CN204495382U - 汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备，包括设置于工作台上的装配工位以及测试工位，测试工位包括安装于工作台的定位夹紧工装；螺母和螺杆转动力矩检测机构包括扭矩伺服电机、螺杆同步移位伺服电机以及扭矩传感器，扭矩伺服电机通过连接杆连接花键接头；螺母和螺杆滚道轴向间隙检测机构包括第一轴向驱动气缸以及第二轴向驱动气缸，第二轴向驱动气缸下方还设有轴向位移传感器；阀体止口外圆径向跳动检测机构包括驱动气缸以及径向位移传感器；行程检查机构包括设置于定位夹紧工装下方的直线导轨以及行程传感器。本实用新型将转阀总成和螺母总成合成设备与检测设备集中至一个工作台，实现输出产品全检，实时去除不良品。

Description

汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备

技术领域

本实用新型涉及转阀技术领域，尤其是涉及一种汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备。

背景技术

循环球式转向器主要由转阀、螺母、转向器壳体以及许多小钢球等部件组成，所谓的循环球指的就是这些小钢球，它们被放置于螺母与螺杆之间的密闭管路内，起到将螺母螺杆之间的滑动摩擦转变为阻力较小的滚动摩擦的作用，当与方向盘转向管柱固定到一起的螺杆转动起来后，螺杆推动螺母上下运动，螺母在通过齿轮来驱动转向摇臂往复摇动从而实现转向。在这个过程当中，那些小钢球就在密闭的管路内循环往复的滚动，所以这种转向器就被称为循环球式转向器。现有的螺母通常在转阀制作完毕后，将螺母套入螺杆，并使螺母滚道孔对准滚道，再将钢球由螺母滚道孔中放入。边转动螺杆放入钢球，剩余钢球分别装入两个钢球导管里，并将导管两端涂以润滑脂插入螺母的导管孔中，同时用木锤轻轻敲打导管，使之落到底；然后用导管夹把导管压在螺母上，并用3个螺钉紧固。装配后的螺杆、螺母总成轴向和径向间隙应不大于预设数值。在转阀的螺杆与螺母装配完成后，需要测试转阀总成和螺母总成的扭转力矩、螺母和螺杆滚到轴向间隙、阀体止口外圆径向跳动以及螺杆螺母行程。然而现有的测试机构是通过不同的测试装置对这些数据进行分开测试，测试的效率低下，且采用手工记录，容易出现错误导致不良品的流出。

实用新型内容

针对上述的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备，其将转阀总成合成设备与检测设备集中至一个工作台，实现输出产品全检；并可判定转阀总成扭矩、轴向间隙、阀体止口外圆径向跳动以及螺杆螺母行程是否符合工艺要求, 实时去除不良品，测试效率高。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备，包括设置于同一工作台上的装配工位以及测试工位，所述测试工位包括：

定位夹紧工装，用于定位装配好的转阀总成与螺母总成，安装于所述工作台上；

螺母和螺杆转动力矩检测机构，包括安装于一面板上的扭矩伺服电机、螺杆同步移位伺服电机以及扭矩传感器，所述扭矩伺服电机通过连接杆连接花键接头，所述花键接头与所述转阀总成的输入轴配合，所述扭矩伺服电机与所述扭矩传感器连接；

螺母和螺杆滚道轴向间隙检测机构，包括一安装于所述面板下方的第一轴向驱动气缸以及位于所述花键接头上方的第二轴向驱动气缸，所述第二轴向驱动气缸下方还设有轴向位移传感器，所述第一轴向驱动气缸安装于所述工作台上；

阀体止口外圆径向跳动检测机构，包括驱动气缸以及位于所述驱动气缸下方的径向位移传感器，所述径向位移传感器下方还设有与所述阀体之口外圆配合的检测头；

行程检查机构，包括设置于定位夹紧工装下方的直线导轨以及行程传感器，所述定位夹紧工装可滑动设置于所述直线导轨上。

根据本实用新型的汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备，所述定位夹紧工装包括第一夹座以及第二夹座，所述第一夹座上设置有用于与所述螺母总成配合的V型缺口，所述第二夹座设置与所述第一夹座的一侧，且所述第二夹座上设置有可转动的快速夹，所述快速夹上设置有手柄。

