CN104801570A - 一种汽车管件在线管径检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车管件在线管径检测装置，包括：气路控制系统、液压系统、伺服系统、检测系统、PLC控制系统和触摸人机介面操作系统；气路控制系统由空气储存器定压输出0.8mpa工作压力，控制机械手按轨道运行，控制机械手的运行距离；液压系统由定量储蓄泵向油缸输出压力，油缸夹紧用于将工件冲压成标准形状，该液压系统还设置有自锁油压阀；伺服系统包括数控伺服器进给系统，该数控伺服器进给系统与高精密丝杆组成传送机构，用于控制待检测工件沿着预定轨迹运动通过检测系统的检测区域；检测系统包括精密尺寸测量仪，用于对在线加工的工件的尺寸进行扫描测量；PLC控制系统分别与气路控制系统、液压系统、伺服系统和检测系统保持电连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车管件在线管径检测装置。
背景技术
管道广泛应用于汽车发动机内部的油、汽、水的传送，管道相互间连接的密封性是靠凸台型腔和管径保证的。由于汽车管件的曲率多变和形状复杂等特点，管件的凸台型腔、弯曲形状加工主要使用液压设备来完成，生产效率非常高，然而管件凸台型腔、管径尺寸的测量，却局限于游标卡尺和标准量具，具体方法如下：
（1）将直管放到成型机上对凸台型腔进行加工，完成后取出工件用游标卡尺或标准量具检测凸台型腔尺寸，合格品则放入数控弯管机进行弯曲形状的加工。
（2）将直管先加工好弯曲形状后再进行凸台加工，然后再用卡尺和量具进行检测。
两种方法都需人工进行单点测量，并且需要2名（或2名以上）作业员才能进行生产，不单测量误差大，更耗人耗时，增加人工成本，检测误差或人员疲劳容易会导不合格的产品流出，密封不良品直接造成油，汽，水的泄漏，对汽车发动机造成致命的缺陷。
随着我国汽车管道市场的迅猛发展，良好的产品质量控制是企业在激烈竞争中立于不败之地的根本。人工测量的传统方法难以保证尺寸精度。
发明内容
本发明目的在于解决上述问题，提供一种汽车管件在线管径检测装置。该管径在线检测装置进行同步生产检测，在设备中增加一个在线自动检测机械装置，取代常规的人工检测方法，该装置利用一个360°旋钮机构与一个高精密检测机构连接，对工件进行360°全方位扫描检测，精确度可达到0.01μm；再配合由伺服控制系统、高精密丝杆组成的传送机构，可对工件多工位进行全面扫描检测。本装置检测由可编程控制器(PLC)控制，附有产品数据中心，在人机介面可以快捷进行产品更换，可实时显示测试状态，自动生成测试报表，对不符合尺寸要求的产品，自动投入不合格箱，合格品则继续完成产品的后道加工，整个加工过程均由设备全自动完成，作业员只需设置参数就可以起动设备，高精密检测机构保证了产品的稳定性，杜绝不良品流出，实现汽车形状复杂的各种管件在线连续检测，提高设备的自动化程度。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种汽车管件在线管径检测装置，包括：气路控制系统、液压系统、伺服系统、检测系统、PLC控制系统和触摸人机介面操作系统；其中，
气路控制系统由空气储存器定压输出0.8mpa工作压力，控制机械手按轨道运行，控制机械手的运行距离；
液压系统由定量储蓄泵向油缸输出压力，油缸夹紧用于将工件冲压成标准形状，该液压系统还设置有自锁油压阀；
伺服系统包括数控伺服器进给系统，该数控伺服器进给系统与高精密丝杆组成传送机构，用于控制待检测工件沿着预定轨迹运动通过检测系统的检测区域；
检测系统包括精密尺寸测量仪，用于对在线加工的工件的尺寸进行扫描测量；
PLC控制系统分别与气路控制系统、液压系统、伺服系统和检测系统保持电连接，该PLC控制系统用于向气路控制系统、液压系统、伺服系统和检测系统传送控制指令，该控制指令包括控制气路控制系统输出工作压力的第一指令，控制液压系统向油缸输出压力的第二指令，控制数控伺服器进给系统与高精密丝杆组成的传送机构的运动轨迹的第三指令，和控制检测系统对在线加工的工件的尺寸进行扫描测量的第四指令；该PLC控制系统还用于对精密尺寸测量仪输出的检测电信号进行计算，得出工件尺寸的具体数值，同时该PLC控制系统将计算得出的工件尺寸的具体数值输出至触摸人机介面操作系统进行显示。
