CN105277301A - 冰箱压缩机生产装配线用扭矩检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种冰箱压缩机生产装配线用扭矩检测设备，该设备包括安装支架、固定在安装支架上部的垂直移动机构、固定在垂直移动机构上的水平移动机构、与水平移动机构固连为一体的扭矩检测机构；安装支架包括安装顶板、圆立柱、安装底板；该设备还包括固定在安装底板上的定位机构、固定在圆立柱上定位机构上部的导向机构，导向机构与定位机构互相配合实现对冰箱压缩机整体转子工件的准确定位；垂直移动机构、水平移动机构对扭矩检测机构的转动拨叉实现定位，从而通过转动拨叉实现对冰箱压缩机转子平衡片的装配检测。本扭矩检测设备稳定可靠、通用性强、调节调整方便、实现了冰箱压缩机转子平衡片扭矩检测的自动化，提高了设备的生产效率。

Description

冰箱压缩机生产装配线用扭矩检测设备

技术领域

本发明属于冰箱压缩机生产装配测试技术领域，具体涉及一种冰箱压缩机生产装配线用扭矩检测设备。

背景技术

压缩机是制冷系统的心脏，它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝→膨胀→蒸发(吸热)的制冷循环。压缩机一般由壳体、电动机、缸体、活塞、控制设备(启动器和热保护器)及冷却系统组成。冷却方式有油冷和自然冷却两种。一般家用冰箱压缩机是以单相交流电作为电源。

压缩机是以流水线方式生产的。在机械加工车间(包括铸造)制造出缸体、活塞(转轴)、阀片、连杆、曲轴、端盖等零部件；在电机车间组装出转子、定子；在冲压车间制造出壳体等。然后在总装车间进行装配、焊接、清洗烘干，最后经检验合格包装出厂。目前，大多生产压缩机的厂家在生产组装压缩机完成后，由于受工厂生产条件的限制，生产压缩机的工厂往往不能对压缩机的性能进行检测，或是仅限于对其机械性能的运转试验，这就使得压缩机在实际应用中运行可靠性能上存在一定的风险性。

因此，冰箱压缩机生产商，越来越重视冰箱压缩机的出厂检验工作，以保证冰箱压缩机出厂合格性能，提高产品竞争型，同时也提高经济效益。其中，在冰箱压缩机生产过程中，转子平衡片的装配检测成为越来越多厂家注重的质量控制节点。机芯转子是冰箱压缩机核心部件，其质量的高低，直接决定了冰箱压缩机性能的高低，因此在转子平衡片装配完成后，需对平衡片与曲轴之间的扭矩大小进行检测，以判断平衡片装配质量，从而控制冰箱压缩机转子的质量，进而保证冰箱压缩机的质量。因此，一种通用型扭矩检测设备是冰箱压缩机生产装配检测技术领域的重点和热点。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种结构简单、稳定可靠、检测效率高且通用性强的冰箱压缩机生产装配线用扭矩检测设备。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种冰箱压缩机生产装配线用扭矩检测设备，该设备包括安装支架、固定在安装支架上部的垂直移动机构、固定在垂直移动机构上的水平移动机构、与水平移动机构固连为一体的扭矩检测机构；该设备还包括固定在安装支架下部定位机构、在定位机构上部的导向机构；

所述导向机构与定位机构构成对冰箱压缩机整体转子工件进行准确定位的配合关系，所述垂直移动机构与水平移动机构构成对扭矩检测机构进行准确定位的配合关系，从而实现扭矩检测机构对转子平衡片的装配检测。

