CN110864638A - 气门锁夹全自动测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气门锁夹全自动测量装置及方法。该气门锁夹全自动测量装置，包括机架，激光测量机构，设于激光测量机构下方的工件输送机构，突出设于所述机架侧面的工件升降台，与所述激光测量机构、所述工件输送机构及所述工件升降台电连接的控制机构。激光测量机构包括突出设于机架侧面的测量支架，设于测量支架上的水平驱动结构，以及与水平驱动结构连接的激光检测器；工件输送机构位于所述激光检测器正下方，并位于所述工件输送机构的中部。本发明旨在解决传统技术中的检测技术误判概率较大的技术问题。

Description

气门锁夹全自动测量装置及方法

技术领域

本发明涉及车辆检测技术领域，特别是涉及一种气门锁夹全自动测量装置及方法。

背景技术

发动机缸盖在进行组装的时候，气门处需安装弹簧、弹簧上座、锁夹等零部件，而锁夹用于限制气门的运动行程、防止脱落。对于缸盖装配而言，气门锁夹的压装属于技术难点，存在漏压、压不到位、压裂等失效模式，需要在锁夹压装后对其进行检查，包括人工检查和自动测量检查。一般4缸发动机包括16个气门、32个锁夹，自动测量相对人工检查能共更有效的防止漏判。在传统技术中，自动检测技术主要包括拍照检测和充气检测。其中，拍照检测由于角度固定，二维成像对失效的界定取决于合格影像的对比，误判的概率大且存储的图片数据量大；另外，充气检测同样因为气体泄露的标准难以合理制定，存在误判的概率较大。

发明内容

基于此，本发明提供一种气门锁夹全自动测量装置及方法，旨在解决传统技术中的检测技术误判概率较大的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种气门锁夹全自动测量装置，包括：

机架；

激光测量机构，包括突出设于所述机架侧面的测量支架，设于所述测量支架上的水平驱动结构，以及与所述水平驱动结构连接的激光检测器；

工件输送机构，设于所述激光测量机构下方；

工件升降台，突出设于所述机架侧面，位于所述激光检测器正下方，并位于所述工件输送机构的中部；以及，

控制机构，与所述水平驱动结构、所述激光检测器、所述工件输送机构及所述工件升降台电连接。

可选地，所述激光检测器包括与所述水平驱动结构连接的检测固定板，以及设于所述检测固定板上、并与所述控制机构电连接的检测器主体，所述检测器主体与所述工件升降台抬升起来的待检测缸盖对应。

可选地，所述检测器主体包括设于所述检测固定板上的测头安装板，以及安设于所述测头安装板上、并与所述控制机构电连接的激光传感器，所述激光传感器与待检测缸盖的气门结构对应。

可选地，所述激光传感器所发射的激光线束与待检测缸盖的气门结构的气门杆的端面垂直。

可选地，所述检测器主体包括设于所述测头安装板上、并与所述控制机构电连接的检测器平移结构，所述激光传感器设于所述检测器平移结构上。

可选地，所述检测器平移结构包括设于所述测头安装板上的平移驱动件和平移导轨，所述激光传感器滑动设于所述平移导轨上，所述平移驱动件与所述激光传感器伸缩连接、并与所述控制机构电连接。

可选地，所述测量支架包括突出设于所述机架侧面的纵向支架，以及水平设于所述纵向支架端部的横向支架；

所述水平驱动结构包括设于所述横向支架上的水平导轨和水平驱动件，以及滑动设于所述横向支架底部、并与所述水平驱动件伸缩连接的水平连接板，所述水平连接板滑动连接于所述水平导轨上，所述激光检测器设于所述水平连接板底部，所述水平驱动件与所述控制机构电连接。

可选地，所述激光测量机构包括设于所述横向支架上的第一零点标尺，以及设于所述水平连接板上的第二零点标尺；

在初始状态下，所述第一零点标尺的零点刻度与所述第二零点标尺的零点刻度正对。

可选地，所述工件输送机构包括设于所述机架一侧的输送架，设于所述输送架上的工件传输带，所述工件传输带位于所述激光检测器下方；

所述工件升降台包括突出设于所述机架一侧、并位于所述工件传输带下方的升降底座，以及设于所述升降底座上、并位于所述工件传输带中部的工件抬升结构，所述工件抬升结构与所述激光检测器正对。