所述的汽车管件在线管径检测装置还包括供料供应仓，工件坯料由供料供应仓进入，通过第一送料管输送到精密模具所在的位置，上述的机械手用于将工件坯料固定在精密模具中。
所述的精密模具包括上夹模，下夹模，成型冲头和装配冲头，机械手将工件坯料固定在上夹模和下夹模之间。
所述的液压系统由定量储蓄泵向油缸输出压力，油缸包括直径50mm的油缸和直径30mm的油缸，直径50mm的油缸和直径30mm的油缸夹紧的时候输出12000kg的夹持力，用于带动成型冲头和装配冲头将工件冲压成标准形状；所述的标准形状由客户通过触摸人机介面操作系统输入工件的目标参数，根据目标参数确定最终的标准形状。
冲压成标准形状的工件由设置在精密模具下方的第二输出管输送到出料仓，出料仓下方设置有第三输出管，用于将冲压成标准形状的工件输送到检测机构处。
所述的检测机构包括伺服系统和检测系统；伺服系统包括数控伺服器进给系统，该数控伺服器进给系统与高精密丝杆组成传送机构，用于控制待检测工件沿着预定轨迹运动通过检测系统的检测区域；该预定轨迹由用户通过触摸人机介面操作系统进行选择输入，该数控伺服器进给系统精准度精确到0.01mm；所述的预定轨迹包括平行于高精密丝杆的方向或者垂直于高精密丝杆的方向。
所述的检测系统包括精密尺寸测量仪，用于对在线加工的工件的尺寸进行扫描测量；精密尺寸测量仪扫描测量的结果以电信号方式输出至PLC控制系统，该PLC控制系统用于对精密尺寸测量仪输出的检测电信号进行计算，得出工件尺寸的具体数值，同时该PLC控制系统将计算得出的工件尺寸的具体数值输出至触摸人机介面操作系统进行显示。
所述的检测系统还与360度旋转机构连接，由360度旋转机构带动检测系统实现360度旋转扫描测量，测量结果可精确到0.01μm。
该PLC控制系统包括产品数据中心，存储有多种产品的标准规格数据，用户在触摸人机介面操作系统能够选择更换产品。
该PLC控制系统能够自动生成测试报表并在触摸人机介面操作系统显示，并能够自动控制将测量的工件尺寸的具体数值与存储的标准规格数据进行比较，如果测量的工件尺寸的具体数值与存储的标准规格数据相比超出了预订的公差允许范围，则将测量的工件自动投入不合格箱。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提供的汽车管件在线管径检测装置能够提高生产效率，完全使用设备在线自动检测，可以在线连续生产；降低成本，设备自动检测，不需人工操作，大幅降低人工成本；调试方便，使用屏摸屏进行参数设置；保证品质稳定性，实现产品多方位360°扫描检测，测量结果可精确到0.01μm；维护简单，日常保养简单，维修容易，操作方便。
附图说明
图1为本发明所述的汽车管件在线管径检测装置的侧面示意图。
图2为本发明所述的汽车管件在线管径检测装置的正面示意图。
图3为本发明所述的汽车管件在线管径检测装置的检测机构的示意图。
图4A-4C为本发明所述的汽车管件在线管径检测装置的精密模具示意图，其中图4A为正视图，图4B为左视图，图4C为俯视图。
图5A-5C为本发明所述的汽车管件在线管径检测装置的360度旋转机构示意图，其中图5A为正视图，图5B为左视图，图5C为俯视图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-3所示，本申请提供一种汽车管件在线管径检测装置，包括：气路控制系统1、液压系统2、伺服系统3、检测系统4、PLC控制系统和触摸人机介面操作系统6；其中，
气路控制系统1由空气储存器定压输出0.8mpa工作压力，控制机械手按轨道运行，控制机械手的运行距离；如图1所示，工件坯料由供料供应仓7进入，通过第一送料管71输送到精密模具11所在的位置，上述的机械手（图中未示出）用于将工件坯料固定在精密模具11中。
