CN106813918A - 活塞冷却喷嘴自动测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种活塞冷却喷嘴自动测量装置，包括：用以将工件的机体与喷嘴体装配在一起并将装配后的工件安放至测量工位处的上料系统，用以为工件的测量过程提供所需油体并能对该油体进行特定处理以符合所规定的流量和/或压力的测量条件的供油系统，用以将工件定位至测量工位处的工件定位系统，用以测量工件的相关性能参数的工件检测系统，用以将工件从测量工位处取下并对其进行特定处理的下料系统，用以控制前述各个系统的工作状态以及进行数据传输的智能控制系统，这种自动测量系统采用模块化结构，对工件的定位准确精密，可快速分别测量出工件的相关工作参数，实现自动化测量。
Description
技术领域
本发明涉及一种活塞冷却喷嘴自动测量装置。
背景技术
活塞冷却喷嘴是发动机的关键零件，如图1所示，活塞冷却喷嘴主要包括喷嘴体、与该喷嘴体的连通的机体总成，机体总成为一管件，由机体总成的远离喷嘴体的端部开口构成冷却喷嘴的喷油口。活塞冷却喷嘴主要通过喷油口向活塞内冷油道喷射相对活塞来说温度低的润滑油，由此来解决活塞散热问题。因此，活塞冷却喷嘴的泄漏量、开启压力、流量、打靶位置和关闭压力等性能参数是衡量工件的冷却性能的关键影响参数。目前，国内大多数发动机企业使用人工检测的方法，检测精度不高，效率较低。在大规模生产条件下，提高质量，节约能源是各生产厂家的首要大事，这就要求检测水平的提高，便于及时发现影响产品质量的因素。因而，开发活塞冷却喷嘴自动测量装置势在必行。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种能够对活塞冷却喷嘴实现自动化测量的活塞冷却喷嘴自动测量装置。
本发明提供了一种活塞冷却喷嘴自动测量装置，包括：上料系统，用以将工件的机体总成与喷嘴体装配在一起并将装配后的工件安放至测量工位处；供油系统，用以为工件的测量过程提供所需油体并能对该油体进行特定处理以符合所规定的流量和/或压力的测量条件；工件定位系统，用以将工件定位至测量工位处；工件检测系统，用以测量工件的相关性能参数；下料系统，用以将工件从测量工位处取下并对其进行特定处理；智能控制系统，用以控制前述各个系统的工作状态以及进行数据传输。
由上，所述自动测量系统采用模块化结构，对工件的定位准确精密，可快速分别测量出工件的相关工作参数，实现了自动化测量。
优选的，所述下料系统包括用以去除工件上的油液的脱油机构、用以对工件进行标记的打标机构、用以在工件外表面喷涂防锈油膜的涂油机构、用以将工件在前述各机构之间进行移动并对工件进行分装的分料机构。
由上，通过所述下料系统可对测量后的工件进行脱油、打标、涂油防锈、分装等操作，方便对测量后工件进行保护处理和归类分装。
优选的，所述脱油机构包括一脱油支架、安装在该脱油支架下方并用来放置工件的下防油盒、安装在所述脱油支架上方的上防油盒、用以推动上防油盒相对于所述下防油盒移动以使两者形成密闭空间的脱油气缸、安装在该脱油气缸的动力输出端的脱油定位压头和吹油装置。
优选的，所述打标机构包括用以对工件上表面进行标刻的激光打标机、用以对工件进行定位的打标定位座。
优选的，所述涂油机构包括一涂油支架、安装在该涂油支架下方并用来放置工件的下防油罩、安装在所述涂油支架上方的上防油罩、用以推动上防油罩相对于所述下防油罩移动以使两者形成密闭空间的涂油气缸、安装在该涂油气缸的动力输出端的涂油定位压头、安装在所述涂油支架下方用以向由所述上防油罩和下防油罩所形成密闭空间内喷油的喷油装置。