此外，本发明还提出一种气门锁夹全自动测量方法，包括如下步骤：

对多个缸盖上的气门杆与锁夹的多个位置进行测量和分析，获取缸盖上的气门杆与锁夹的标准高度差值；

根据获取的气门杆与锁夹的标准高度差值，生产具有对应气门杆与锁夹的气门结构及缸盖；

根据获取的气门杆与锁夹的标准高度差值，测量和分析生产的缸盖上的气门杆与锁夹的实际高度差值。

本发明提出的技术方案中，通过工件输送机构将装配有气门杆和锁夹的缸盖输送到工件升降台上方，工件升降台将缸盖抬升起来到检测位置处，位于工件升降台正上方的激光检测器可对缸盖上的气门杆和锁夹的高度进行检测，从而判断锁夹的压装是否存在漏压、压不到位、压裂等失效情况。而且，通过将激光检测器设置在水平驱动结构上，可以对激光检测器进行水平移动，可以同时对缸盖上的十六个气门杆、三十二个锁夹进行检测，检测效率高；而且，通过激光检测器发生激光线束2582进行检测，检测更加准确可靠，极大地降低了误判的可能性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述气门锁夹全自动测量装置的立体结构示意简图；

图2为本发明实施例所述气门锁夹全自动测量装置的侧视结构示意简图；

图3为本发明实施例所述气门锁夹全自动测量装置的激光测量机构部分的局部结构示意简图；

图4为本发明实施例所述气门锁夹全自动测量装置的测量标尺结构部分的局部放大结构示意简图；

图5为本发明实施例所述气门锁夹全自动测量装置所测量的气门锁夹的测量点的结构示意简图；

图6为本发明实施例所述气门锁夹全自动测量装置所测量的气门结构的结构示意简图；

图7为本发明实施例所述气门锁夹全自动测量方法的步骤流程示意简图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	缸盖	12	气门杆
14	锁夹	100	机架
				100	机架	200	激光测量机构
210	测量支架	220	水平驱动结构
				230	零点标尺结构	232	第一零点标尺
234	第二零点标尺	240	检测固定板
				250	检测器主体	252	测头安装板
254	平移导轨	256	平移驱动件
				258	激光传感器	2582	激光线束
300	工件输送机构	400	工件升降台
				500	控制机构

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1至图2所示，本发明提出一种气门锁夹全自动测量装置，包括机架100，设于机架100上的激光测量机构200，设于激光测量机构200下方的工件输送机构300，突出设于机架100侧面的工件升降台400，以及与激光测量机构200、工件输送机构300及工件升降台400电连接的控制机构500。通过机架100可为激光测量机构200和工件升降台400提供支撑，而控制机构500可控制工件输送机构300运转以输送待检测的缸盖10，还可控制工件升降台400进行升降，还可控制激光测量机构200工作以对缸盖10上的气门结构(气门杆12及锁夹14)进行测量。

而且，上述激光测量机构200可包括突出设于机架100侧面的测量支架210，设于测量支架210上的水平驱动结构220，以及与水平驱动结构220连接的激光检测器；而工件升降台400位于激光检测器正下方，并位于工件输送机构300的中部。通过工件输送机构300将装配有气门杆12和锁夹14的缸盖10输送到工件升降台400上方，工件升降台400将缸盖10抬升起来到检测位置处，位于工件升降台400正上方的激光检测器可对缸盖10上的气门杆12和锁夹14的高度进行检测，从而判断锁夹14的压装是否存在漏压、压不到位、压裂等失效情况。而且，通过将激光检测器设置在水平驱动结构220上，可以对激光检测器进行水平移动，可以同时对四缸发动机的缸盖上的十六个气门杆、三十二个锁夹进行检测，检测效率高；而且，通过激光检测器发生激光线束2582进行检测，检测更加准确可靠，极大地降低了误判的可能性。

进一步地，上述工件输送机构300可包括设于机架100一侧(与激光测量机构200位于机架100的同一侧)的输送架，设于输送架上的工件传输带，工件传输带位于激光检测器下方。通过输送架可对工件传输带提供支撑，而工件传输带在控制机构500的控制下运转，可将放置于工件传输带上的缸盖10输送到激光检测器的正下方。

