研究的YF安亭工厂新投入某知名品牌3200T注塑机，用于某新项目的仪表板注塑的生产。同时在注塑机周边安装了火焰处理设备及相关滑台等控制系统，计划实现嵌件注塑与火焰处理“单件流”的生产模式。由于其设备只考虑了新项目，存在唯一性，无法实现Tiguan仪表板火焰处理的生产，因此需要对火焰处理设备及相关滑台控制系统的改造，在不影响将来新项目的投产的情况下以适应Tiguan项目。
1 汽车仪表板
仪表板作为汽车内饰的重要组成部分，也是车内最重要的汽车参数显示部件。它能将汽车的各种重要行车参数供驾驶员进行参考，因此仪表板的造型设计工艺也是衡量汽车产业的工艺水平的重要标准。
汽车仪表板是指汽车内部中各个部件中的仪表以及电火开关的一个总成。它位于前排座椅和挡风玻璃中，一般为内嵌的大跨度曲面零件，它能随时反应汽车的运行状态。它是部分设备的控制中心，集成了美观、舒适、时尚、安全为一体，已经成为了汽车操纵的集中部分，也是各种功能的集成载体。
2 仪表板火焰处理设备设计
2.1 火焰处理原理
仪表板在美观的同时需要保障质量，且汽车仪表板在制作过程中要保持轻便，因此对于塑料等要求也比较高。在仪表板的塑料成型中通常是应用火焰处理方式。火焰处理能够通过高温来调节塑料的表面性质，即在高温情况下把塑料表面的大分子经过氧化反应产生极性基团，且还会对塑料表面中原有的结构分子产生影响，这样就能将良好的水基的保护膜黏附在塑料表面上。
火焰处理主要功能是在塑料表面产生亲水成分，能够促进其产生有条件的产生水基覆盖膜，且在火焰处理中高温以及火焰的产生设备则是要使用特定的喷灯。喷灯在燃烧时会使用配比好的燃气和空气，并在持续的燃烧后将达到1100～1800℃氧化火焰。高温会改变塑料的物理和化学性质，因此这就能达到在瞬间改变薄膜表面的目的。
在火焰处理中常用的方式时应用机器人进行处理，主要是通过在机器人的前臂上安装好喷射火焰头；接下来通过设置程序来操作机械手，按照既定的程序在塑料件的表面根据需求进行不同轴之间的转换，实现了火焰处理头能够始终保持在大概离塑料表面距离为20cm处。这就能够保障外焰能够高温作用在塑料外膜中，但却不能靠火焰太近否则将可能发生燃烧反应。同时在燃烧的过程中要保持确保移动手臂覆盖了所有的发泡表面，且不能有重复的现象。
2.2 项目仪表板火焰处理设计
YF安亭工厂新投入某知名品牌3200T注塑机，并于注塑机周边安装了火焰处理设备及相关滑台等控制系统，计划实现嵌件注塑与火焰处理“单件流”的生产模式。为了适应Tiguan仪表板的生产，且不影响新项目的投产，需要对火焰处理设备进行改造设计。
由于设备未进行过全自动生产，通过3D的设计方案看整个设备运转及工艺流程为：注塑完成——ABB机器人取件——滑台内部胎模升起——ABB机器人放件至滑台胎模上——火焰處理Fanuc机器人启动进行火焰处理——机器人处理完成回到原点——滑台内部胎模下降——将火焰处理好的产品留在滑台上——滑台再升起，将产品滑动至操作台——员工操作。识别出需要修改的位置后，在设计上进行修改，同时使用3D建模，在3D中模拟新项目的生产，Tiguan的生产，更大或更小的产品生产，换型情景等。在确认都兼容后，定下需更改的位置，下发更改通知书，对现场已安装到位的设备进行更改。
在仪表板的处理过程中，若需要二次加入Tiguan模号，必须要将新加入的Tiguan模号和现有的注塑机，ABB机器人，Fanuc机器人，升降台及火焰处理设备程序联动及信号做好接入工作，确保所有的设备都能够识别出该Tiguan，在后续的工作中能够实现自动化。因为在所有的程序中在自动调取，切换，识别必须依靠单独唯一的模号，这就需要在整个程度各个设备部件都能识别该模号，因此要求在所有的系统有一个相对应的映射系统，将模号和对应的Tiguan唯一对应，这就能实现自动添加唯一的模号，并实现升降台，火焰处理设备的自动调取。而且为了更好的将Tiguan在现有的火焰机器人上进行处理操作，必须要对火焰处理胎膜进行二次开发处理，并使得所有的产品都能够得到相关联的信号联系。而在胎膜的设计过程中，增加产品感应信号。一旦当其它的产品靠近了就会自动的发现靠近的产品设备，因此通过这个设备就能够能自动联接ABB机器人及注塑机，以此来所有设备的联动以及防错。