优选的，所述分料机构包括用以对工件进行分装的料盘、用以将工件在所述脱油机构、打标机构、涂油机构以及料盘间进行移动的下料机械手。
优选的，所述上料系统包括用以配送工件的机体总成的振动上料机构、用以配送工件的喷嘴体的自动下料滑台、用以组装工件并将组装后工件移动至测量工位处的上料机械手、用以放置工件的上料台、用以控制和驱动该上料台移动的伺服电机。
由上，通过所述伺服电机能够对所述上料台的工作状态特别是移动方式进行有效控制，有利于提高使用便利性。
优选的，所述工件定位系统包括工件定位支架、安装在该工件定位支架上的用以放置工件的工件定位座、对称设置在该工件定位座周围的工件抱紧件、与该工件抱紧件连接并用以驱动其移动的抱紧气缸、用以将工件压紧至所述工件定位座上的工件定位压头、与该工件定位压头连接并用以驱动其移动的定位压头气缸。
由上，通过所述工件定位系统能够对工件进行有效地、稳固地定位，进而防止工件在测量过程中进行移动，有利于确保测量的准确性。
优选的，所述工件检测系统包括支撑安装用的工件检测支架、安装在该工件检测支架上的固定靶、安装在所述工件检测支架上并与该固定靶连接的第一压力传感器、设置在所述供油系统的供油路径末端的第二压力传感器、设置在所述供油系统的供油路径上的流量计。
由上，通过所述第一压力传感器来测量打靶压力，通过第二压力传感器来测量工件的开启压力，通过流量计来测量工件的流量，进而实现对工件的多个性能指标参数进行同步测量，有利于提高测量效率。
优选的，所述测量工位至少为一个，单个测量工位用以测量单个工件，所述工件定位系统、工件检测系统均与所述测量工位一一对应。
由上，由于设有三个测量工位，可以根据实际测量需要启用相应数量的测量工位，能满足各种测量需求，有利于提高使用便利性，同时还可一次测量多个工件，有利于提高测量效率。
附图说明
图1为工件的结构示意图；
图2为活塞冷却喷嘴自动测量装置的正视图；
图3为活塞冷却喷嘴自动测量装置的俯视图；
图4为活塞冷却喷嘴自动测量装置的工件定位系统的正视图；
图5为活塞冷却喷嘴自动测量装置的工件定位系统的左视图；
图6为活塞冷却喷嘴自动测量装置的工件检测系统的示意图；
图7为活塞冷却喷嘴自动测量装置的脱油机构的示意图；
图8为活塞冷却喷嘴自动测量装置的打标机构的示意图；
图9为活塞冷却喷嘴自动测量装置的涂油机构的示意图。
具体实施方式
下面参见图2～图9对本发明所述的活塞冷却喷嘴自动测量装置进行详细说明。
本发明所述的活塞冷却喷嘴自动测量装置具有一起支撑安装用、呈框架式设置的主支架，在该主支架上主要设有用以将工件安放至测量工位处的上料系统、用以将工件从测量工位处取下并对其进行特定处理的下料系统、用以为工件的测量过程提供符合测量要求的油体的供油系统、用以将工件定位至测量工位处的工件定位系统、用以测量工件的相关性能参数的工件检测系统以及用以控制前述各个系统的工作状态以及进行数据传输的智能控制系统。具体地：
上料系统用以将工件的机体总成与喷嘴体装配在一起并将装配后的工件安放至测量工位处，本发明中，该上料系统大体位于整个自动测量系统的左前方，如图2和图3所示，上料系统主要包括用以配送工件的机体总成的振动上料机构11、用以配送工件的喷嘴体的自动下料滑台12、用以将工件的机体与喷嘴体组装在一起并将组装后的工件移动至对应的测量工位处的上料机械手(未示出)、在上料过程中用以放置工件的上料台13、用以控制和伺服驱动该上料台13进行规定移动的伺服电机14。