CN111751126B - 一种转向器管柱操作性能的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种检测方法，具体涉及一种转向器管柱操作性能的检测方法。本发明通过工件装夹固定、工件的手柄锁紧力及开启力检测和评估、工件的中心轴伸缩调节力以及空载力矩检测和评估等工序对工件进行操作性能进行检测。该方法在检测过程中将各检测参数在显示屏上显示而对工件的手柄开启力和锁紧力、工件的管柱转动角度和转动阻力以及工件的中心轴伸缩调节力及空载力矩进行直观地观察和比较，进而能参数化且准确地对工件操作性能进行检测，即对工件质量进行检测；解决了现有检测方法检测结果不准确，不能将检测过程参数化，且劳动强度大、工作效率低的问题，特别适用于转向器管柱操作性能检测使用。

Description

一种转向器管柱操作性能的检测方法

技术领域

本发明涉及一种检测方法，具体涉及一种转向器管柱操作性能的检测方法。

背景技术

汽车工件的管柱在总装配过程中需要对其操作性能进行确认，以保证汽车工件的管柱质量，是生产过程中的一个重要工序，在大规模的在线制造中和产品量产前期是确保装车过程一致性的重要环节。

传统的性能检测是通过人为对工件的管柱操作性能进行重复确认，其存在以下弊端：1、由于操作人员之间存在个体差异，使检测完成的工件的管柱性能存在较大差异，即检测结果不准确；2、不能对检测性能的过程参数化，进而不能直观地显示性能的差异；3、检测过程为多工序对工件的管柱性能的不同方面进行检测，同时需反复确认，导致劳动强度大且工作效率较低。

发明内容

本发明的目的是：提供一种能将检测过程参数化，且能有效降低劳动强度，提高工作效率的转向器管柱操作性能的检测方法。

本发明的技术方案是：

一种转向器管柱操作性能的检测方法，其特征在于：它包括如下步骤：

1）、工件装夹固定

①、将工件（转向器管柱）放置在转向器管柱操作性能检测装置的装夹固定台上，并控制柜控制挤压气缸带动挤压块挤压压紧块，使压紧块配合定位销对工件压紧固定；

②、工件装夹固定后，将工件的手柄插装在夹持块之间，使工件的手柄与夹持块连接；

③、工件的手柄插装在夹持块之间后，通过扳手在工件的中心轴连接方向盘一端端头安装浮动转接头，以便于检测夹爪和连接套筒分别通过浮动转接头与工件的中心轴连接；

2）、工件的手柄锁紧力及开启力检测和评估

①、浮动转接头安装完成后，控制柜控制驱动电机顺时针转动，驱动电机顺时针转动过程中通过夹持块带动工件的手柄以驱动齿轮箱的输出轴为轴心、在经减速箱减速后顺时针转动，工件的手柄顺时针转动过程中，逐渐将工件的管柱锁紧，工件的手柄锁紧过程中，扭矩检测器对工件的手柄锁紧力进行检测；

②、工件的手柄顺时针转动完成后，控制柜控制驱动电机逆时针旋转，从而带动工件的手柄逆时针转动，工件的手柄逆时针转动过程中，逐步将工件的管柱松开，工件的手柄开启过程中，扭矩检测器对工件的手柄开启力进行检测；

③、扭矩检测器在检测过程中将信号上传至控制柜，控制柜对扭矩检测器上传的信号处理后传递至显示屏，在显示屏上以数据曲线的形式显示，同时控制柜在显示屏上同步显示工件的手柄锁紧力和开启力标准数据曲线；

④、工件的手柄检测曲线在显示屏上显示后，对工件的手柄检测曲线与工件的手柄锁紧力和开启力标准曲线进行评估：工件的手柄检测曲线在工件的手柄锁紧力和开启力标准曲线之间时，评估工件的手柄锁紧力和开启力为合格；工件的手柄检测曲线部分超过或全部超过工件的手柄锁紧力和开启力标准曲线之间时，评估工件的手柄锁紧力和开启力为不合格；