为了防止在生产过程中会有不合格要求的程序设计或开发，因此必须要制定相关的放错措施。在设计的过程中要遵循以下原则：消除可能会造成的失误，即在设计的过程中通过二次设计产品的生产过程，加入防错措施。这就能够确保产品的合格率的提高，用更加可靠的方式来提高现有的生产步骤，应用机器人技术或自动化生产来提高产品的合格率。为了提高产量，需要进一步的将复杂的生产工艺简化，实现工程的改善；通过监测现有的工艺水平，将当前的一些缺陷流中进行剔除；采用一些保护措施来降低失误影响。在本文的防错设计中，通过对ABB机器人设置取件到位与丢失真空检测信号防错，与Fanuc机器人之间设置安全区间，防止而且相互作业产生干涉。同时Fanuc机器人程序内增加产品到信号识别，对Fanuc机器人程序设定熄火报警及停止信号。在区分火焰处理及未火焰处理上，在火焰处理程序结束前，在非外观面增加火焰过烧，防止未火焰处理件流入下道工序。 3 滑台控制系统设计
为适应Tiguan项目，相关滑台控制系统也需要进行改造设计。本文中的火焰处理过程中应用的是液压式升降台机进行胎膜处理，液压式滑台升降机机构为由管型支架体、滚动轴承、摇杆、法兰、电机、中心轴和上下滑板组成，通过电机的转动，从而带动中心轴上的摇杆能上下推动。为使制动安全可靠，防止意外，增加液控单向阀，即液压锁，保证在液压管线意外爆裂时能安全自锁。电子控制系统可以通过防爆按钮来控制电机的转动，使隔爆型电磁换向阀的换向，以保持载荷提升或下降，且通过程序调整时间延迟量，避免电机频繁起动而引起的升降不灵活、卡机现象，延长使用寿命。
升降台机滑台的改造，通过对升降机构的平台改造，扩大了平台，对滑台镂空孔进行优化，定义3个点定位。同时定义后续在此设备生产的火焰处理胎模设计也按照3点定位，实现通用性。
4 系统测试
在火焰处理工艺设定的验证中，由于为新投入设备，流量阀，压力阀与老的设备完全不一致，在空燃比设定与老设备一致的情况下，对于流量，压力参数的设定，老设备并无参考价值。本文中的燃气流量，燃气压力，空气流量，空气压力，空燃比（7～9）等参数在通过DOE科学的设计后，测试中分别取出了高低2组水平进行验证，并在不同的参数下共设置了32组相对应的实验组进行测试，而在经过接近3个月的工艺验证及严格的试验测试后，分别得到了在火焰處理中最佳的燃烧参数：燃气流量，燃气压力，空气流量，空气压力，空燃比数值。该实验结果参数则被普遍认为是最佳的燃烧参数，这就能够最大化的提高火焰燃烧的效率以及温度的控制。同时升降台机滑台的改造也提高了工艺在制作工程中的工作效率。
5 结论
随着汽车产业竞争压力的变大，汽车企业为了更好的占有市场分额，这就需要汽车企业进行技术的改进或提高汽车外观或产品质量。汽车仪表盘是汽车内饰中的重要显示器件，因此其外观以及工艺在汽车的工艺中具有十分重要的作用。汽车的仪表盘注塑生产中的火焰处理通过高温来实现塑料表面膜的大分子变化，以此来改变塑料膜的性质，本文通过火焰处理设备及相关滑台控制系统进行改造设计，实现计划实现嵌件注塑与火焰处理“单件流”的生产模式。
参考文献：
[1]马志晓. 汽车仪表板的制造技术与设计[J/OL]. 电子技术与软件工程，2017（22）：250-251.
[2]康恩平，韩守习，石波，朱旻.火焰机器人系统在汽车塑料饰件上的应用[J].中国涂料，2017，32（04）：47-50.
[3]王少杰，王伟. 汽车仪表板的设计及分析[J]. 中小企业管理与科技（中旬刊），2016（04）：182-183.
[4]张维合. 汽车仪表板注射模设计[J]. 模具工业，2015，41（09）：42-45.
[5]赵涛，柴黎明. 汽车仪表板设计及制造[J]. 客车技术与研究，2010，32（06）：34-36.