其中，振动上料机构11和自动下料滑台12的控制模块、上料机械手、伺服电机14分别与智能控制系统信号连接，上料时，智能控制系统分别向振动上料机构11和自动下料滑台12的控制模块、上料机械手、伺服电机14发送启动信号触发这些部件按照预先设定的控制程序进入运行状态，单个工件的机体总成和喷嘴体通过振动上料机构11和自动下料滑台12同时被配置给上料机械手，该上料机械手按照预先设定的操作步骤将单个工件的机体总成与喷嘴体组装在一起形成一个完整的工件，被组装后的工件放置在上料台13上，上料机械手根据所接收的上料指令将上料台13上的工件放置在对应的测量工位处。
供油系统用以为工件的测量过程提供所需油体并能对该油体进行特定处理以符合所规定的流量和/或压力的测量条件，本发明中，该供油系统大体位于整个自动测量系统的中部。如图2和图3所示，供油系统主要包括用以容放油体的油箱、用以对油体进行过滤除杂的过滤组件、与该油箱连接用以对过滤后油体进行加压以达到规定压力的高压供油机构41、用以使油体压力保持在规定值的稳压机构42、与高压供油机构41连接的柱塞泵组件43，在该柱塞泵组件43中配置有多个电磁阀44，前述各个部件按照供油路径依次连接形成供油系统，该供油系统还包括设置在供油路径上的流量计45。其中，高压供油机构41的控制模块、稳压机构42的控制模块、多个电磁阀44、流量计45分别与智能控制系统信号连接，通过智能控制系统所发射的控制指令来控制前述多个部件的工作状态，以使流经工件的油体达到所规定的流量和/或压力等测量条件。
本发明中，在主支架上设置有三个测量工位，单个测量工位用以测量单个工件，在主支架上与每个测量工位相对应设有一个工件定位系统和一个工件检测系统。如图4和图5所示，工件定位系统主要包括一安装在主支架上并起支撑安装作用的工件定位支架21、安装在该工件定位支架21顶端并用以放置工件的工件定位座22、对称设置在该工件定位座22的左右两侧的工件抱紧件23、与该工件抱紧件23连接并用以驱动其移动的抱紧气缸24、安装在工件定位支架21顶端的L形支架25、安装在该L形支架25上并用以将工件压紧在工件定位座22上的工件定位压头26、安装在主支架上并与该工件定位压头26连接用以驱动该工件定位压头26移动的定位压头气缸27。其中，抱紧气缸24、定位压头气缸27分别与智能控制系统信号连接。测量过程中，上料系统的上料机械手将工件放置在相应测量工位处的工件定位座22上，抱紧气缸24和定位压头气缸27根据所接收的由智能控制系统所发出的控制指令驱动对应部件进行工作，由抱紧气缸24驱动一对工件抱紧件23朝向工件定位座22处移动并最终抱紧放置在其上的工件，同步地，由定位压头气缸27驱动工件定位压头26朝向工件所在侧移动直至该工件定位压头26从上方压紧放置在工件定位座22上的工件，具体地，前述一对工件抱紧件23与工件喷嘴体的两侧直接接触并抱紧，工件定位压头与工件喷嘴体的上部直接接触并压紧，如此，通过一对工件抱紧件23和工件定位压头能够从工件特别是工件喷嘴体的周向和上方将工件(主要指工件喷嘴体)紧固在工件定位座22上。
工件检测系统用以检测工件的泄漏量、开启压力、流量、打靶位置和关闭压力等，本发明中，如图6所示，工件检测系统主要包括安装在主支架上并支撑安装用的工件检测支架31、安装在该工件检测支架31上的固定靶32、安装在工件检测支架31上并置于固定靶32下方且与该固定靶32连接的第一压力传感器33、安装在前述工件定位支架21上并置于前述供油系统的供油路径末端的第二压力传感器34、设置在前述供油系统的供油路径上的流量计45，其中，固定靶32为具有规定半径的圆形，由该固定靶32来衡量由工件所喷射出的油体的路径，若油体最终落入固定靶32内则表示打靶位置合格，反之，则表示打靶位置不合格；通过第一压力传感器33来测量打靶压力，通过第二压力传感器34来测量工件的开启压力，通过流量计45来测量工件的流量，第一压力传感器33、第二压力传感器34以及流量计45分别与前述智能控制系统信号连接。