CN106872163B - 一种换档器质量检验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及换档器质检领域，具体地说是一种适用于多种类型换档器质量检验的换档器质量检验装置，包括底座、工作机架、机械手组件、前端固定机构、后端固定机构、LED插座组件和提档手柄组件，其中两个底座呈直角设置，在底座之间的直角端设有机械手组件，底座上均设有工作机架，工作机架上均设有前端固定机构和后端固定机构，换档器通过前端固定机构和后端固定机构支承，在前端固定机构上设有LED插座组件和提档手柄组件，在后端固定机构上设有滑动组件，在滑动组件上设有测量换档器拉锁行程的直线位移传感器，机械手组件包括六轴机器人和用于检测换档器摆杆受力的末端关节连接力检测组件。本发明适用于多种类型换档器检测，测试准确且效率高。

Description

一种换档器质量检验装置

技术领域

本发明涉及换档器质检领域，具体地说是一种适用于多种类型换档器质量检验的换档器质量检验装置。

背景技术

汽车换档器作为汽车上的主要部件，直接决定着汽车的操控安全。现有技术中的换档器性能测试一般是通过XYZ三坐标直线插补机械手或人工扳动换档器手柄进行换档测试，换档器性能测试指标主要包括驱动力和拉索行程，由于各个档位功能不同，驱动力矩和行程改变也通常各不相同，在变化过程中需要形成曲线图以完成换档器总成的质量检验，由于机械手拨动换档器手柄换挡时，由于力作用点的变化，力矩往往发生改变，从而使得测得的驱动力有较大误差。另外，在换档器测试过程中还要考虑整条换档器生产线的工作效率，对于机械手而言，由于机械手操作节拍较长，因而严重影响了整条生产线的工作效率，当检验完成一个换档器后，工人需手动将换档器摘下，换上待检测换档器，在更换时间内机械手往往是不工作的，造成了时间浪费，降低了检测效率，对于人工换挡测试而言，测试效率更是无法满足换档器生产线的节拍要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种换档器质量检验装置，适用于多种类型换档器质量检验，在保证测试准确性的同时也提高了工作效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种换档器质量检验装置，包括底座、工作机架、机械手组件、前端固定机构、后端固定机构、LED插座组件和提档手柄组件，其中两个底座呈直角设置，在两个底座之间的直角端设有机械手组件，在每个底座上均设有工作机架，在每个工作机架上均设有前端固定机构和后端固定机构，换档器通过所述前端固定机构和后端固定机构支承，在所述前端固定机构上设有LED插座组件和提档手柄组件，在后端固定机构上设有滑动组件，在所述滑动组件上设有测量换档器拉锁行程的直线位移传感器，所述机械手组件包括六轴机器人和用于检测换档器摆杆受力的末端关节连接力检测组件，所述末端关节连接力检测组件通过所述六轴机器人驱动移动。

所述前端固定机构设有换档器工装底板、接近传感器和检测探针，其中一个接近传感器与所述检测探针配合，其余接近传感器呈一排布置，并且在换档器工装底板上设有使不同接近传感器发出感应信号的螺钉。

所述前端固定机构设有底板和支撑立柱，所述底板安装在工作机架上，支撑立柱垂直设置于所述底板上，换档器工装底板安装在支撑立柱上，检测探针设置于所述换档器工装底板上，接近传感器分别设置于支撑立柱和底板(401)上。

所述前端固定机构上设有气缸，气缸的缸杆端部设有用于固定换档器的锁紧夹爪，所述换档器工装底板上设有挡块和定位立柱。

所述LED插座组件包括支承座、插座、移动插头和固定插头，其中所述支承座设置于所述前端固定机构上，插座设置于所述支承座的自由端，固定插头固设于所述插座中，测试时移动插头一端与换档器相连，另一端插入所述插座中与固定插头相连。

所述提档手柄组件包括提档气缸、手柄、滑块、拉杆和扭簧，其中手柄垂直固装在前端固定机构上，所述手柄内设有滑块，所述滑块通过所述提档气缸带动升降，拉杆铰接在所述滑块外侧，换档器杆通过所述拉杆带动升降，在拉杆与滑块的铰接端设有可使拉杆回到水平位置的扭簧。