3）、工件的中心轴伸缩调节力以及空载力矩检测和评估

①、评估工件的手柄锁紧力和开启力完成后，控制柜启动电机移动电动缸，使电机移动电动缸带动旋转电机、检测夹爪和连接套筒下行，使检测夹爪与工件的中心轴上的浮动转接头上端连接；检测夹爪与浮动转接头连接后，控制柜控制检测夹爪动作，使检测夹爪夹紧浮动转接头；

②、检测夹爪夹紧浮动转接头后，控制柜控制电机移动电动缸依次通过旋转电机、拉压力传感器和检测夹爪带动浮动转接头上行，这一过程中，浮动转接头带动工件的中心轴沿轴向上行，工件的中心轴沿轴向上行过程中，拉压力传感器对工件的中心轴上行时的阻力进行检测；

③、电机移动电动缸带动工件的中心轴上行到位后，控制柜控制电机移动电动缸带动工件的中心轴下行，工件的中心轴沿轴向下行过程中，拉压力传感器对工件的中心轴下行时的阻力进行检测，由此对工件的中心轴上行和下行时的阻力进行检测，从而对工件的中心轴的伸缩调节力进行检测；

④、拉压力传感器在伸缩调节力检测过程中将检测信号上传至控制柜，控制柜对拉压力传感器上传的信号处理后传递至显示屏，在显示屏上以数据曲线的形式显示，同时控制柜在显示屏上同步显示工件的中心轴伸缩调节力标准数据曲线；

⑤、工件的中心轴伸缩调节力检测曲线在显示屏上显示后，对工件的中心轴伸缩调节力的检测曲线与工件的中心轴伸缩调节力标准曲线进行评估：工件的中心轴伸缩调节力的检测曲线在工件的中心轴伸缩调节力标准曲线之间时，评估工件的中心轴伸缩调节力为合格；工件的中心轴伸缩调节力的检测曲线部分超过或全部超过工件的中心轴伸缩调节力标准曲线之间时，评估工件的中心轴伸缩调节力为不合格；

⑥、评估工件的中心轴伸缩调节力完成后，控制柜控制驱动电机顺时针旋转，从而带动工件的手柄顺时针旋转，由此将工件的管柱逐步锁紧；工件的管柱锁紧后，控制柜控制检测夹爪松开，控制旋转电机以设定的转动速度逆时针转动1圈后，再顺时针转动1圈；旋转电机逆时针转动1圈和顺时针转动1圈过程中，旋转电机通过扭矩传感器、连接套筒、浮动转接头带动工件的中心轴逆时针转动1圈和顺时针转动1圈；扭矩传感器在工件的中心轴转动过程中，对工件的中心轴的转动阻力进行检测，即对工件的中心轴的空载力矩进行检测；

⑦、扭矩传感器在检测过程中将检测信号上传至控制柜，控制柜对扭矩传感器上传的信号处理后传递至显示屏，在显示屏上以数据曲线的形式显示，同时控制柜在显示屏上同步显示工件的中心轴空载力矩标准数据曲线；

⑧、工件的中心轴空载力矩检测曲线在显示屏上显示后，对工件的中心轴转动的检测曲线与工件的中心轴空载力矩标准曲线进行评估：工件的中心轴空载力矩的检测曲线在工件的中心轴空载力矩标准曲线之间时，评估工件的中心轴空载力矩为合格；工件的中心轴空载力矩的检测曲线部分超过或全部超过工件的中心轴空载力矩标准曲线之间时，评估工件的中心轴空载力矩为不合格；

4）、工件的管柱转动角度以及转动阻力进行检测和评估

①、评估工件的中心轴空载力矩完成后，控制柜控制驱动电机逆时针旋转，从而带动工件的手柄逆时针旋转，工件的手柄逆时针旋转过程中，逐步将工件的管柱松开；工件的管柱松开后，控制柜控制电机移动电动缸复位，使工件上的浮动转接头与连接套筒脱离；

②、浮动转接头与连接套筒脱离后，控制柜控制推移块电动缸通过压力传感器带动推移块上行，使工件的中心轴逐渐插入推移块之间，工件的中心轴插入推移块之间后，推移块继续上行；这一过程中，推移块推动工件的中心轴带动工件的管柱相对于底板转动；