前述供油系统所提供的具有规定流量和/或压力的油体流经流量计45、第二压力传感器34后进入工件的喷嘴体，油体由工件的喷嘴喷射至固定靶32上并打在预先设置的打靶位置处，由第一压力传感器33来测量打靶压力。第一压力传感器33所测量的打靶压力、第二压力传感器34所测量的开启压力、流量计45所测量的流量等这些数据通过无线模块传输至智能控制系统并最终传输至数据分析仪上，由数据分析仪对这些数据进行分析并绘制连续压力流量曲线。
下料系统主要设置在主支架的右侧，用以将完成测量后的工件从测量工位处取下并对其进行脱油、打标、涂油防锈、分装等处理，该下料系统主要包括用以去除工件上的油液的脱油机构、用以对工件进行标记的打标机构、用以在工件外表面喷涂防锈油膜的涂油机构、用以将工件在前述各机构之间进行移动并对工件进行分装的分料机构。具体地：
如图7所示，脱油机构主要包括一安装在主支架上并竖直设置的脱油支架51、垂直安装在该脱油支架51下方的第一脱油支架52、安装在该第一脱油支架52上并用来放置完成测量后的工件的下防油盒53、垂直安装在脱油支架51上方并与第一脱油支架52平行设置的第二脱油支架54、垂直安装在该第二脱油支架54上并能相对其在竖直方向上进行滑动的脱油导向杆55、安装在该脱油导向杆55底端的上防油盒56、安装在第二脱油支架54上并用以推动上防油盒56相对其在竖直方向上移动的脱油气缸57、安装在该脱油气缸57的动力输出端的脱油定位压头58和吹油装置59。其中，脱油气缸57、吹油装置59分别与智能控制系统信号连接，完成测量后的工件在下料机械手的操作下被放置在下防油盒53上，脱油过程中，脱油气缸57根据智能控制系统所发射的控制指令驱动脱油定位压头58下压，进而通过该脱油定位压头58推动上防油盒56相对于第二支架54沿竖直方向朝下移动直至上防油盒56与下防油盒53闭合形成一密闭空间，吹油装置59根据智能控制系统所发射的控制指令向密闭空间特别是其内的工件表面吹入气体，使附着在工件内外表面的油液散去。
如图8所示，打标机构主要包括用以对工件上表面进行标刻的激光打标机61、用以对工件进行定位的打标定位座62，其中，激光打标机61与智能控制系统信号连接，完成脱油处理后的工件在下料机械手的操作下被放置在打标定位座62上，激光打标机61根据智能控制系统所发射的控制指令在工件上表面进行标刻。
如图9所示，涂油机构主要包括一安装在主支架上并竖直设置的涂油支架71、垂直安装在该涂油支架71下方的第一涂油支架72、安装在该第一涂油支架72上并用来放置工件的下防油罩73、垂直安装在涂油支架71上方并与第一涂油支架72相平行的第二涂油支架74、垂直安装在该第二涂油支架74上并能相对其在竖直方向上进行滑动的涂油导向杆75、安装在该涂油导向杆75底端的上防油罩76、安装在第二涂油支架74上并用以推动上防油罩76在竖直方向上相对于下防油罩73移动的涂油气缸77、安装在该涂油气缸77的动力输出端的涂油定位压头78、安装在第一涂油支架72上并用以向由上防油罩76和下防油罩73所形成的密闭空间内喷油的喷油装置79。其中，涂油气缸77、喷油装置79分别与智能控制系统信号连接，完成打标后的工件在下料机械手的操作下被放置在下防油罩73上，涂油过程中，涂油气缸77根据智能控制系统所发射的控制指令驱动涂油定位压头78下压，进而通过该涂油定位压头78推动上防油罩76沿竖直方向朝下移动直至上防油罩76与下防油罩73闭合形成一密闭空间，喷油装置79根据智能控制系统所发射的控制指令向密闭空间特别是其内的工件表面喷油，使工件外表面喷涂上防锈油膜。