所述末端关节连接力检测组件包括机械手接头、力传感器和拨叉，机械手接头安装在六轴机器人上，力传感器安装在所述机械手接头上，拨叉安装在所述力传感器上，所述拨叉在测试时与换档器摆杆相抵。

所述后端固定机构包括底板、滑动组件和定位手柄，所述底板安装在工作机架上，滑动组件安装在所述底板上并通过所述定位手柄定位，所述测量换档器拉锁行程的直线位移传感器安装在所述滑动组件上，在所述直线位移传感器的测量移动块上设有定位销，换档器上的拉锁支架套在所述定位销上。

在所述工作机架上设有与所述滑动组件相连的直线位移传感器，所述直线位移传感器的测量移动块通过一个动尺支架与所述滑动组件相连。

所述滑动组件外侧设有一块倾斜的支板，所述支板上设有锁定肘夹和拉锁定位块。

本发明的优点与积极效果为：

1、本发明在前端固定机构上设有检测探针和接近传感器，换档器检验前的识别工作通过所述检测探针和接近传感器完成，其中一个接近传感器与所述检测探针配合确定换档器有无，在不同类型的换档器工装底板上设有布置方式不同的螺钉，其余的接近传感器通过感应相关螺钉而判断工装信息，判断准确。

2、本发明在后端固定机构上设有滑动组件、第一直线位移传感器和第二直线位移传感器，通过调整滑动组件位置可以适应不同类型的换档器，并通过所述第一直线位移传感器可以确定换档器型号，所述第二直线位移传感器用于测量换档器上的拉锁行程，并将数据实时传输到测试系统中与设定的合格品数据进行比较获得检验结果，测量准确方便。

3、本发明机械手组件包括六轴机器人和末端关节连接力检测组件，末端关节连接力检测组件上的拨叉带动换档器摆杆移动，末端关节连接力检测组件上的力传感器可以实时检测到拨叉移动换档器摆杆时所需力的大小，力的大小可以实时传输到测试系统中与设定的合格品数据进行比较获得检验结果，测量准确方便。

4、本发明在前端固定机构上设有可根据换档器类型更换的换档器工装底板，所述换档器工装底板与支撑立柱采用“一销一键”的方式定位连接，这样在换装过程中，无需拆卸螺钉，换装快捷。

5、本发明在前端固定机构上还设有LED插座组件和提档手柄组件，通过所述LED插座组件可以判别LED连接情况，结果分为连通和断开两种情况，通过所述提档手柄组件带动换档器杆向上完成提档动作，检测全面且自动化程度高。

6、本发明包括两个呈直角布置的工作机架，在直角端设有机械手组件，每个工作机架上均设有相同的检测装置，装置工作时，当一侧的换档器检测完毕后，另一侧的换档器即开始检测，此时可卸下已检测完毕的换档器，大大提高了检测效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，