优选的，所述安装支架包括安装顶板、圆立柱、安装底板；所述圆立柱设为根，将安装顶板和安装底板固连为一体。

进一步的，所述垂直移动机构包括固定安装在安装顶板上的气缸Ⅰ、套设在圆立柱上的直线轴承滑套、安装在直线轴承滑套上的固定板Ⅰ，其中，气缸Ⅰ的输出端与固定板Ⅰ固连；

所述直线轴承滑套在前排或后排圆立柱上设为对称的两个；垂直移动机构中驱动气缸通过固定板Ⅰ带动直线轴承滑套沿着圆立柱上下移动，从而实现扭矩检测机构的上下移动。

进一步的，所述水平移动机构包括水平固定安装在固定板Ⅰ上的直线传动单元、输出端与直线传动单元相连的伺服电机减速器Ⅱ、固定安装在直线传动单元外固定面上的固定板Ⅱ。

进一步的，所述直线传动单元设为滚珠丝杠；固定板Ⅱ固定安装在滚珠丝杠的丝套上。

进一步的，所述扭矩检测机构固设在固定板Ⅱ上，包括依次安装固定在固定板Ⅱ上的固定板Ⅲ、固设在固定板Ⅲ上的伺服电机减速器Ⅲ、通过联轴器与伺服电机减速器Ⅲ相连的扭矩传感器、支撑限制扭矩检测机构传动轴的固定板Ⅳ、与传动轴末端连接的转动拨叉；所述转动拨叉与转子平衡片的尺寸形状相匹配。

进一步的，所述定位机构包括依次安装固定在安装底板上的气缸安装支架、安装固定在气缸安装支架上的双导杆气缸Ⅳ、与双导杆气缸Ⅳ输出轴端固连的定位工装板。

进一步的，所述导向机构包括固定在圆立柱上的横梁，固定在横梁上的前导向板和气缸固定支架，固定在气缸固定支架上的双导杆气缸Ⅴ、固连在双导杆气缸Ⅴ输出端的仿形工装板。

进一步的，所述前导向板具有对转子平衡片在曲轴上的安装进行初步导向的倾斜角；所述仿形工装板设有与转子平衡片形状和尺寸适配的、对平衡片进行精确定位的缺口。

进一步的，该设备还包括由PLC构成的控制系统；垂直移动机构、水平移动机构、扭矩检测机构、定位机构、导向机构均与控制系统电连接。

本发明的有益效果在于：

1)、本发明通过在安装支架上部固定安装垂直移动机构，在垂直移动机构上固定安装水平移动机构，水平移动机构上固连有扭矩检测机构；并且在安装支架下部分别固定定位机构、定位机构上部的导向机构，导向机构与定位机构互相配合实现对冰箱压缩机转子整体工件的准确定位；导向机构通过定位机构配合扭矩检测机构实现对冰箱压缩机转子平衡片的装配检测。

本发明可通过PLC实现对垂直移动机构、水平移动机构、定位机构、导向机构、扭矩检测机构的控制，具体的，定位机构、导向机构对转子工件实现定位，再通过垂直移动机构、水平移动机构对扭矩检测机构的转动拨叉实现定位，实现了冰箱压缩机转子平衡片装配过程中扭矩检测的自动化，提高了生产效率，节约了生产成本。

2)、本发明中互相配合的各机构结构紧凑，且占地空间小，其中扭矩检测设备结构简单、控制方便、调节调整灵活；针对不同型号的冰箱压缩机转子，只需更换检测模具即可实现检测不同型号的转子，实现了设备的通用性，提高了设备的生产效率。

比如，转动拨叉可以根据冰箱压缩机的型号设计几种不同规格(其尺寸形状根据转子平衡片的尺寸形状仿形加工制作)，以方便对不同型号冰箱压缩机装配过程转子平衡片扭矩大小的检测，只需更换转动拨叉，并在控制程序中选择相应的型号，即可实现不同冰箱压缩机转子平衡片的扭矩检测快速切换，大大减少调整时间，提高了生产效率。

3)、本发明中垂直移动机构共设置两个直线轴承滑套安装在圆立柱上，确保了设备上下位置移动的准确性；水平移动机构由于采用伺服电机减速器驱动，传动机构采用滚珠丝杠，实现设备水平位置的精确控制，更好的实现设备的设计功能；定位机构中双导杆气缸Ⅰ更可靠、更经济、更安全、更简单，不仅满足了定位精确导向的要求，同时使结构简单、可靠，同时定位工装板结合转子工件中工装板实际情况，设计定位销轴，与工件工装板准确定位，从而完成工件的准确定位，更好的实现转子平衡片扭矩检测的功能。

4)、本发明导向机构中，前导向板根据转子平衡片的形状以及在转子曲轴上安装位置，设计一定斜度切角，保证冰箱压缩机转子工件流过前导向板后，对转子平衡片简单定向，以便后续的精确定位；接着，仿形工装板根据转子平衡片的形状和尺寸仿形制作，实现了转子平衡片的精确定位。