③、压力传感器在工件的管柱相对于底板转动过程中，对工件的管柱转动阻力进行检测；这一过程中，压力传感器将检测信号上传至控制柜，控制柜通过压力传感器检测到工件的管柱转动阻力急剧增大时，工件的管柱相对于底板不能再转动，此过程中，推移块电动缸将行程数据上传至控制柜，控制柜通过推移块电动缸的行程计算工件的管柱相对于底板的转动角度，从而对工件的管柱可调节角度进行检测（即对工件的管柱转动角度进行检测）；

④、工件的管柱转动角度进行检测过程中，工件的管柱转动阻力超过设定值时，控制柜控制推移块电动缸复位，从而使推移块复位；推移块复位过程中，工件的管柱在工件复位弹簧弹作用力下复位；压力传感器和推移块电动缸将数据上传至控制柜后，控制柜对数据处理，并将工件的管柱转动角度和转动阻力曲线在显示屏上显示，同时同步显示工件的管柱转动角度和转动阻力的标准曲线；

⑤、工件的管柱转动阻力和转动角度检测曲线在显示屏上显示后，对工件的管柱转动阻力和转动角度的检测曲线与工件的管柱转动阻力和转动角度标准曲线进行评估：工件的管柱转动阻力和转动角度的检测曲线在工件的管柱转动阻力和转动角度标准曲线之间时，评估工件的管柱转动阻力和转动角度为合格；工件的管柱转动阻力和转动角度的检测曲线部分超过或全部超过工件的管柱转动阻力和转动角度标准曲线之间时，评估工件的管柱转动阻力和转动角度为不合格；

5）、工件的手柄保持力及工件的中心轴与管柱间隙检测和评估

①、工件的管柱复位后，控制柜控制驱动电机顺时针旋转，从而带动工件的手柄顺时针转动，工件的手柄顺时针转动过程中将工件的管柱锁紧，使工件的管柱不能再相对于底板转动；

②、工件的管柱锁紧后，控制柜启动推移块电动缸，使推移电动缸带动推移块上行，在推移块上行过程中，推移块对工件的管柱施加一个向上的力，此过程中，压力传感器对工件的中心轴对推移块的反作用力进行检测，即工件的手柄对工件的管柱保持力进行检测；推移块电动缸将行程数据上传至控制柜，控制柜通过推移块的行程计算工件的中心轴与工件的管柱之间的间隙，即对工件的中心轴与管柱间隙进行检测，同时对工件的管柱相对于工件的手柄位移进行检测，控制柜对数据进行处理并在显示屏上显示工件的手柄保持力和工件的中心轴与管柱间隙的曲线，同时同步显示保持力和间隙的标准曲线；

③、工件的手柄保持力和工件的中心轴与管柱间隙的检测曲线在显示屏上显示后，对工件的手柄保持力的检测曲线与工件的手柄保持力标准曲线且对工件的中心轴与管柱间隙的检测曲线与工件的中心轴与管柱间隙的标准曲线进行评估：工件的手柄保持力的检测曲线在工件的手柄保持力标准曲线之间时，评估工件的手柄保持力为合格；工件的手柄保持力的检测曲线部分超过或全部超过工件的手柄保持力标准曲线之间时，评估工件的手柄保持力为不合格；工件的中心轴与管柱间隙的检测曲线在工件的中心轴与管柱间隙的标准曲线之间时，评估工件的中心轴与管柱间隙为合格；工件的中心轴与管柱间隙的检测曲线部分超过或全部超过工件的中心轴与管柱间隙的标准曲线时，评估工件的中心轴与管柱间隙为不合格；

6）、取下工件

①、工件的手柄保持力检测完成后，控制柜使推移块电动缸复位，推移块电动缸复位后；控制柜控制挤压气缸复位，从而使压紧块将工件底板松开，压紧块松开后，将工件由装夹固定台上取下，转向器管柱操作性能检测完成。