根据本实用新型的汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备，所述装配工位包括设置螺母总成定位夹紧工装，相对所述工作台纵向布局，且所述工作台上设有用于钢球贮料装置。

根据本实用新型的汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备，还包括工控机，所述工控机与所述扭矩传感器、轴向位移传感器、径向位移传感器以及行程传感器电性连接。

根据本实用新型的汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备，所述钢球贮料装置按钢球规格分为七个组别，且所述装配工位设有用于指示所述钢球贮料装置使用状态的指示灯。

根据本实用新型的汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备，所述装配工位还设有料盒以及料架。

根据本实用新型的汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备，所述工作台上设有铝型材框架。

本实用新型的合成智能检测设备包括设置于同一工作台上的装配工位以及测试工位，测试工位包括：定位夹紧工装，螺母和螺杆转动力矩检测机构、螺母和螺杆滚道轴向间隙检测机构、阀体止口外圆径向跳动检测机构以及行程检查机构。其将转阀总成合成设备与检测设备集中至一个工作台，实现输出产品全检；并可判定转阀总成扭矩、轴向间隙、阀体止口外圆径向跳动以及螺杆螺母行程是否符合工艺要求, 实时去除不良品，测试效率高。

附图说明

图1是本实用新型一种汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备的正视示意图；

图2是本实用新型一种汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备中测试工位的定位夹紧工装一种视角的剖视图；

图3是本实用新型一种汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备中测试工位的定位夹紧工装另一视角的剖视图；

图4是本实用新型一种汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备中测试工位一种视角的剖视图；

图5是本实用新型一种汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备中测试工位另一视角的剖视图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型一种汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备，包括设置于同一工作台1上的装配工位2以及测试工位3。该工作台1上还设有铝型材框架4，该装配工位2上设置有料盒5以及料架6。

装配工位2包括设置螺母总成定位夹紧工装，相对工作台1纵向布局，且工作台1上设有用于钢球贮料装置。钢球贮料装置按Φ8钢球规格分为-8、-4、-2、0、+2、+4、+8七个组别，正在使用的钢球贮料装置指示灯一直常亮提醒，更换钢球时自动熄灭，新的贮料装置指示灯点亮。

测试工位3包括：定位夹紧工装、螺母和螺杆转动力矩检测机构、螺母和螺杆滚道轴向间隙检测机构、阀体止口外圆径向跳动检测机构以及行程检查机构。

如图2和图3所示，定位夹紧工装8用于定位装配好的转阀总成26与螺母总成27，安装于工作台1上。定位夹紧工装8包括第一夹座9以及第二夹座10，第一夹座9上设置有用于与螺母总成配合的V型缺口，第二夹座10设置与第一夹座9的一侧，且第二夹座10上设置有可转动的快速夹11，快速夹11上设置有手柄12。进行测试时，以转向螺母定位装夹于定位夹紧工装8上（螺母横向装夹，回珠孔朝上，转向螺母有轴向定位），手动转动手柄压住钢球导管。

如图4和图5所示，螺母和螺杆转动力矩检测机构包括安装于一面板13上的扭矩伺服电机14、螺杆同步移位伺服电机7以及扭矩传感器，扭矩伺服电机14通过连接杆15连接花键接头16，花键接头16与转阀总成26的输入轴17配合，扭矩伺服电机14与扭矩传感器连接。螺母和螺杆转动力矩检测机构用于检测转阀总成26的螺杆与螺母总成27之间的扭矩。

如图4和图5所示，螺母和螺杆滚道轴向间隙检测机构包括一安装于面板13下方的第一轴向驱动气缸18以及位于花键接头上方的第二轴向驱动气缸19，第二轴向驱动气缸19下方还设有轴向位移传感器20，第一轴向驱动气缸18安装于工作台1上。

如图4和图5所示，阀体止口外圆径向跳动检测机构包括径向驱动气缸21以及位于径向驱动气缸下方的径向位移传感器22，径向位移传感器22下方还设有与阀体之口外圆配合的检测头23。

如图2至图5所示，行程检查机构包括设置于定位夹紧工装8下方的直线导轨24以及行程传感器，定位夹紧工装8可滑动设置于直线导轨24上。

如图1所示，汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备还包括工控机25，工控机25与扭矩传感器、轴向位移传感器20、径向位移传感器22以及行程传感器电性连接。