关键词：汽车仪表盘；火焰处理；机器人；滑台控制系统
引言
随着人们生活水平的提高，汽车已经成为了很多家庭的常规产品。汽车产品的发展趋势为轻量化、节能化，这就需要提高汽车的塑料化进程以及机械自动化控制能力。塑料因其质量轻、韧性好、成本低、用途广泛等优势成为了汽车工业化生产的最佳材料，也满足了用户更高的美观设计以及实用性要求。汽车中的仪表板是汽车内饰的关键部分，它集中体现了汽车的安全性、功能性、舒适度等特性，要具备较强的美观度、表面触摸感、耐擦拭等特点，为了实现上述特点，塑料应用在汽车的仪表板上。本文研究的YF安亭工厂新投入某知名品牌3200T注塑机，用于某新项目的仪表板注塑的生产。同时在注塑机周边安装了火焰处理设备及相关滑台等控制系统，计划实现嵌件注塑与火焰处理“单件流”的生产模式。由于其设备只考虑了新项目，存在唯一性，无法实现Tiguan仪表板火焰处理的生产，因此需要对火焰处理设备及相关滑台控制系统的改造，在不影响将来新项目的投产的情况下以适应Tiguan项目。
1 汽车仪表板
仪表板作为汽车内饰的重要组成部分，也是车内最重要的汽车参数显示部件。它能将汽车的各种重要行车参数供驾驶员进行参考，因此仪表板的造型设计工艺也是衡量汽车产业的工艺水平的重要标准。
汽车仪表板是指汽车内部中各个部件中的仪表以及电火开关的一个总成。它位于前排座椅和挡风玻璃中，一般为内嵌的大跨度曲面零件，它能随时反应汽车的运行状态。它是部分设备的控制中心，集成了美观、舒适、时尚、安全为一体，已经成为了汽车操纵的集中部分，也是各种功能的集成载体。
2 仪表板火焰处理设备设计
2.1 火焰处理原理
仪表板在美观的同时需要保障质量，且汽车仪表板在制作过程中要保持轻便，因此对于塑料等要求也比较高。在仪表板的塑料成型中通常是应用火焰处理方式。火焰处理能够通过高温来调节塑料的表面性质，即在高温情况下把塑料表面的大分子经过氧化反应产生极性基团，且还会对塑料表面中原有的结构分子产生影响，这样就能将良好的水基的保护膜黏附在塑料表面上。
火焰处理主要功能是在塑料表面产生亲水成分，能够促进其产生有条件的产生水基覆盖膜，且在火焰处理中高温以及火焰的产生设备则是要使用特定的喷灯。喷灯在燃烧时会使用配比好的燃气和空气，并在持续的燃烧后将达到1100～1800℃氧化火焰。高温会改变塑料的物理和化学性质，因此这就能达到在瞬间改变薄膜表面的目的。
在火焰处理中常用的方式时应用机器人进行处理，主要是通过在机器人的前臂上安装好喷射火焰头；接下来通过设置程序来操作机械手，按照既定的程序在塑料件的表面根据需求进行不同轴之间的转换，实现了火焰处理头能够始终保持在大概离塑料表面距离为20cm处。这就能够保障外焰能够高温作用在塑料外膜中，但却不能靠火焰太近否则将可能发生燃烧反应。同时在燃烧的过程中要保持确保移动手臂覆盖了所有的发泡表面，且不能有重复的现象。
2.2 项目仪表板火焰处理设计
YF安亭工厂新投入某知名品牌3200T注塑机，并于注塑机周边安装了火焰处理设备及相关滑台等控制系统，计划实现嵌件注塑与火焰处理“单件流”的生产模式。为了适应Tiguan仪表板的生产，且不影响新项目的投产，需要对火焰处理设备进行改造设计。
由于设备未进行过全自动生产，通过3D的设计方案看整个设备运转及工艺流程为：注塑完成——ABB机器人取件——滑台内部胎模升起——ABB机器人放件至滑台胎模上——火焰處理Fanuc机器人启动进行火焰处理——机器人处理完成回到原点——滑台内部胎模下降——将火焰处理好的产品留在滑台上——滑台再升起，将产品滑动至操作台——员工操作。识别出需要修改的位置后，在设计上进行修改，同时使用3D建模，在3D中模拟新项目的生产，Tiguan的生产，更大或更小的产品生产，换型情景等。在确认都兼容后，定下需更改的位置，下发更改通知书，对现场已安装到位的设备进行更改。