步骤1）所述的转向器管柱操作性能检测装置由机架、装夹固定台、角度检测头、中心轴检测头和手柄检测头构成，机架上设置有装夹固定台，装夹固定台一侧的机架上设置有手柄检测头；装夹固定台前方的机架上设置有角度检测头，角度检测头上方的机架上设置有中心轴检测头；机架的一侧设置有控制柜，控制柜与中心轴检测头之间的机架上设置有显示屏。

所述的装夹固定台由底座、挤压气缸、压紧块和定位销构成，底座呈倾斜状设置，底座上对称设置有挤压气缸，挤压气缸的活塞杆端头固装有挤压块，挤压块端头呈锥形，挤压块内侧的底座上通过销轴活动安装有压紧块，压紧块与挤压块端头滑动连接；挤压气缸之间的底座上设置有多个定位销。

所述的手柄检测头由装配座、驱动电机、夹持块和扭矩检测器构成，装配座的一端端头通过减速箱安装有驱动电机，装配座的另一端端头通过驱动齿轮箱安装有夹持块，驱动齿轮箱的输入轴通过扭矩检测器与减速箱的输出轴连接。

所述的夹持块呈U字形，夹持块上设置有安装杆；所述的驱动齿轮箱的输出轴上固装有旋转柄，旋转柄与安装杆活动插装连接。

所述的角度检测头由支撑座、推移块、推移块电动缸和压力传感器构成，支撑座的顶部端面上通过对称设置的滑轨安装有推移块；滑轨之间的支撑座上设置有推移块电动缸，推移块电动缸的活塞杆通过压力传感器与推移块固定连接；所述的支撑座的顶部端面呈倾斜状设置。

所述的中心轴检测头由安装座、旋转电机、电机移动电动缸、检测夹爪和连接套筒构成，安装座的顶部端面通过滑轨活动安装有旋转电机，旋转电机一侧的安装座上设置有电机移动电动缸，电机移动电动缸的活塞杆与旋转电机固定连接；旋转电机另一侧设置有检测夹爪，检测夹爪通过拉压力传感器与旋转电机固定连接；检测夹爪之间设置有连接套筒，连接套筒通过扭矩传感器与穿过拉压力传感器的旋转电机输出轴固定连接；所述的安装座顶部端面呈坡面状设置。

本发明的有益效果在于：

该转向器管柱操作性能的检测方法是通过将检测过程参数化，将采集的工件的中心轴伸缩调节力检测数据，以曲线形式在显示屏上显示后，对工件的中心轴伸缩调节力的检测曲线与工件的中心轴伸缩调节力标准曲线进行评估、对工件的手柄检测数据曲线与工件的手柄锁紧力和开启力标准曲线进行评估，有效降低了劳动强度，提高了工作效率和检测质量；解决了现有检测方法检测结果不准确，不能将检测过程参数化，且劳动强度大、工作效率低的问题，特别适用于转向器管柱操作性能检测使用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的主视示意图；

图3是图1的左视示意图；

图4是本发明装夹固定台的结构示意图；

图5是图4的主视示意图；

图6是图4的左视示意图；

图7是本发明手柄检测头的结构示意图；

图8是图7的主视示意图；

图9是图7的俯视示意图；

图10是本发明角度检测头的结构示意图；

图11是图10的右视示意图；

图12是本发明中心轴检测头的结构示意图；

图13是图12的主视示意图；

图14是图12的左视示意图；

图15是本发明工件的手柄开启力及锁紧力的曲线图；

图16是本发明工件的中心轴伸缩调节力的曲线图；

图17是本发明工件的中心轴空载力矩的曲线图；

图18是本发明工件的管柱转动阻力及转动角度的曲线图；

图19是本发明工件的手柄保持力的曲线图；

图20是本发明工件的中心轴与管柱间隙的曲线图。

图中：1、机架，2、底座，3、挤压气缸，4、压紧块，5、定位销，6、挤压块，7、装配座，8、驱动电机，9、夹持块，10、扭矩检测器，11、减速箱，12、驱动齿轮箱，13、安装杆，14、旋转柄，15、支撑座，16、推移块，17、推移块电动缸，18、压力传感器，19、安装座，20、旋转电机，21、电机移动电动缸，22、检测夹爪，23、连接套筒，24、拉压力传感器，25、扭矩传感器，26、控制柜，27、显示屏，28、工件，29、浮动转接头。