而且，上述工件升降台400可包括突出设于机架100一侧、并位于工件传输带下方的升降底座，以及设于升降底座上、并位于工件传输带中部的工件抬升结构，工件抬升结构与激光检测器正对。升降底座可对工件抬升结构进行支撑，而工件抬升结构可以进行升降，以将待检测的工件(缸盖10)抬起或降低。当工件传输带将待检测的缸盖10输送到工件抬升结构的正上方时，工件抬升结构进行升降，将工件传输带上的待检测缸盖10抬升起来到达预定检测高度，以使待检测缸盖10与激光检测器正对而方便对缸盖10进行检测。而且，在完成对缸盖10的检测后，判断缸盖合格时，工件抬升结构可以下降到工件传输带下方，使缸盖10重新搁置到工件传输带上，便于通过工件传输带输送走；在判断缸盖不合格时，会发出警报。而且，为了便于工件抬升结构在工件传输带中部进行升降，可将工件传输带的中部设置为空心结构，即可将工件传输带设置在输送架的两侧，并可将待检测缸盖搁置在工件托盘上后，将工件托盘的两侧搁置在工件传输带上，并使工件托盘的底部与工件抬升结构对应。

此外，在上述的激光测量机构200中，上述测量支架210可包括突出设于机架100侧面的纵向支架，以及水平设于纵向支架端部的横向支架，并将水平驱动结构220设于横向支架上。即可使得纵向支架一端悬设于机架100外侧，从而将激光检测器悬设于机架100外侧，便于将工件输送机构300及工件升降台400设于机架100的外侧，而使得激光检测器与工件输送机构300及工件升降台400上下对应，方便对工件升降台400上的缸盖10进行检测。此外，在本实施例中，上述的机架100包括并排设置的两根竖直柱板，以及连接于两根竖直柱板之间的连接横板。而且，上述测量支架210还可包括设于两根竖直柱板侧面的测量底板，两根纵向支架并排突出设于测量底板上，而横向支架连接设于两根纵向支架的端部之间。

而且，如图3所示，上述水平驱动结构220可包括设于横向支架上的水平导轨和水平驱动件，以及滑动设于横向支架底部、并与水平驱动件伸缩连接的水平连接板，水平连接板滑动连接于水平导轨上，激光检测器设于水平连接板底部，水平驱动件与控制机构500电连接。水平驱动件在控制机构500的控制下，水平驱动件可以驱动水平连接板沿着水平导轨在横向支架底部伸缩移动，从而带动设于水平连接板底部的激光检测器水平移动，从而可以通过激光检测器对缸盖10上的多个气门杆12及锁夹14进行高度检测，检测更快更准。此外，在本实施例中，水平驱动件可包括与水平连接板连接的驱动气缸；水平驱动件也可包括驱动电机，以及与驱动电机连接的直线式传动结构(如丝杆螺母传动结构)，该直线式传动结构与水平连接板连接。而且，可将水平导轨设于横向支架的顶部，而将水平连接板设于横向支架的底部，二者之间通过滑动侧板进行滑动连接(滑动侧板一端固定于水平连接板上、另一端与水平导轨滑动连接)，而水平驱动件可固定于横向支架端部、并与水平连接板固定连接。水平驱动结构220具有沿缸盖10上横向布置的多个气门结构(气门杆12及锁夹14)延伸方向的行程，使得与水平驱动结构220连接的激光检测器可以沿着缸盖10横向布置的多个气门结构移动，以对横向布置的多个气门结构进行检测。

此外，如图4所示，上述激光测量机构200可包括零点标尺结构230,。该零点标尺结构230包括设于测量支架210的横向支架上的第一零点标尺232，以及设于水平驱动结构220的水平连接板上的第二零点标尺234。在初始状态下，第一零点标尺232的零点刻度与第二零点标尺234的零点刻度正对。通过在横向支架和水平连接板上设置相互对应的零点标尺，可调整连接于水平连接板上的激光检测器的初始位置，使得激光检测器在初始状态下与缸盖10上的气门杆12及锁夹14对应，便于对气门杆和锁夹进行检测。

此外，如图3所示，上述激光检测器可包括与水平驱动结构220的水平连接板连接的检测固定板240，以及设于检测固定板240上、并与控制机构500电连接的检测器主体250，检测器主体250与工件升降台400抬升起来的待检测缸盖10对应。控制机构500可以控制检测器主体250发出激光线束2582，以对待检测的缸盖10上的气门杆12及锁夹14进行检测。而且，通过检测固定板240对检测器主体250进行固定，可以调整检测器主体250的安装角度，以便于使得检测器主体250与待检测缸盖10正对，检测更加准确可靠。而且，在本实施例中，可在检测固定板240的两侧各设置一个检测器主体250，可从两侧对待检测缸盖10上两侧(进气侧和排气侧)的气门杆12和锁夹14进行检测，检测效率更高。而且，设置在检测固定板240两侧的检测器主体250可不同，进气侧的气门结构和排气侧的气门结构采用不同的检测器主体250进行测量，其安装角度取决于气门杆12在缸盖10上的安装角度，使激光线束2582尽可能垂直对气门杆12端面和锁夹14顶面进行扫描测量。