分料机构主要包括用以对工件进行分装的料盘、用以将工件在前述脱油机构、打标机构、涂油机构以及料盘间进行移动的下料机械手，其中，料盘用以对合格工件和不合格工件进行分类收装，下料机械手与智能控制系统信号连接，根据智能控制系统所发射的控制指令执行相关操作。
智能控制系统是整个自动测量系统的控制中心，它主要由预先设有各种控制程序的集成电路板和无线数据传输模块构成，在该集成电路板上印刷有各种控制电路和设置有若干电子元器件。本发明中，智能控制系统与上料系统中的振动上料机构11和自动下料滑台12的控制模块、上料机械手、伺服电机14，供油系统中的高压供油机构41的控制模块、稳压机构42的控制模块、多个电磁阀44、流量计45，工件定位系统中的抱紧气缸24、定位压头气缸27，工件检测系统中的第一压力传感器33、第二压力传感器34以及流量计45，下料系统中的脱油气缸57、吹油装置59、激光打标机61、油气缸76、喷油装置79、下料机械手分别信号连接，用以根据预先设定的程序控制这些部件的先后启动顺序、运行状态和调控它们的运行参数，进而实现对活塞冷却喷嘴的自动测量。
下面参照图2～图9结合上述结构描述，对本发明所述活塞冷却喷嘴自动测量装置的工作过程进行简单描述。
上料时，单个工件的机体总成和喷嘴体通过振动上料机构11和自动下料滑台12同时被提供给上料机械手，该上料机械手将单个工件的机体总成与喷嘴体组装在一起形成一个完整的工件，被组装后的工件通过上料机械手放置在对应测量工位处的工件定位座22上；
上料机械手将工件放置在相应测量工位处的工件定位座22上后，由抱紧气缸24驱动一对工件抱紧件23从工件的左右两侧抱紧工件，同步地，由定位压头气缸27驱动工件定位压头26从上方压紧工件，由此实现对工件的定位；
待工件完成定位后，智能控制系统触发供油系统沿其供油路径向工件提供具有规定流量和/或压力的油体，该油体流经流量计45、第二压力传感器34后进入工件的喷嘴体，然后由工件的喷嘴喷射至固定靶32上，由第一压力传感器33来采集测量的打靶压力、第二压力传感器34来采集测量的开启压力、流量计45来采集测量的流量等数据，这些数据通过无线模块传输至智能控制系统并最终传输至数据分析仪上，由数据分析仪对这些数据进行分析并绘制连续压力流量曲线；
完成测量后的工件经由下料机械手从测量工位处取下，然后经由脱油机构去除工件上的油液，经由打标机构对工件上表面进行标刻，经由涂油机构在工件外表面喷涂防锈油膜，最后，经由下料机械手将合格工件和不合格工件分类收装至料盘中，由此完成对单个工件的自动测量全过程。
由上，本发明所述的自动测量系统采用模块化结构，对工件的定位准确精密，可快速分别测量出工件的相关工作参数，实现了自动化测量。另外，由于设有三个测量工位，可以根据实际测量需要启用相应数量的测量工位，能满足各种测量需求，有利于提高使用便利性，同时还可一次测量多个工件，有利于提高测量效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种活塞冷却喷嘴自动测量装置，其特征在于，包括：
上料系统，用以将工件的机体总成与喷嘴体装配在一起并将装配后的工件安放至测量工位处；
供油系统，用以为工件的测量过程提供所需油体并能对该油体进行特定处理以符合所规定的流量和/或压力的测量条件；