具体实施方式

该转向器管柱操作性能的检测方法包括如下步骤：

将工件28放置在转向器管柱操作性能检测装置的装夹固定台上；

转向器管柱操作性能检测装置由机架1、装夹固定台、角度检测头、中心轴检测头和手柄检测头构成，机架1为框架体，机架1上设置有装夹固定台，装夹固定台由底座2、挤压气缸3、压紧块4和定位销5构成，底座2呈倾斜状设置，底座2上对称设置有挤压气缸3（FESTOCDM2F25-75-M9PL型），挤压气缸3通过连接管与气源连通，挤压气缸3的活塞杆端头固装有挤压块6，挤压块6端头呈锥形；挤压块6内侧的底座2上通过销轴活动安装有压紧块4，压紧块4与挤压块6端头滑动连接，工作时，挤压气缸3能带动挤压块6运动，使挤压块6挤压压紧块4的过程中，在挤压块6的斜面作用下能使压紧块4以销轴为轴心转动，而对工件28压紧；挤压气缸3之间的底座2上设置有多个定位销5，定位销5的作用是与工件28上的定位孔配合而对工件28定位，由此通过定位销5与压紧块4配合将工件28固定在底座2上，防止工件28在检测过程中移动。

装夹固定台一侧的机架1上设置有手柄检测头，手柄检测头由装配座7、驱动电机8、夹持块9和扭矩检测器10构成，装配座7的一端端头设置有减速箱11（行星 GPL70(i=10)型），减速箱11的上端安装有驱动电机8，驱动电机8的输出轴与减速箱11的输入轴通过联轴器连接；装配座7的另一端端头设置有驱动齿轮箱12，驱动齿轮箱12（行星 GPL10型）上安装有夹持块9，夹持块9呈U字形，夹持块9上设置有安装杆13；驱动齿轮箱12的输出轴上固装有旋转柄14，旋转柄14与安装杆13活动插装连接；驱动齿轮箱12的输入轴通过扭矩检测器10（威斯特中航生产的CYB-806S\B(0~±10N.m）S1A1D1J1型扭矩检测器）与减速箱11的输出轴连接，扭矩检测器10分别通过联轴器与减速箱11的输出轴和驱动齿轮箱12的输出轴连接；工作时驱动电机8带动减速箱11的输入轴转动，而使减速箱11的输出轴通过联轴器带动扭矩检测器10转动，进而使扭矩检测器10通过联轴器带动驱动齿轮箱12的输入轴转动，而带动旋转柄14以驱动齿轮箱12的输出轴为轴心转动，旋转柄14转动过程中带动安装杆13以驱动齿轮箱12的输出轴为轴心转动，进而带动夹持块9以驱动齿轮箱12的输出轴为轴心转动，驱动电机8为伺服电机，以控制输出的扭矩、转动圈数和转动速度，进而能控制夹持块9对工件28的手柄作用力，以及控制夹持块9带动工件28的手柄运动时的夹持块9相对于驱动齿轮箱12的输出轴的转动角度和转动速度，即控制工件28的手柄转动角度和转动速度，以防止工件28的手柄转动角度过大或转动速度过快，而不会损坏工件28。

装夹固定台前方的机架1上设置有角度检测头，角度检测头由支撑座15、推移块16、推移块电动缸17和压力传感器18构成，支撑座15的顶部端面呈倾斜状设置，支撑座15的顶部端面上对称设置有滑轨，滑轨上活动安装有推移块16，滑轨的作用是限制推移块16的位移，使推移块16只能沿着滑轨运动，而不会在运动过程中相对于滑轨发生偏移，而保证推移块16推动工件28的过程中对工件28的作用力方向一致；推移块16呈U字形，以防止推移块16推动工件28时，工件28与推移块16出现相对滑动，而不会使工件28与推移块16脱离；滑轨之间的支撑座15上设置有推移块电动缸17（灵德LOE50-200-L10-P-T750W-T3-FB型），推移块电动缸17的活塞杆端头与推移块16之间设置有压力传感器18（CAS SBA200gf型），压力传感器18分别与推移块电动缸17的活塞杆端头和推移块16固定连接，进而使推移块电动缸17能通过压力传感器18带动推移块16运动。