本实用新型中测试工位的结构与原理：

行程检查原理，将装配好的阀总成与螺母总成在定位工装8上夹紧，伺服同步移栽机构前进，将花键接头16接入螺杆，两伺服轴联动，以转向螺母端面为参考点（零位），定位夹紧工装8在直线导轨24所退距离达到产品行程规定值，定位夹紧工装8停止，此时转动扭矩不应发生突变。所退距离小于产品行程规定值，转动扭矩发生突变，滑台停止，视为不合格。屏幕界面显示合格与不合格。设备“零位”、“所退距离（行程）”、“扭矩突变矩值”在程序上可设定。

螺母和螺杆转动力矩检测原理，配置两套伺服系统，扭矩伺服电机14用于测量扭矩，螺杆同步移位伺服电机7用于与螺杆同步移位，检测头正转、反转一个来回（转动圈数可通过程序设定），通过扭矩检测系统测出螺母与螺杆滚道的转动力矩，屏幕界面（同一界面）显示力矩的最小值、最大值和平均值。扭矩检测系统应自动消除检测系统固有的力矩。

螺母和螺杆滚道轴向间隙检测原理，设置第一轴向驱动气缸18和第二轴向驱动气缸19推拉分别对转发总成的输入轴17施加一次轴向力，配置气缸出力为500N，配置轴向位移传感器20由第二轴向驱动气缸19驱动，用于检测螺母和螺杆滚道轴向间隙.力矩测定结束后，手工推下检测头锁紧套（钢球卡入输入轴圆弧槽）检测头转动使螺杆处于理论中间位置，两个气缸推拉分别对输入轴施加一次轴向力（气缸出力在0-500N范围内可调，加力传感器检测和显示），轴向位移传感器20测得两个数值，经系统软件换算为螺母螺杆滚道的轴向间隙并在屏幕界面显示，系统应消除系统固有的轴向间隙。

阀体止口外圆径向跳动检测原理，配置一径向位移传感器22由径向驱动气缸21驱动，人工转动阀体进行检测；间隙测定完成后，将检测头23和阀体止口外圆接触，检测头23转动，伺服电机锁住不转动，手工匀速转动阀体使其回转一圈，径向位移传感器22检测并将最大值在屏幕界面显示。

本实用新型的汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备主要构成：钢球定量装置，包括钢球计数装置、钢球储料机构、钢球整料机构。测量机构，包括行程检测机构、转动力矩测量机构、轴向间隙测量机构、跳动测量机构；物料拾取控制系统，包括料盒、物料架、光电传感器；电控系统，包括可编程控制器PLC、操作人机界面、低压电器附件、电控箱；气控系统，包括气源处理单元、电磁阀控制组件；安全防护系统，包括安全光栅、设备两侧配置护网；专用工装夹具，包括检测定位工装、装配工装、锁调整用定位工装；机械结构，包括机架、台板、安装机构。

本实用新型的汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备主要参数如表1

表1

序号	项目	参数
			1	测量机构总行	200mm
2	转动力矩最大值	10NM
			3	转动力矩检测精度	最大值的 0.2%
4	轴向间隙检测精度	±0.001mm
			5	跳动检测精度	±0.001mm
6	工作气压	4 - 6Bar
			7	设备规格	1800mm×900mm×2300mm

以下是本实用新型一种实施例中汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备操作流程，其包括装配工位2的操作流程和测试工位3的操作流程。

装配工位2的的操作流程如下：

1、从工位器具取出转向螺母总成，装夹于合成夹具上（螺母横向装夹，回珠孔朝上）。

2、从工位器具取出阀带阀体总成，取下所挂条形码标牌，用扫描仪扫描条形码（信息自动传输至追溯系统服务器，服务器确认后传信号给工控机，指示灯点亮显示）。将阀体总成的转向螺杆装入螺母总成的螺纹滚道。条形码的代码为本件产品的识别码，下面的检测数据均保存至其数据记录下。