图2为图1中前端固定机构的结构示意图，

图3为图1中LED插座组件结构示意图，

图4为图1中驱动机械手组件结构示意图，

图5为图1中后端固定机构的结构示意图，

图6为图1中提档手柄组件结构示意图，

图7为换档器类型Ⅰ的换档器工装底板结构示意图，

图8为换档器类型Ⅱ的换档器工装底板结构示意图，

图9为换档器类型Ⅲ的换档器工装底板结构示意图，

图10为换档器类型Ⅳ的换档器工装底板结构示意图。

其中，1为底座；2为工作机架；3为工作台面；4为前端固定机构，401为底板，402为支撑立柱，403为换档器工装底板，404为挡块，405为定位立柱，406为气缸，407为锁紧夹爪，408为接近传感器，409为检测探针；5为LED插座组件，501为插座底板，502为插座盖板，503为支承座，504为移动插头，505为固定插头；6为机械手组件，601为六轴机器人，602为机械手接头，603为力传感器，604为拨叉；7为后端固定机构，701为底板，702为滑动组件，703为定位手柄，704为定位销，705为动尺支架，706为第一直线位移传感器，707为第二直线位移传感，708为锁定肘夹，709为拉锁定位块；8为主线束插头座；9为RFID读写头支架；10为提档手柄组件，1001为提档气缸，1002为气缸座，1003为手柄，1004为滑块，1005为拉杆，1006为扭簧；11为螺钉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1所示，本发明包括底座1、工作机架2、机械手组件6、前端固定机构4、后端固定机构7、LED插座组件5和提档手柄组件10，其中两个底座1呈直角设置，在两个底座1之间的直角端设有机械手组件6，在每个底座1上均设有一个工作机架2，在每个工作机架2的工作台面3靠近所述机械手组件6的一端设有前端固定机构4，每个工作机架2的工作台面3远离所述机械手组件6的一端设有后端固定机构7，换档器前后两端分别通过所述前端固定机构4和后端固定机构7支承，在所述前端固定机构4上设有用于检测换档器LED插头的LED插座组件5和使换档器完成提档动作的提档手柄组件10，所述后端固定机构7设有滑动组件702，可适应不同类型的换档器，并且在后端固定机构7上设有测量换档器拉锁行程变化的直线位移传感器，所述机械手组件6包括六轴机器人601和末端关节连接力检测组件，所述末端关节连接力检测组件通过所述六轴机器人601驱动移动并检测换档器摆杆力矩。

如图2所示，所述前端固定机构4包括底板401、支撑立柱402、换档器工装底板403、气缸406、锁紧夹爪407、接近传感器408和检测探针409，其中底板401安装在工作机架2的工作台面3上，支撑立柱402垂直设置于所述底板401上，换档器工装底板403安装在支撑立柱402上，在所述换档器工装底板403上设有用于限定换档器位置的挡块404和定位立柱405，根据换档器安装底脚不同，挡块404与定位立柱405的布置结构有所不同，但底板401和支撑立柱402保持固定，所述换档器工装底板403与支撑立柱402采用“一销一键”的方式定位，在换档器工装底板403的销孔内设有铜套使定位牢固，保证换档器工装底板403位置不变，而且也使得在换装过程中无需拆卸螺钉，换装方便，当换档器型号改变时，只需更换设有不同布置方式挡块404和定位立柱405的换档器工装底板403即可，避免了不同类型换档器工装底板和不同种挡块的错误搭配，本实施例中，所述换档器工装底板403在前后左右侧均设有挡块404和定位立柱405，共计四个挡块404和四个定位立柱405。在换档器工装底板403的前、左、右三侧均设有气缸406，每个气缸406的缸杆端部均设有锁紧夹爪407，锁紧夹爪407通过气缸406驱动下降，每个气缸406底座留有穿线槽，气缸406的气管及各线束从气缸406下侧穿过，使整个设备更加整洁，且气缸406选用旋转气缸，在对换档器进行检验时，可根据接近传感器408反映情况，控制器自动选择测试系统，按下启动按钮，气缸406的缸杆落下，带动锁定夹爪407牢牢扣在定位立柱405上，压紧换档器前端。所述检测探针409设置于换档器工装底板403上，接近传感器408通过支架安装在支撑立柱402上。

在所述前端固定机构4设有多个接近传感器408，其中一个接近传感器408与所述检测探针409配合检测换档器工装底板403上有无换档器，其余的接近传感器用于检测换档器工装类型，在换档器工装底板403上设有螺钉11，且对应不同型号换档器的换档器工装底板403上的螺钉11布置方式不同，本实施例中共设有四个接近传感器408，其中接近传感器Ⅰ对应检测探针409来检测换档器有无情况，如图7～10所示，在换档器工装底板403上设有三个通孔，接近传感器Ⅱ、接近传感器Ⅲ、接近传感器Ⅳ排成一条直线并分别对应换档器工装底板403上的三个通孔，根据换档器工装类型的不同在相应的通孔内布置螺钉11，其余通孔空置。当换档器工装底板403更换完毕后，螺钉11底端即进入对应的接近传感器408的检测范围，使该接近传感器408发出信号，根据接近传感器408发出信号的排布不同即可获得工装信息。本实施例中，所述接近传感器408的型号为E2B-S08LS01-MC-C1，生产厂家为欧姆龙。