5)、固定板Ⅳ是扭矩检测机构传动轴的支撑基础，通过轴承支撑传动轴，使整个扭矩检测机构更加平稳；为本装置的稳定运行提供了可靠的保证。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的左视图。

图3为本发明的俯视图。

图中标注符号的含义如下：

1-安装支架2-垂直移动机构3-水平移动机构

10-安装顶板11-圆立柱12-安装底板

20-气缸Ⅰ21-直线轴承滑套22-固定板Ⅰ

30-滚珠丝杠31-伺服电机减速器Ⅱ32-固定板Ⅱ

4-扭矩检测机构5-定位机构6-导向机构7-转子工件

40-固定板Ⅲ41-伺服电机减速器Ⅲ42-联轴器

43-扭矩传感器44-固定板Ⅳ45-转动拨叉

50-气缸安装支架51-双导杆气缸Ⅳ52-定位工装板

60-横梁61-前导向板62-气缸固定支架

63-双导杆气缸Ⅴ64-仿形工装板

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。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，为一种冰箱压缩机生产装配线用扭矩检测设备，该设备包括安装支架1、固定在安装支架1上部的垂直移动机构2、固定在垂直移动机构2上的水平移动机构3、与水平移动机构3固连为一体的扭矩检测机构4；该设备还包括固定在安装支架1下部定位机构5、在定位机构5上部的导向机构6；所述导向机构6与定位机构5构成对冰箱压缩机整体转子工件7进行准确定位的配合关系，所述垂直移动机构2与水平移动机构3构成对扭矩检测机构4进行准确定位的配合关系，从而实现扭矩检测机构4对转子平衡片的装配检测。

安装支架

如图1、2所示，所述安装支架1包括安装顶板10、圆立柱11、安装底板12；所述圆立柱11设为4根，将安装顶板10和安装底板12固连为一体。

垂直移动机构

如图1、2所示，所述垂直移动机构2包括固定安装在安装顶板10上的气缸Ⅰ20、套设在圆立柱11上的直线轴承滑套21、安装在直线轴承滑套21上的固定板Ⅰ22，其中，气缸Ⅰ20的输出端与固定板Ⅰ22固连；

所述直线轴承滑套21在前排或后排圆立柱11上设为对称的两个；垂直移动机构2中驱动气缸20通过固定板Ⅰ22带动直线轴承滑套21沿着圆立柱11上下移动，从而实现扭矩检测机构4的上下移动。

水平移动机构

如图1、2所示，所述水平移动机构3包括固定安装在固定板Ⅰ22上的可水平移动的直线传动单元(本实施例中传动单元设为滚珠丝杠30，也可设为齿轮传动结构等)、输出端与滚珠丝杠30相连的伺服电机减速器Ⅱ31、固定安装在滚珠丝杠30丝套上的固定板Ⅱ32。

扭矩检测机构

如图1、2所示，所述扭矩检测机构4固设在固定板Ⅱ31上，包括依次安装固定在固定板Ⅱ31上的水平向固定板Ⅲ40、固设在固定板Ⅲ40上的伺服电机减速器Ⅲ41、通过联轴器42与伺服电机减速器Ⅲ41相连的扭矩传感器43、支撑限制扭矩检测机构4传动轴的固定板Ⅳ44、与传动轴末端连接的转动拨叉45；所述转动拨叉45与转子平衡片的尺寸形状相匹配。

定位机构

如图1、2所示，所述定位机构5包括依次安装固定在安装底板12上的气缸安装支架50、安装固定在气缸安装支架50上的双导杆气缸Ⅳ51、与双导杆气缸Ⅳ51输出轴端固连的定位工装板52。

同时定位工装板52结合工件工装板实际情况，设计定位销轴，与工件工装板准确定位，从而完成转子工件7的准确定位，更好的实现转子平衡片扭矩检测的功能。

导向机构

如图1、3所示，所述导向机构6包括固定在圆立柱11上的横梁60，固定在横梁60上的前导向板61和气缸固定支架62，固定在气缸固定支架62上的双导杆气缸Ⅴ63、固连在双导杆气缸Ⅴ63输出端的仿形工装板64。