3、钢球取料管插入钢球贮料装置的取料口取出规定数量的钢球（钢球贮料装置按Φ8钢球规格分为-8、-4、-2、0、+2、+4、+8七个组别，正在使用的钢球贮料装置指示灯一直常亮提醒，更换钢球时自动熄灭，新的贮料装置指示灯点亮），通过转向螺母回珠孔装入螺纹滚道。从物料盒一次取出两片钢球导管，两片合起来，将取料管剩余钢球装入钢球导管。钢球导管插入涂脂装置自动对两管口涂脂后插入螺母回珠孔。手工转动螺杆检查钢球是否无发卡和间隙，否则更换钢球或钢球导管。更换钢球时，钢球全部掉入钢球回收装置，通过接料管将钢球放回正在使用的钢球贮料装置。

测试工位3的操作流程如下：

1、将装配工位2已装配好的总成仍以转向螺母定位装夹于检测夹具上（螺母横向装夹，回珠孔朝上，转向螺母有轴向定位），手动转动压板压住钢球导管。启动循环按钮，伺服滑台移动接近总成输入轴，同时检测头缓慢转动，找正花键后套入。

2、行程检查（转向螺母端面与阀体大端面距离）

检测头边转动边后退至螺杆极限位置（两伺服轴联动），以转向螺母端面为参考点（零位），滑台所退距离达到产品行程规定值，滑台停止，此时转动扭矩不应发生突变。所退距离小于产品行程规定值，转动扭矩发生突变，滑台停止，视为不合格。屏幕界面显示合格与不合格。设备“零位”、“所退距离（行程）”、“扭矩突变矩值”在程序上可设定。

3、力矩测定（螺母和螺杆转动力矩）

检测头正转、反转一个来回（转动圈数程序设定），通过扭矩检测系统测出螺母与螺杆滚道的转动力矩，屏幕界面（同一界面）显示力矩的最小值、最大值和平均值。扭矩检测系统应自动消除检测系统固有的力矩。

4、间隙测定（螺母和螺杆滚道轴向间隙）

力矩测定结束后，手工推下检测头锁紧套（钢球卡入输入轴圆弧槽）检测头转动使螺杆处于理论中间位置，两个气缸推拉分别对输入轴施加一次轴向力（气缸出力暂按500N，在0-500N范围内可调，加力传感器检测和显示），位移传感器测得两个数值，经系统软件换算为螺母螺杆滚道的轴向间隙并在屏幕界面（同一界面）显示。系统应消除系统固有的轴向间隙。

5、跳动检查（阀体止口外圆径向跳动）

间隙测定完成后，跳动检测气缸将测头送下和阀体止口外圆接触检测头转动伺服电机锁住不转动，手工匀速转动阀体使其回转一圈，测头位移传感器检测并将最  大 值在屏幕界面（同一界面）显示。此时整个检测程序完成，工控机屏幕界面同时显示行程、转动力矩、间隙和跳动。点界面“保存”按钮，数据自动保存至工控机并实时传输至追溯系统数据库。

6、移开导管压板，从物料盒取出导管夹，卡入钢球导管；从物料盒取出螺栓、弹簧垫圈，拧入螺钉孔，先用气动扳手预紧，再用扭力扳手拧紧（扭力扳手拾取控制，  指示灯显示）。不合格产品直接取下挂牌后放入工位器具。

7、松开夹具，取下总成（对不合格总成挂牌），放入工位器具。

本实用新型的汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备可用于多款产品阀带阀体总成、转向螺母总成、钢球、导管、导管夹、螺栓、弹簧垫圈的装配，及测量；设备设置2个工位，转阀总成与螺母总成装配工位、转阀总成与螺母总成测试工位；转阀总成与螺母总成装配工位，设置螺母总成定位加紧工装，相对工作台纵向布局，配置钢球回收料盒，用于收集退出的钢球；转阀总成与螺母总成测试工位，设置螺母总成定位加紧工装，用于将装配好的转阀总成与螺母总成，行程检查（转向螺母端面与阀体大端面距离）借助螺母和螺杆转动力矩检测机构结合行程传感器进行检测，螺母和螺杆转动力矩检测配置两套伺服系统，一套用于测量扭矩，另一套用于与螺杆同步移位，避免有轴向外力作用到螺杆，造成扭矩测量不准确，螺母和螺杆滚道轴向间隙检测设置两个气缸推拉分别对输入轴施加一次轴向力，配置气缸出力为500N，配置一套位移传感器由气缸驱动，用于检测螺母和螺杆滚道轴向间隙，阀体止口外圆径向跳动检测配置一套位移传感器由气缸驱动，人工转动阀体进行检测；工装采用快换的方式，实现快速对中，不需要二次对正，直接采用两颗杯头螺钉锁紧，更换工装简单方便快捷；设备配置钢球储料桶分别储存钢球；在压装动力两侧各布局贮料盒，且标记零件编号与零件名称，支撑机构采用标准铝型材，设置不锈钢贮料盒支撑板；配置物料拾取控制系统，用于防止工件漏装、错装，在每个料盒正面设置光电传感器进行监控；并设置相对应的指示灯，引导操作人员进行装配，根据产品种类及装配顺序不同，可设置多套程序，在装配时可根据需要进行选择；在设备台板上面布置标准铝型材框架，用于放置操作控制箱、指示灯、按钮、贮料盒、照明及吊挂工具。