如图3所示，所述LED插座组件5包括支承座503、插座、移动插头504和固定插头505，其中所述支承座503垂直设置于所述前端固定机构4的底板401上，插座设置于所述支承座503的自由端，所述插座包括扣合在一起插座盖板502和插座底板501，移动插头504一端与换档器相连，另一端插入所述插座中，固定插头505固定于所述插座中，测试时将移动插头504插入所述插座中与固定插头505相连，测试系统会自动判别LED连接情况，结果分为连通和断开两种情况。

如图4所示，所述机械手组件6包括六轴机器人601和末端关节连接力检测组件，其中所述末端关节连接力检测组件包括机械手接头602、力传感器603和拨叉604，机械手接头602安装在六轴机器人601上，力传感器603安装在所述机械手接头602上，拨叉604安装在所述力传感器603上，所述六轴机器人601具有示教功能，所述六轴机器人601为本领域公知技术。检测换档器时，在系统满足检测条件的状态下，六轴机器人601自动运行带动所述末端关节连接力检测组件移动，此时所述末端关节连接力检测组件上的拨叉604带动换档器摆杆移动，同时所述力传感器603可以实时检测到拨叉604移动换档器摆杆时所需力的大小，力的大小可以实时传输到测试系统并与测试系统中设置的合格品数据进行比较，从而获得换档器的检验结果。本实施例中，所述力传感器603的型号为AT3D120-200N，生产厂家为ME品牌。

如图5所示，所述后端固定机构7包括底板701、滑动组件702、定位手柄703、定位销704、第一直线位移传感器706、第二直线位移传感707、锁定肘夹708和拉锁定位块709，所述底板701安装在工作机架2的工作台面3上，滑动组件702可移动地安装在所述底板701上，在所述底板701上设有滑轨，在所述滑动组件702底部设有与所述滑轨配合的滑块，所述滑动组件702包括水平设置的移动板和与所述移动板垂直连接的安装板，所述移动板即与所述底板701滑动连接，由于不同型号的换档器长度不同，所述滑动组件702需要根据拉锁长度在后端固定机构7的底板701上前后移动调整位置，在所述滑动组件702的移动板上设有两个定位手柄703，当滑动组件702位置确定后，旋紧所述定位手柄703，使两个定位手柄703均抵住后端固定机构7的底板701，从而使滑动组件702固定。所述第一直线位移传感器706和第二直线位移传感器707分设于所述滑动组件702两侧，其中所述第一直线位移传感器706安装在工作机架2的工作台面3上，所述第一直线位移传感器706上的测量移动块通过一个动尺支架705与滑动组件702上的移动板相连，所述第二直线位移传感器707安装在滑动组件702的安装板外侧，所述第二直线位移传感器707倾斜设置，且所述第二直线位移传感器707设有测量移动块的一端朝下，在第二直线位移传感器707的测量移动块上设有定位销704，装置工作时，待测换档器上的拉锁支架套在所述定位销704上，在所述滑动组件702的安装板上设有一块倾斜的支板，所述锁定肘夹708和拉锁定位块709固装在所述支板上，换档器的拉锁端部通过所述锁定肘夹708和拉锁定位块709固定支承，两个直线位移传感器的电信号输出端均与控制器电连接。装置工作时，换档器拉锁的其余部分需保持水平，由于不同型号的换档器长度不同，通过所述第一直线位移传感器706可以确定换档器型号，所述第二直线位移传感器707用于测量换挡过程中拉锁的行程变化。本实施例中，所述第一直线位移传感器706的型号为KMF-450mm，生产厂家为迈恩传感科技有限公司，所述第二直线位移传感器707的型号为BIW1-A310-M0075-P1-S11585，生产厂家为巴鲁夫公司。