角度检测头上方的机架1上设置有中心轴检测头，中心轴检测头由安装座19、旋转电机20、电机移动电动缸21、检测夹爪22和连接套筒23构成，安装座19顶部端面呈坡面状设置，安装座19的顶部端面设置有滑轨，滑轨上活动安装有旋转电机20，旋转电机20为伺服电机；旋转电机20一侧的安装座19上设置有电机移动电动缸21（灵德LOE50-200-L10-P-T750W-T3-FB型），电机移动电动缸21的活塞杆与旋转电机20固定连接，通过电机移动电动缸21带动旋转电机20沿着滑轨运动；旋转电机20另一侧设置有检测夹爪22，旋转电机20上设置有拉压力传感器24，拉压力传感器24上通过气缸活动安装有夹持夹爪22，检测夹爪22通过拉压力传感器24与旋转电机20固定连接；检测夹爪22之间设置有连接套筒23，旋转电机20输出轴穿过拉压力传感器24延伸至检测夹爪22之间，延伸至检测夹爪22之间的旋转电机20输出轴端头与连接套筒23之间设置有扭矩传感器25，连接套筒23通过扭矩传感器25与穿过拉压力传感器24（CAS SBA200gf型）的旋转电机20输出轴固定连接。

机架1的一侧设置有控制柜26（BECKHOFF生产，C640型工业控制计算机），控制柜26与中心轴检测头之间的机架1上设置有显示屏27，显示屏27与控制柜26连接；扭矩检测器10、压力传感器18、拉压力传感器24和扭矩传感器25分别与控制柜26电连接，扭矩检测器10、压力传感器18、拉压力传感器24和扭矩传感器25分别将信号上传至控制柜26，控制柜26分别对信号处理后，分别将处理后的信号上传至显示屏27，并在显示屏27上显示；挤压气缸3、驱动电机8、推移电动缸17、旋转电机20和电机移动电动缸21分别与控制柜26电连接，挤压气缸3、驱动电机8、推移电动缸17、旋转电机20和电机移动电动缸21分别受控制柜26控制。

工件28放置在装配固定台的过程中，将装配固定台上的定位销5插入工件28底板上的定位孔中，并使压紧块4端头位于工件28底板上方；工件28放置在装配固定台上后，控制柜26启动挤压气缸3，使挤压气缸3的活塞杆向前伸出带动挤压块6挤压压紧块4，使压紧块4压紧工件28的底板而配合定位销5对工件28装夹固定；

工件28在装夹固定台上装夹固定后，推动安装杆13向驱动电机8一侧运动，而使夹持块9向驱动电机8一侧运动，使夹持块9与工件28的手柄间隔一段距离，夹持块9与夹持块9与工件28的手柄间隔一段距离后，拉动工件28的手柄，使工件28的手柄对准夹持块9之间，并推动夹持块9向工件28的手柄运动，使工件28的手柄插装在夹持块9之间，从而使工件28的手柄与夹持块9连接；

工件28的手柄插装在夹持块9之间后，通过扳手将工件28的中心轴的底端固定，工件28的中心轴的底端固定后通过扳手在工件28的中心轴连接方向盘一端端头安装浮动转接头29，以便于检测夹爪22和连接套筒23分别通过浮动转接头29与工件28的中心轴连接；