精密模具11的结构如图4A-图4C所示，该精密模具11包括上夹模111，下夹模112，成型冲头113和装配冲头114，机械手将工件坯料固定在上夹模111和下夹模112之间，液压系统2由定量储蓄泵向油缸输出压力，油缸包括直径50mm的油缸和直径30mm的油缸（图中未示出），直径50mm的油缸和直径30mm的油缸夹紧的时候输出12000kg的夹持力，用于带动成型冲头113和装配冲头114将工件冲压成标准形状。这里的标准形状由客户通过触摸人机介面操作系统6输入工件的目标参数，包括管径、长度和弧度等不同的参数，根据目标参数确定最终的标准形状。
液压系统2由定量储蓄泵向油缸输出压力，油缸夹紧用于将工件冲压成标准形状，该液压系统2还设置有自锁油压阀，该自锁油压阀用于将实现使油缸停止在预定位置，当设置在油缸行程路径中的电子感应系统检测到油缸到达预定位置的时候，自锁油压阀自动锁定，此时液压系统2的液压油被切断，从而使油缸停止在预定位置，避免将工件挤压变形。
冲压成标准形状的工件由设置在精密模具11下方的第二输出管输送到出料仓13，出料仓13下方设置有第三输出管14，用于将冲压成标准形状的工件输送到检测机构15处。
检测机构15的结构如图3所示。该检测机构15包括伺服系统3和检测系统4。
伺服系统3包括数控伺服器进给系统（图3中未示出），该数控伺服器进给系统与高精密丝杆31组成传送机构，用于控制待检测工件沿着预定轨迹运动通过检测系统4的检测区域；该预定轨迹可以由用户通过触摸人机介面操作系统6进行选择输入，典型的预定轨迹包括例如沿着图3中所示的平行于高精密丝杆31的方向以检测管径，或者垂直于高精密丝杆31的方向以检测管长，同时由于汽车中的管件通常为异型管，造成管件尺寸的自动测量具有很高的难度。对于本领域技术人员来说，将预定轨迹设置为旋转等常规运动方式也是可以实现的，同样可以由用户在触摸人机介面操作系统6中进行选择输入。该数控伺服器进给系统可同时联动；精准度可精确到0.01mm。
检测系统4包括精密尺寸测量仪，用于对在线加工的工件的尺寸进行扫描测量；精密尺寸测量仪扫描测量的结果以电信号方式输出至PLC控制系统，该PLC控制系统用于对精密尺寸测量仪输出的检测电信号进行计算，得出工件尺寸的具体数值，同时该PLC控制系统将计算得出的工件尺寸的具体数值输出至触摸人机介面操作系统进行显示。
为了提高测量精度，检测系统4还与360度旋转机构41连接，由360度旋转机构41带动检测系统4实现360度旋转扫描测量，测量结果可精确到0.01μm。360度旋转机构41的结构如图5A-5C所示。
PLC控制系统分别与气路控制系统1、液压系统2、伺服系统3和检测系统4保持电连接，该PLC控制系统用于向气路控制系统1、液压系统2、伺服系统3和检测系统4传送控制指令，该控制指令包括控制气路控制系统1输出工作压力的第一指令，控制液压系统2向油缸输出压力的第二指令，控制数控伺服器进给系统与高精密丝杆31组成的传送机构的运动轨迹的第三指令，和控制检测系统4对在线加工的工件的尺寸进行扫描测量的第四指令；该PLC控制系统还用于对精密尺寸测量仪输出的检测电信号进行计算，得出工件尺寸的具体数值，同时该PLC控制系统将计算得出的工件尺寸的具体数值输出至触摸人机介面操作系统进行显示。
该PLC控制系统包括产品数据中心，存储有多种产品的标准规格数据，用户在触摸人机介面操作系统6能够选择更换产品。
该PLC控制系统能够自动生成测试报表并在触摸人机介面操作系统6显示，并能够自动控制将测量的工件尺寸的具体数值与存储的标准规格数据进行比较，如果测量的工件尺寸的具体数值与存储的标准规格数据相比超出了预定的公差允许范围，则将测量的工件自动投入不合格箱。
综上所述，即为本发明实施例内容，而显然本发明的实施方式并不仅限于此，其可根据不同应用环境，利用本发明的功能实现相应的需求。
Claims (10)
1.一种汽车管件在线管径检测装置，其特征在于，包括：
气路控制系统、液压系统、伺服系统、检测系统、PLC控制系统和触摸人机介面操作系统；其中，