相对于现有技术，本实用新型的汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备具有以下优势：

一、设备配置精密转阀总成与螺母总成装配测试机构，实现输出产品全检，并且具备检测数据显示存储功能；

二、设备具备在线压装质量管理功能, 检测判定转阀总成扭矩与轴向间隙是否符合工艺要求, 实时去除不良品；

三、设备配置工控机，具有压装作业过程数据记录功能, 保证产品制造数据的可追溯性；

四、配置物料拾取控制系统，用于防止工件漏装、错装；

五、可以作为试验机, 帮助优化工件公差配合工艺参数, 检验压装质量；

六、设备整体采用模块化设计，结构紧凑方便维护；

可以理解，以上的描述和附图仅用来阐释本实用新型，显而易见，在不脱离不实用新型范围情况下也可采用其他方法改变和修改本实用新型。

Claims (7)

1. 汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备，其特征在于，包括设置于同一工作台上的装配工位以及测试工位，所述测试工位包括：

定位夹紧工装，用于定位装配好的转阀总成与螺母总成，安装于所述工作台上；

螺母和螺杆转动力矩检测机构，包括安装于一面板上的扭矩伺服电机、螺杆同步移位伺服电机以及扭矩传感器，所述扭矩伺服电机通过连接杆连接花键接头，所述花键接头与所述转阀总成的输入轴配合，所述扭矩伺服电机与所述扭矩传感器连接；

螺母和螺杆滚道轴向间隙检测机构，包括一安装于所述面板下方的第一轴向驱动气缸以及位于所述花键接头上方的第二轴向驱动气缸，所述第二轴向驱动气缸下方还设有轴向位移传感器，所述第一轴向驱动气缸安装于所述工作台上；

阀体止口外圆径向跳动检测机构，包括驱动气缸以及位于所述驱动气缸下方的径向位移传感器，所述径向位移传感器下方还设有与所述阀体之口外圆配合的检测头；

行程检查机构，包括设置于定位夹紧工装下方的直线导轨以及行程传感器，所述定位夹紧工装可滑动设置于所述直线导轨上。

2. 根据权利要求1所述的汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备，其特征在于，所述定位夹紧工装包括第一夹座以及第二夹座，所述第一夹座上设置有用于与所述螺母总成配合的V型缺口，所述第二夹座设置与所述第一夹座的一侧，且所述第二夹座上设置有可转动的快速夹，所述快速夹上设置有手柄。

3. 根据权利要求1所述的汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备，其特征在于，所述装配工位包括设置螺母总成定位夹紧工装，相对所述工作台纵向布局，且所述工作台上设有用于钢球贮料装置。

4.根据权利要求1所述的汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备，其特征在于，还包括工控机，所述工控机与所述扭矩传感器、轴向位移传感器、径向位移传感器以及行程传感器电性连接。

5.根据权利要求3所述的汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备，其特征在于，所述钢球贮料装置按钢球规格分为七个组别，且所述装配工位设有用于指示所述钢球贮料装置使用状态的指示灯。

6.根据权利要求1所述的汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备，其特征在于，所述装配工位还设有料盒以及料架。

7.根据权利要求1所述的汽车转阀总成与螺母总成合成智能检测设备，其特征在于，所述工作台上设有铝型材框架。