浮动转接头29安装完成后，控制柜26控制驱动电机8顺时针转动，驱动电机8顺时针转动过程中带动减速箱11的输入轴顺时针转动，而使减速箱11的输出轴顺时针转动，减速箱11的输出轴顺时针转动过程中通过扭矩检测器10带动驱动齿轮箱12的输入轴顺时针转动，而使驱动齿轮箱12的输出轴顺时针转动，进而带动旋转柄14顺时针转动，旋转柄14顺时针转动过程中，通过安装杆13带动夹持块9顺时针转动，使夹持块9带动工件28的手柄以驱动齿轮箱12的输出轴为轴心在经减速箱11减速后顺时针转动，工件28的手柄顺时针转动过程中，逐渐将工件28的管柱锁紧，工件28的手柄锁紧过程中，扭矩检测器10对工件28的手柄对夹持块9的锁紧力进行检测：工件28的手柄锁紧后，工件28的手柄不能再转动，工件28的手柄对夹持块9的反作用力急剧增大，工件28的手柄对夹持块9的反作用力急剧增大时说明工件28的手柄已将转向器管住锁紧，工件28的手柄对夹持块9反作用力的突变点所对应的力即为工件28的手柄锁紧力，扭矩检测器10将锁紧力的变化信号上传至控制柜26，控制柜26对锁紧力的曲线进行记录并在显示屏27上显示；工件28的手柄对夹持块9反作用力超过设定值时，控制柜26控制驱动电机8停止，此时工件28的手柄顺时针转动完成；

工件28的手柄顺时针转动完成后，控制柜26控制驱动电机8逆时针旋转，而带动工件28的手柄逆时针转动，而将工件28的管柱松开，工件28的手柄开启过程中，扭矩检测器对工件28的手柄开启力进行检测：工件28的手柄开启后，工件28的手柄对夹持块9的反作用力急剧减小，工件28的手柄对夹持块9的反作用力急剧减小时说明工件28的手柄已将转向器管住松开，工件28的手柄对夹持块9反作用力的突变点所对应的力即为工件28的手柄开启力，扭矩检测器10将开启力的变化信号上传至控制柜26，控制柜26对开启力的曲线进行记录并在显示屏27上显示；锁紧力和开启力在显示屏上以数据曲线的形式显示时，同时控制柜在显示屏上同步显示工件28的手柄锁紧力和开启力标准数据曲线（参考图15）；

工件28的手柄检测曲线在显示屏27上显示后，对工件28的手柄检测曲线与工件28的手柄锁紧力和开启力标准曲线进行评估：工件28的手柄检测曲线在工件28的手柄锁紧力和开启力标准曲线之间时，如开启力在45N~60N、工件28的手柄锁紧力≤100N，评估工件28的手柄锁紧力和开启力为合格；工件28的手柄检测曲线部分超过或全部超过工件28的手柄锁紧力和开启力标准曲线之间时，如锁紧力＞100N或开启力＞60N，评估工件28的手柄锁紧力和开启力为不合格（参考图15）；

评估工件28的手柄锁紧力和开启力完成后，控制柜26启动电机移动电动缸21，使电机移动电动缸21带动旋转电机20、检测夹爪22和连接套筒23下行至控制柜26设定的检测夹爪22下行距离，使检测夹爪22与工件28的中心轴上的浮动转接头29上端连接；检测夹爪22下行到位后，控制柜26控制检测夹爪22动作，使检测夹爪22夹紧浮动转接头29；

检测夹爪22夹紧浮动转接头29后，控制柜26控制电机移动电动缸21依次通过旋转电机20、拉压力传感器24和检测夹爪22带动浮动转接头29上行至控制柜26设定距离，使检测夹爪22通过浮动转接头29带动工件28的中心轴沿轴向上行，工件28的中心轴沿轴向上行过程中，拉压力传感器24检测工件28的中心轴与检测夹爪22之间的拉力，对工件28的中心轴上行时的阻力进行检测；电机移动电动缸21带动工件28的中心轴上行至控制柜26设定距离后，控制柜26控制电机移动电动缸21带动工件28的中心轴下行，工件28的中心轴沿轴向下行过程中，拉压力传感器24对工件28的中心轴下行时的阻力进行检测，通过对工件28的中心轴上行和下行时的阻力进行检测，而对工件28的中心轴的伸缩调节力进行检测；拉压力传感器24在检测过程中将检测信号上传至控制柜26，控制柜26对拉压力传感器24上传的信号处理后传递至显示屏27，在显示屏27上以数据曲线的形式显示，同时控制柜26在显示屏27上同步显示工件28的中心轴伸缩调节力标准数据曲线（参考图16）；