而且，上述检测器主体250可包括设于检测固定板240上的测头安装板252，以及安设于测头安装板252上、并与控制机构500电连接的激光传感器258，激光传感器258与待检测缸盖10的气门结构(即气门杆12和锁夹14)对应。测头安装板252可为激光传感器258提供安装基础，而激光传感器258可在控制机构500的控制下，对待检测缸盖10上的气门杆12及锁夹14发出激光线束2582，以检测气门杆12及锁夹14的高度。而且，上述激光传感器258所发射的激光线束2582与待检测缸盖10的气门结构的气门杆12的端面垂直，这样可使得对气门杆12及锁夹14的检测结果更加准确。

进一步地，上述检测器主体250可包括设于测头安装板240上、并与控制机构电连接的检测器平移结构，激光传感器258设于检测器平移结构上。通过将激光传感器258安设在检测器平移结构上，可以对激光传感器258进行平移。而且，检测器平移结构具有从缸盖10的一个气门杆12一侧的锁夹14位置移动到该气门杆12另一侧的锁夹14位置的行程，从而使得激光传感器258可对同一气门杆12两侧的锁夹14进行检测的能力，检测更加准确。这样，结合上述的水平驱动结构220，可以对同一气门杆12两侧的锁夹14的多个位置进行检测，检测结果更加准确可靠。

而且，上述检测器平移结构可包括设于测头安装板240上的平移驱动件256和平移导轨254，激光传感器258滑动设于平移导轨254上，平移驱动件256与激光传感器258伸缩连接、并与控制机构500电连接。控制机构500可以控制平移驱动件256伸缩，从而使得平移驱动件256可以驱动激光传感器258沿着平移导轨254进行平移。而且，平移驱动件256也可设为驱动气缸。

而且，如图5至图6所示，通过将激光传感器258安装在平移导轨254上，由平移驱动件256驱动对激光传感器258两个测量截面进行测量。为了跨过两片锁夹14之间的间隙，两个测量截面L1/L2之间留有适当的距离，一般以气门杆12直径的2/3为宜。同时在每个测量截面上设置三个高度采集点，其中在测量截面L1上，高度采集点C1位于气门杆的端面上，P1、P2位于C1两侧的半片锁夹的顶面上。而在测量截面L2上，对应的布置三个高度采集点C2、P3、P4。每个气门杆需要测量D1/D2/D3/D4四个数据。其中：D1＝C1-P1；D2＝C1-P2；D3＝C2-P3；D3＝C2-P4。一般对于四气缸发动机，刚刚上具有十六个气门结构，需要测量六十四个数据。这样，可以防止激光线束2582落入两片锁夹中的间隙，而导致数据失真。

此外，如图7所示，对应于上述的气门锁夹全自动测量装置，本发明还提出一种气门锁夹全自动测量方法，包括如下步骤：

S100、对多个缸盖10上的气门杆12与锁夹14的多个位置进行测量和分析，获取缸盖10上的气门杆12与锁夹14的标准高度差值；

S200、根据获取的气门杆12与锁夹14的标准高度差值，生产具有对应气门杆12与锁夹14的气门结构及缸盖；

S300、根据获取的气门杆12与锁夹14的标准高度差值，测量和分析生产的缸盖上的气门杆12与锁夹14的实际高度差值。

而且，在步骤S100中，可根据上述的气门锁夹全自动测量装置对多台缸盖10的气门杆12及锁夹14进行检测，以获取多个合格的缸盖10的气门杆12及锁夹14的高度值，并计算出气门杆12及锁夹14的高度差值。而且，可根据得到的多个气门杆12及锁夹14的高度差值，制定标准的气门杆12及锁夹14的高度差值，即得到气门杆12及锁夹14的标准高度差值。并且，通过标准值和公差的形式(D+－d)覆盖所有的合格的气门杆12及锁夹14的高度差值。