所述前导向板61具有对转子平衡片在曲轴上的安装进行初步导向的倾斜角；所述仿形工装板64设有与转子平衡片形状和尺寸适配的、对平衡片进行精确定位的缺口。其中，仿形工装板64与安装在曲轴上的转子平衡片高度相齐平。

具体的，该设备还包括由PLC构成的控制系统；垂直移动机构2、水平移动机构3、定位机构5、导向机构6、扭矩检测机构4均与控制系统电连接。

下面结合附图1～3对本设备的扭矩检测过程作出如下的详细说明。

该扭矩检测设备采用PLC控制，外接气源以驱动气缸Ⅰ20，执行设计动作。

定位机构5、导向机构6对转子工件实现定位：

在定位机构5沿输送链条的方向上的前后位置分别设有第一阻挡装置、第二阻挡装置(图中未画出)，以将转子工件7限制在定位机构5上。

设备启动后，进入等待状态。首先，冰箱压缩机转子工件7沿着图3所示箭头方向运行，进入扭矩检测工位时，控制系统判断设备处于工作就绪状态，控制扭矩检测设备前端的第一阻挡装置放行，将冰箱压缩机转子工件7输送到扭矩检测工位；

冰箱压缩机转子工件7进入扭矩检测工位，经前导向板61将曲轴转动一定角度，对转子平衡片初步定位，以方便后续更精确的定位；

冰箱压缩机转子工件7经设置在定位机构的第二阻挡装置阻挡，停在定位机构5，经检测元件检测到位后，系统启动定位机构5，驱动双导杆气缸Ⅳ51将冰箱压缩机转子工件7顶起定位，使其与输送线链条脱离；

其次，定位机构5中双导杆气缸Ⅳ51运行到位后，PLC控制导向机构6中的双导杆气缸Ⅴ63运动，带动仿形工装板64定位校正转子平衡片，精确定位转子平衡片，以方便后续扭矩检测工作；

导向机构6完成转子平衡片的仿形定位后，系统控制双导杆气缸Ⅴ62运动回到初始位置，经检测到位后，系统开始根据转子平衡片对扭矩检测机构4进行定位，以便顺利测试转子平衡片扭矩的大小；

垂直移动机构2、水平移动机构3对扭矩检测机构4实现定位：

系统控制水平移动机构3中的伺服电机减速器Ⅱ31启动工作，驱动滚珠丝杠30运动，将扭矩检测机构4移动到转子平衡片设定位置的上方；

水平移动机构3运动到位后，系统控制电磁阀驱动气缸Ⅰ20，使直线轴承滑套21向下运动到设定位置，从而将扭矩检测机构4移动到设定检测位置，使转动拨叉45插入到转子平衡片与曲轴之间，完成转动拨叉45的定位待检测工作；

垂直移动机构中气缸Ⅰ20到位后，系统控制扭矩检测机构4中的伺服电机减速器Ⅲ41工作，通过联轴器42传递运动到转动拨叉45，转动拨叉45旋转运动，与转子平衡片接触，检测转子平衡片与曲轴之间装配扭矩的大小；

转动拨叉45运动到位后，扭矩传感器43内部会产生一个弹性变形量，并将物理变形量转换成电信号，传回到控制系统并与设定扭矩值进行比较；若扭矩检测值在设定范围内，则转子平衡片装配合格，系统控制扭矩检测设备放行，输送机将冰箱压缩机转子工件7输送到下一个工位完成后续工作；若扭矩检测值在设定范围外，则扭矩检测设备发出报警，人工剔除不合格品，并复位设备，使其进入工作状态。

应当说明的是，本发明中控制系统针对不同型号冰箱压缩机转子工件7设置了几组参数，只需在运行前选择需要检测的型号即可，就可以实现不同型号冰箱压缩机之间快速切换，极大提高了工作效率。在针对特定冰箱压缩机转子，设计特定的转动拨叉45，只需更换转动拨叉45与仿形工装板64，即可以满足特定型号的冰箱压缩机生产，实现了设备的通用性。

Claims (10)

1.一种冰箱压缩机生产装配线用扭矩检测设备，其特征在于：该设备包括安装支架(1)、固定在安装支架(1)上部的垂直移动机构(2)、固定在垂直移动机构(2)上的水平移动机构(3)、与水平移动机构(3)固连为一体的扭矩检测机构(4)；该设备还包括固定在安装支架(1)下部定位机构(5)、在定位机构(5)上部的导向机构(6)；