在仪表板的处理过程中，若需要二次加入Tiguan模号，必须要将新加入的Tiguan模号和现有的注塑机，ABB机器人，Fanuc机器人，升降台及火焰处理设备程序联动及信号做好接入工作，确保所有的设备都能够识别出该Tiguan，在后续的工作中能够实现自动化。因为在所有的程序中在自动调取，切换，识别必须依靠单独唯一的模号，这就需要在整个程度各个设备部件都能识别该模号，因此要求在所有的系统有一个相对应的映射系统，将模号和对应的Tiguan唯一对应，这就能实现自动添加唯一的模号，并实现升降台，火焰处理设备的自动调取。而且为了更好的将Tiguan在现有的火焰机器人上进行处理操作，必须要对火焰处理胎膜进行二次开发处理，并使得所有的产品都能够得到相关联的信号联系。而在胎膜的设计过程中，增加产品感应信号。一旦当其它的产品靠近了就会自动的发现靠近的产品设备，因此通过这个设备就能够能自动联接ABB机器人及注塑机，以此来所有设备的联动以及防错。
为了防止在生产过程中会有不合格要求的程序设计或开发，因此必须要制定相关的放错措施。在设计的过程中要遵循以下原则：消除可能会造成的失误，即在设计的过程中通过二次设计产品的生产过程，加入防错措施。这就能够确保产品的合格率的提高，用更加可靠的方式来提高现有的生产步骤，应用机器人技术或自动化生产来提高产品的合格率。为了提高产量，需要进一步的将复杂的生产工艺简化，实现工程的改善；通过监测现有的工艺水平，将当前的一些缺陷流中进行剔除；采用一些保护措施来降低失误影响。在本文的防错设计中，通过对ABB机器人设置取件到位与丢失真空检测信号防错，与Fanuc机器人之间设置安全区间，防止而且相互作业产生干涉。同时Fanuc机器人程序内增加产品到信号识别，对Fanuc机器人程序设定熄火报警及停止信号。在区分火焰处理及未火焰处理上，在火焰处理程序结束前，在非外观面增加火焰过烧，防止未火焰处理件流入下道工序。 3 滑台控制系统设计
为适应Tiguan项目，相关滑台控制系统也需要进行改造设计。本文中的火焰处理过程中应用的是液压式升降台机进行胎膜处理，液压式滑台升降机机构为由管型支架体、滚动轴承、摇杆、法兰、电机、中心轴和上下滑板组成，通过电机的转动，从而带动中心轴上的摇杆能上下推动。为使制动安全可靠，防止意外，增加液控单向阀，即液压锁，保证在液压管线意外爆裂时能安全自锁。电子控制系统可以通过防爆按钮来控制电机的转动，使隔爆型电磁换向阀的换向，以保持载荷提升或下降，且通过程序调整时间延迟量，避免电机频繁起动而引起的升降不灵活、卡机现象，延长使用寿命。
升降台机滑台的改造，通过对升降机构的平台改造，扩大了平台，对滑台镂空孔进行优化，定义3个点定位。同时定义后续在此设备生产的火焰处理胎模设计也按照3点定位，实现通用性。
4 系统测试
在火焰处理工艺设定的验证中，由于为新投入设备，流量阀，压力阀与老的设备完全不一致，在空燃比设定与老设备一致的情况下，对于流量，压力参数的设定，老设备并无参考价值。本文中的燃气流量，燃气压力，空气流量，空气压力，空燃比（7～9）等参数在通过DOE科学的设计后，测试中分别取出了高低2组水平进行验证，并在不同的参数下共设置了32组相对应的实验组进行测试，而在经过接近3个月的工艺验证及严格的试验测试后，分别得到了在火焰處理中最佳的燃烧参数：燃气流量，燃气压力，空气流量，空气压力，空燃比数值。该实验结果参数则被普遍认为是最佳的燃烧参数，这就能够最大化的提高火焰燃烧的效率以及温度的控制。同时升降台机滑台的改造也提高了工艺在制作工程中的工作效率。
5 结论
随着汽车产业竞争压力的变大，汽车企业为了更好的占有市场分额，这就需要汽车企业进行技术的改进或提高汽车外观或产品质量。汽车仪表盘是汽车内饰中的重要显示器件，因此其外观以及工艺在汽车的工艺中具有十分重要的作用。汽车的仪表盘注塑生产中的火焰处理通过高温来实现塑料表面膜的大分子变化，以此来改变塑料膜的性质，本文通过火焰处理设备及相关滑台控制系统进行改造设计，实现计划实现嵌件注塑与火焰处理“单件流”的生产模式。
参考文献：
[1]马志晓. 汽车仪表板的制造技术与设计[J/OL]. 电子技术与软件工程，2017（22）：250-251.
[2]康恩平，韩守习，石波，朱旻.火焰机器人系统在汽车塑料饰件上的应用[J].中国涂料，2017，32（04）：47-50.
[3]王少杰，王伟. 汽车仪表板的设计及分析[J]. 中小企业管理与科技（中旬刊），2016（04）：182-183.
[4]张维合. 汽车仪表板注射模设计[J]. 模具工业，2015，41（09）：42-45.
[5]赵涛，柴黎明. 汽车仪表板设计及制造[J]. 客车技术与研究，2010，32（06）：34-36.