此外，在步骤S200中，可根据步骤S100得到的标准高度差值对缸盖10进行试生产。

此外，在步骤S300中，可利用上述的气门锁夹全自动测量装置对试生产的缸盖再次进行检测，得到试生产的缸盖10的气门杆12及锁夹14的高度差值。并将试生产的高度差值与标准高度差值进行比较，以判断试生产的高度差值是否落入标准高度差值的范围内。当试生产的缸盖10的气门杆12及锁夹14的高度差值落入标准高度差值范围内时，可判断试生产的缸盖合格而不存在误判；当试生产的缸盖10的气门杆12及锁夹14的高度差值处于标准高度差值范围外时，可判断试生产的缸盖不合格而存在误判，需要对标准高度差值进行调整，使得标准高度差值的范围覆盖所有的合格的数据。以此得到基本完全和完整的标准高度差值，并固化该标准高度差值，以此进行缸盖的生产指导。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种气门锁夹全自动测量装置，其特征在于，包括：

机架；

激光测量机构，包括突出设于所述机架侧面的测量支架，设于所述测量支架上的水平驱动结构，以及与所述水平驱动结构连接的激光检测器；

工件输送机构，设于所述激光测量机构下方；

工件升降台，突出设于所述机架侧面，位于所述激光检测器正下方，并位于所述工件输送机构的中部；以及，

控制机构，与所述水平驱动结构、所述激光检测器、所述工件输送机构及所述工件升降台电连接。

2.根据权利要求1所述的气门锁夹全自动测量装置，其特征在于，所述激光检测器包括与所述水平驱动结构连接的检测固定板，以及设于所述检测固定板上、并与所述控制机构电连接的检测器主体，所述检测器主体与所述工件升降台抬升起来的待检测缸盖对应。

3.根据权利要求2所述的气门锁夹全自动测量装置，其特征在于，所述检测器主体包括设于所述检测固定板上的测头安装板，以及安设于所述测头安装板上、并与所述控制机构电连接的激光传感器，所述激光传感器与待检测缸盖的气门结构对应。

4.根据权利要求3所述的气门锁夹全自动测量装置，其特征在于，所述激光传感器所发射的激光线束与待检测缸盖的气门结构的气门杆的端面垂直。

5.根据权利要求4所述的气门锁夹全自动测量装置，其特征在于，所述检测器主体包括设于所述测头安装板上、并与所述控制机构电连接的检测器平移结构，所述激光传感器设于所述检测器平移结构上。

6.根据权利要求5所述的气门锁夹全自动测量装置，其特征在于，所述检测器平移结构包括设于所述测头安装板上的平移驱动件和平移导轨，所述激光传感器滑动设于所述平移导轨上，所述水平驱动件与所述激光传感器伸缩连接、并与所述控制机构电连接。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的气门锁夹全自动测量装置，其特征在于，所述测量支架包括突出设于所述机架侧面的纵向支架，以及水平设于所述纵向支架端部的横向支架；

所述水平驱动结构包括设于所述横向支架上的水平导轨和水平驱动件，以及滑动设于所述横向支架底部、并与所述水平驱动件伸缩连接的水平连接板，所述水平连接板滑动连接于所述水平导轨上，所述激光检测器设于所述水平连接板底部，所述水平驱动件与所述控制机构电连接。

8.根据权利要求7所述的气门锁夹全自动测量装置，其特征在于，所述激光测量机构包括设于所述横向支架上的第一零点标尺，以及设于所述水平连接板上的第二零点标尺；

在初始状态下，所述第一零点标尺的零点刻度与所述第二零点标尺的零点刻度正对。

9.根据权利要求1至6中任意一项所述的气门锁夹全自动测量装置，其特征在于，所述工件输送机构包括设于所述机架一侧的输送架，设于所述输送架上的工件传输带，所述工件传输带位于所述激光检测器下方；

所述工件升降台包括突出设于所述机架一侧、并位于所述工件传输带下方的升降底座，以及设于所述升降底座上、并位于所述工件传输带中部的工件抬升结构，所述工件抬升结构与所述激光检测器正对。

10.一种气门锁夹全自动测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

对多个缸盖上的气门杆与锁夹的多个位置进行测量和分析，获取缸盖上的气门杆与锁夹的标准高度差值；

根据获取的气门杆与锁夹的标准高度差值，生产具有对应气门杆与锁夹的气门结构及缸盖；

根据获取的气门杆与锁夹的标准高度差值，测量和分析生产的缸盖上的气门杆与锁夹的实际高度差值。

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