所述导向机构(6)与定位机构(5)构成对冰箱压缩机整体转子工件(7)进行准确定位的配合关系，所述垂直移动机构(2)与水平移动机构(3)构成对扭矩检测机构(4)进行准确定位的配合关系，从而实现扭矩检测机构(4)对转子平衡片的装配检测。

2.根据权利要求1所述的冰箱压缩机生产装配线用扭矩检测设备，其特征在于：所述安装支架(1)包括安装顶板(10)、圆立柱(11)、安装底板(12)；所述圆立柱(11)设为4根，将安装顶板(10)和安装底板(12)固连为一体。

3.根据权利要求2所述的冰箱压缩机生产装配线用扭矩检测设备，其特征在于：所述垂直移动机构(2)包括固定安装在安装顶板(10)上的气缸Ⅰ(20)、套设在圆立柱(11)上的直线轴承滑套(21)、安装在直线轴承滑套(21)上的固定板Ⅰ(22)，其中，气缸Ⅰ(20)的输出端与固定板Ⅰ(22)固连；

所述直线轴承滑套(21)在前排或后排圆立柱(11)上设为对称的两个；垂直移动机构(2)中驱动气缸(20)通过固定板Ⅰ(22)带动直线轴承滑套(21)沿着圆立柱(11)上下移动，从而实现扭矩检测机构(4)的上下移动。

4.根据权利要求2所述的冰箱压缩机生产装配线用扭矩检测设备，其特征在于：所述水平移动机构(3)包括水平固定安装在固定板Ⅰ(22)上的直线传动单元、输出端与直线传动单元相连的伺服电机减速器Ⅱ(31)、固定安装在直线传动单元外固定面上的固定板Ⅱ(32)。

5.根据权利要求4所述的冰箱压缩机生产装配线用扭矩检测设备，其特征在于：所述直线传动单元设为滚珠丝杠(30)；固定板Ⅱ(32)固定安装在滚珠丝杠(30)的丝套上。

6.根据权利要求2所述的冰箱压缩机生产装配线用扭矩检测设备，其特征在于：所述扭矩检测机构(4)固设在固定板Ⅱ(31)上，包括依次安装固定在固定板Ⅱ(31)上的固定板Ⅲ(40)、固设在固定板Ⅲ(40)上的伺服电机减速器Ⅲ(41)、通过联轴器(42)与伺服电机减速器Ⅲ(41)相连的扭矩传感器(43)、支撑限制扭矩检测机构(4)传动轴的固定板Ⅳ(44)、与传动轴末端连接的转动拨叉(45)；所述转动拨叉(45)与转子平衡片的尺寸形状相匹配。

7.根据权利要求2所述的冰箱压缩机生产装配线用扭矩检测设备，其特征在于：所述定位机构(5)包括依次安装固定在安装底板(12)上的气缸安装支架(50)、安装固定在气缸安装支架(50)上的双导杆气缸Ⅳ(51)、与双导杆气缸Ⅳ(51)输出轴端固连的定位工装板(52)。

8.根据权利要求2所述的冰箱压缩机生产装配线用扭矩检测设备，其特征在于：所述导向机构(6)包括固定在圆立柱(11)上的横梁(60)，固定在横梁(60)上的前导向板(61)和气缸固定支架(62)，固定在气缸固定支架(62)上的双导杆气缸Ⅴ(63)、固连在双导杆气缸Ⅴ(63)输出端的仿形工装板(64)。

9.根据权利要求8所述的冰箱压缩机生产装配线用扭矩检测设备，其特征在于：所述前导向板(61)具有对转子平衡片在曲轴上的安装进行初步导向的倾斜角；所述仿形工装板(63)设有与转子平衡片形状和尺寸适配的、对平衡片进行精确定位的缺口。

10.根据权利要求1～9任一项所述的冰箱压缩机生产装配线用扭矩检测设备，其特征在于：该设备还包括由PLC构成的控制系统；垂直移动机构(2)、水平移动机构(3)、扭矩检测机构(4)、定位机构(5)、导向机构(6)均与控制系统电连接。