气路控制系统由空气储存器定压输出0.8mpa工作压力，控制机械手按轨道运行，控制机械手的运行距离；
液压系统由定量储蓄泵向油缸输出压力，油缸夹紧用于将工件冲压成标准形状，该液压系统还设置有自锁油压阀；
伺服系统包括数控伺服器进给系统，该数控伺服器进给系统与高精密丝杆组成传送机构，用于控制待检测工件沿着预定轨迹运动通过检测系统的检测区域；
检测系统包括精密尺寸测量仪，用于对在线加工的工件的尺寸进行扫描测量；
PLC控制系统分别与气路控制系统、液压系统、伺服系统和检测系统保持电连接，该PLC控制系统用于向气路控制系统、液压系统、伺服系统和检测系统传送控制指令，该控制指令包括控制气路控制系统输出工作压力的第一指令，控制液压系统向油缸输出压力的第二指令，控制数控伺服器进给系统与高精密丝杆组成的传送机构的运动轨迹的第三指令，和控制检测系统对在线加工的工件的尺寸进行扫描测量的第四指令；该PLC控制系统还用于对精密尺寸测量仪输出的检测电信号进行计算，得出工件尺寸的具体数值，同时该PLC控制系统将计算得出的工件尺寸的具体数值输出至触摸人机介面操作系统进行显示。
2.根据权利要求1所述的汽车管件在线管径检测装置，其特征在于，还包括供料供应仓，工件坯料由供料供应仓进入，通过第一送料管输送到精密模具所在的位置，所述的机械手用于将工件坯料固定在精密模具中。
3.根据权利要求2所述的汽车管件在线管径检测装置，其特征在于，所述的精密模具包括上夹模，下夹模，成型冲头和装配冲头，机械手将工件坯料固定在上夹模和下夹模之间。
4.根据权利要求3所述的汽车管件在线管径检测装置，其特征在于，所述的液压系统由定量储蓄泵向油缸输出压力，油缸包括直径50mm的油缸和直径30mm的油缸，直径50mm的油缸和直径30mm的油缸夹紧的时候输出12000kg的夹持力，用于带动成型冲头和装配冲头将工件冲压成标准形状；所述的标准形状由客户通过触摸人机介面操作系统输入工件的目标参数，根据目标参数确定最终的标准形状。
5.根据权利要求4所述的汽车管件在线管径检测装置，其特征在于，冲压成标准形状的工件由设置在精密模具下方的第二输出管输送到出料仓，出料仓下方设置有第三输出管，用于将冲压成标准形状的工件输送到检测机构处。
6.根据权利要求5所述的汽车管件在线管径检测装置，其特征在于，所述的检测机构包括伺服系统和检测系统；伺服系统包括数控伺服器进给系统，该数控伺服器进给系统与高精密丝杆组成传送机构，用于控制待检测工件沿着预定轨迹运动通过检测系统的检测区域；该预定轨迹由用户通过触摸人机介面操作系统进行选择输入，该数控伺服器进给系统精准度精确到0.01mm；所述的预定轨迹包括平行于高精密丝杆的方向或者垂直于高精密丝杆的方向。
7.根据权利要求6所述的汽车管件在线管径检测装置，其特征在于，所述的检测系统包括精密尺寸测量仪，用于对在线加工的工件的尺寸进行扫描测量；精密尺寸测量仪扫描测量的结果以电信号方式输出至PLC控制系统，该PLC控制系统用于对精密尺寸测量仪输出的检测电信号进行计算，得出工件尺寸的具体数值，同时该PLC控制系统将计算得出的工件尺寸的具体数值输出至触摸人机介面操作系统进行显示。
8.根据权利要求7所述的汽车管件在线管径检测装置，其特征在于，所述的检测系统还与360度旋转机构连接，由360度旋转机构带动检测系统实现360度旋转扫描测量，测量结果可精确到0.01μm。
9.根据权利要求8所述的汽车管件在线管径检测装置，其特征在于，该PLC控制系统包括产品数据中心，存储有多种产品的标准规格数据，用户在触摸人机介面操作系统能够选择更换产品。
10.根据权利要求9所述的汽车管件在线管径检测装置，其特征在于，该PLC控制系统能够自动生成测试报表并在触摸人机介面操作系统显示，并能够自动控制将测量的工件尺寸的具体数值与存储的标准规格数据进行比较，如果测量的工件尺寸的具体数值与存储的标准规格数据相比超出了预订的公差允许范围，则将测量的工件自动投入不合格箱。
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