如图6所示，所述提档手柄组件10包括提档气缸1001、手柄1003、滑块1004、拉杆1005和扭簧1006，其中手柄1003垂直固装在所述前端固定机构4的底板401上，提档气缸1001通过一个气缸座1002安装在所述手柄1003的自由端部，所述手柄1003内沿竖直方向设有滑槽，滑块1004设置于手柄1003内的滑槽中，所述提档气缸1001的缸杆端部与所述滑块1004螺纹连接，所述滑块1004通过所述提档气缸1001带动沿手柄1003内的滑槽升降，拉杆1005铰接在所述滑块1004外侧，且所述拉杆1005处于水平位置时只可向下摆动，无法向上摆动，在拉杆1005与滑块1004的铰接端设有扭簧1006，扭簧1006的弹簧力可使拉杆1005回到水平位置。装置工作时，换档器放置到前端固定机构4上，换档器杆压住所述拉杆1005，使所述拉杆1005处于竖直方向，测试时，换档器杆从手柄1003内自下而上穿入，并且当换档器杆上的杆孔移动至所述拉杆1005的位置时，所述拉杆1005在所述扭簧1006作用下自动摆动恢复水平位置，从而进入换档器杆孔内，当提档气缸1001带动滑块10004向上运动时，所述拉杆1005即带动换档器杆同时向上完成提档动作。

如图1所示，在每个工作机架2的工作台面3中部还设有主线束插头座8和RFID读写头支架9，主线束插头插入所述主线束插头座8，RFID读写头通过所述RFID读写头支架9安装在工作机架2上。

本发明的工作原理为：

本发明工作时，换档器前端通过前端固定机构4支承，所述前端固定机构4上设有检测探针409和接近传感器408，换档器检验前的识别工作通过所述检测探针409和接近传感器408完成，其中一个接近传感器408与所述检测探针409配合确定换档器有无，在换档器工装底板403上设有螺钉11，且对应不同型号换档器的换档器工装底板403上的螺钉11布置方式不同，其余接近传感器408呈一排设置并通过感应有无螺钉11而判断工装信息，另外由于不同型号的换档器长度不同，所述后端固定机构7上的滑动组件702可根据换档器拉锁长度调整位置，在后端固定机构7上设有与滑动组件702相连的第一直线位移传感器706，通过所述第一直线位移传感器706所测得的滑动组件702位移情况也可以确定换档器型号并判断工装信息。

所述机械手组件6包括六轴机器人601和末端关节连接力检测组件，六轴机器人601带动所述末端关节连接力检测组件移动，此时所述末端关节连接力检测组件上的拨叉604带动换档器摆杆移动，末端关节连接力检测组件上的力传感器603可以实时检测到拨叉604移动换档器摆杆时所需力的大小，力的大小可以实时传输到测试系统中与设定的合格品数据进行比较获得检验结果，同时在后端固定机构7上设有用于测量换挡过程中拉锁行程变化的第二直线位移传感器707，所述第二直线位移传感器707将数据实时传输到测试系统中与设定的合格品数据进行比较获得检验结果。

在前端固定机构4上还设有LED插座组件5和提档手柄组件10，通过所述LED插座组件5判别LED连接情况，结果分为连通和断开两种情况，通过所述提档手柄组件10带动换档器杆向上完成提档动作。

在前端固定机构4上设有可根据换档器类型更换的换档器工装底板403，所述换档器工装底板403与支撑立柱402采用“一销一键”的方式定位连接，这样在换装过程中，无需拆卸螺钉，换装快捷。在所述换档器工装底板403上设有用于限定换档器位置的挡块404和定位立柱405，挡块404与定位立柱405的布置根据换档器安装底脚的不同而改变。

本发明包括两个呈直角布置的工作机架2，在直角端设有机械手组件6，每个工作机架2上均设有相同的检测装置，装置工作时，当一侧的换档器检测完毕后，按下另一侧的工位启动键，另一侧的换档器即开始检测，此时可卸下已检测完毕的换档器，这样便提高了检测效率。

Claims (5)