工件定位系统，用以将工件定位至测量工位处；
工件检测系统，用以测量工件的相关性能参数；
下料系统，用以将工件从测量工位处取下并对其进行特定处理；
智能控制系统，用以控制前述各个系统的工作状态以及进行数据传输。
2.根据权利要求1所述的活塞冷却喷嘴自动测量装置，其特征在于，所述下料系统包括用以去除工件上的油液的脱油机构、用以对工件进行标记的打标机构、用以在工件外表面喷涂防锈油膜的涂油机构、用以将工件在前述各机构之间进行移动并对工件进行分装的分料机构。
3.根据权利要求2所述的活塞冷却喷嘴自动测量装置，其特征在于，所述脱油机构包括一脱油支架(51)、安装在该脱油支架下方并用来放置工件的下防油盒(53)、安装在所述脱油支架(51)上方的上防油盒(56)、用以推动上防油盒(56)相对于所述下防油盒(53)移动以使两者形成密闭空间的脱油气缸(57)、安装在该脱油气缸(57)的动力输出端的脱油定位压头(58)和吹油装置(59)。
4.根据权利要求2所述的活塞冷却喷嘴自动测量装置，其特征在于，所述打标机构包括用以对工件上表面进行标刻的激光打标机(61)、用以对工件进行定位的打标定位座(62)。
5.根据权利要求2所述的活塞冷却喷嘴自动测量装置，其特征在于，所述涂油机构包括一涂油支架(71)、安装在该涂油支架(71)下方并用来放置工件的下防油罩(73)、安装在所述涂油支架(71)上方的上防油罩(76)、用以推动上防油罩(76)相对于所述下防油罩(73)移动以使两者形成密闭空间的涂油气缸(77)、安装在该涂油气缸(77)的动力输出端的涂油定位压头(78)、安装在所述涂油支架(71)下方用以向由所述上防油罩(76)和下防油罩(73)所形成密闭空间内喷油的喷油装置(79)。
6.根据权利要求2所述的活塞冷却喷嘴自动测量装置，其特征在于，所述分料机构包括用以对工件进行分装的料盘、用以将工件在所述脱油机构、打标机构、涂油机构以及料盘间进行移动的下料机械手。
7.根据权利要求1所述的活塞冷却喷嘴自动测量装置，其特征在于，所述上料系统包括用以配送工件的机体总成的振动上料机构(11)、用以配送工件的喷嘴体的自动下料滑台(12)、用以组装工件并将组装后工件移动至测量工位处的上料机械手、用以放置工件的上料台(13)、用以控制和驱动该上料台(13)移动的伺服电机(14)。
8.根据权利要求1所述的活塞冷却喷嘴自动测量装置，其特征在于，所述工件定位系统包括工件定位支架(21)、安装在该工件定位支架(21)上的用以放置工件的工件定位座(22)、对称设置在该工件定位座(22)周围的工件抱紧件(23)、与该工件抱紧件(23)连接并用以驱动其移动的抱紧气缸(24)、用以将工件压紧至所述工件定位座(22)上的工件定位压头(26)、与该工件定位压头(26)连接并用以驱动其移动的定位压头气缸(27)。
9.根据权利要求1所述的活塞冷却喷嘴自动测量装置，其特征在于，所述工件检测系统包括支撑安装用的工件检测支架(31)、安装在该工件检测支架(31)上的固定靶(32)、安装在所述工件检测支架(31)上并与该固定靶(31)连接的第一压力传感器(33)、设置在所述供油系统的供油路径末端的第二压力传感器(34)、设置在所述供油系统的供油路径上的流量计(45)。
10.根据权利要求1所述的活塞冷却喷嘴自动测量装置，其特征在于，所述测量工位至少为一个，单个测量工位用以测量单个工件，所述工件定位系统、工件检测系统均与所述测量工位一一对应。
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