1.一种换档器质量检验装置，其特征在于：包括底座(1)、工作机架(2)、机械手组件(6)、前端固定机构(4)、后端固定机构(7)、LED插座组件(5)和提档手柄组件(10)，其中两个底座(1)呈直角设置，在两个底座(1)之间的直角端设有机械手组件(6)，在每个底座(1)上均设有工作机架(2)，在每个工作机架(2)上均设有前端固定机构(4)和后端固定机构(7)，换档器通过所述前端固定机构(4)和后端固定机构(7)支承，在所述前端固定机构(4)上设有LED插座组件(5)和提档手柄组件(10)，在后端固定机构(7)上设有滑动组件(702)，在滑动组件(702)上设有测量换档器拉锁行程的第二直线位移传感器(707)，第一直线位移传感器(706)和第二直线位移传感器(707)分设于滑动组件(702)两侧，所述机械手组件(6)包括六轴机器人(601)和用于检测换档器摆杆受力的末端关节连接力检测组件，所述末端关节连接力检测组件通过所述六轴机器人(601)驱动移动；

所述前端固定机构(4)设有换档器工装底板(403)、接近传感器(408)和检测探针(409)，其中一个接近传感器(408)与所述检测探针(409)配合，其余接近传感器(408)呈一排布置，并且在换档器工装底板(403)上设有使不同接近传感器(408)发出感应信号的螺钉(11)；

所述后端固定机构(7)包括底板(701)、滑动组件(702)、定位手柄(703)、第一直线位移传感器(706)和第二直线位移传感器(707)，所述底板(701)安装在工作机架(2)上，滑动组件(702)安装在所述底板(701)上并通过所述定位手柄(703)定位，第一直线位移传感器(706)安装在工作机架(2)的工作台面(3)上，且所述第一直线位移传感器(706)上的测量移动块通过一个动尺支架(705)与滑动组件(702)上的移动板相连，第二直线位移传感器(707)安装在所述滑动组件(702)上，在所述第二直线位移传感器的测量移动块上设有定位销(704)，换档器上的拉锁支架套在所述定位销(704)上；

所述末端关节连接力检测组件包括机械手接头(602)、力传感器(603)和拨叉(604)，机械手接头(602)安装在六轴机器人(601)上，力传感器(603)安装在所述机械手接头(602)上，拨叉(604)安装在所述力传感器(603)上，所述拨叉(604)在测试时与换档器摆杆相抵；

所述LED插座组件(5)包括支承座(503)、插座、移动插头(504)和固定插头(505)，其中所述支承座(503)设置于所述前端固定机构(4)上，插座设置于所述支承座(503)的自由端，固定插头(505)固设于所述插座中，测试时移动插头(504)一端与换档器相连，另一端插入所述插座中与固定插头(505)相连。

2.根据权利要求1所述的换档器质量检验装置，其特征在于：所述前端固定机构(4)设有底板(401)和支撑立柱(402)，所述底板(401)安装在工作机架(2)上，支撑立柱(402)垂直设置于所述底板(401)上，换档器工装底板(403)安装在支撑立柱(402)上，检测探针(409)设置于所述换档器工装底板(403)上，接近传感器(408)分别设置于支撑立柱(402)和底板(401)上。

3.根据权利要求1或2所述的换档器质量检验装置，其特征在于：所述前端固定机构(4)上设有气缸(406)，气缸(406)的缸杆端部设有用于固定换档器的锁紧夹爪(407)，所述换档器工装底板(403)上设有挡块(404)和定位立柱(405)。

4.根据权利要求1所述的换档器质量检验装置，其特征在于：所述提档手柄组件(10)包括提档气缸(1001)、手柄(1003)、滑块(1004)、拉杆(1005)和扭簧(1006)，其中手柄(1003)垂直固装在前端固定机构(4)上，所述手柄(1003)内设有滑块(1004)，所述滑块(1004)通过所述提档气缸(1001)带动升降，拉杆(1005)铰接在所述滑块(1004)外侧，换档器杆通过所述拉杆(1005)带动升降，在拉杆(1005)与滑块(1004)的铰接端设有可使拉杆(1005)回到水平位置的扭簧(1006)。

5.根据权利要求1所述的换档器质量检验装置，其特征在于：所述滑动组件(702)外侧设有一块倾斜的支板，所述支板上设有锁定肘夹(708)和拉锁定位块(709)。