工件28的中心轴伸缩调节力检测曲线在显示屏27上显示后，对工件28的中心轴伸缩调节力的检测曲线与工件28的中心轴伸缩调节力标准曲线进行评估：工件28的中心轴伸缩调节力的检测曲线在工件28的中心轴伸缩调节力标准曲线之间时，如伸缩调节力≤100N（中心轴移动速度20mm/s），评估工件28的中心轴伸缩调节力为合格；工件28的中心轴伸缩调节力的检测曲线部分超过或全部超过工件28的中心轴伸缩调节力标准曲线之间时，如伸缩调节力＞100N（移动速度20mm/s），评估工件28的中心轴伸缩调节力为不合格（参考图16）；

评估工件28的中心轴伸缩调节力完成后，控制柜26控制驱动电机8顺时针旋转而使工件28的手柄将工件28的管柱锁紧，以避免工件28的中心轴晃动；工件28的管柱锁紧后，控制柜26控制检测夹爪22复位，并控制旋转电机20以控制柜26设定的转动速度逆时针转动1圈，逆时针转动1圈完成后控制柜26控制旋转电机20以控制柜26设定的转动速度顺时针转动1圈；旋转电机20逆时针转动1圈和顺时针转动1圈过程中，旋转电机20通过扭矩传感器25带动连接套筒23转动，进而使连接套筒23通过浮动转接头29带动工件28的中心轴逆时针转动1圈和顺时针转动1圈；扭矩传感器25在工件28的中心轴逆时针转动1圈和顺时针转动1圈的过程中，对工件28的中心轴的转动阻力进行检测，即对工件28的中心轴的空载力矩进行检测；扭矩传感器25在检测过程中将检测信号上传至控制柜26，控制柜26对扭矩传感器25上传的信号处理后传递至显示屏27，在显示屏27上以数据曲线的形式显示，同时控制柜26在显示屏27上同步显示工件28的中心轴空载力矩标准数据曲线（参考图17）；

工件28的中心轴空载力矩检测曲线在显示屏27上显示后，对工件28的中心轴转动的检测曲线与工件28的中心轴空载力矩标准曲线进行评估：工件28的中心轴空载力矩的检测曲线在工件28的中心轴空载力矩标准曲线之间时，如空载力矩均值≤0.27Nm、最大值≤0.4Nm且峰谷差≤0.14Nm，评估工件28的中心轴空载力矩为合格；工件28的中心轴空载力矩的检测曲线部分超过或全部超过工件28的中心轴空载力矩标准曲线之间时，如空载力矩最大值＞0.4Nm，评估工件28的中心轴空载力矩为不合格（参考图17）；

评估工件28的中心轴空载力矩完成后，控制柜26控制驱动电机8逆时针旋转而使工件28的手柄将工件28的管柱松开；工件28的管柱松开后，控制柜26控制电机移动电动缸21复位，而使工件28上的浮动转接头29与连接套筒23脱离；浮动转接头29与连接套筒23脱离后，控制柜26控制推移块电动缸17通过压力传感器18带动推移块16上行，使工件28的中心轴逐渐插入推移块16之间，工件28的中心轴逐渐插入推移块16后推移块16继续上行过程中，推移块16推动工件28的中心轴带动工件28的管柱相对于底板转动；压力传感器18在工件28的管柱相对于底板转动过程中，对工件28的管柱转动阻力进行检测；压力传感器18在检测过程中将检测信号上传至控制柜26，控制柜26通过压力传感器18检测到工件28的管柱转动阻力急剧增大时，工件28的管柱相对于底板不能再转动，此过程中，推移块电动缸17将行程数据上传至控制柜26，控制柜26通过推移块电动缸17的行程计算工件28的管柱相对于底板的转动角度，而对工件28的管柱转动角度进行检测，即对工件28的管柱可调节角度进行检测；工件28的管柱转动阻力超过控制柜26设定值时，控制柜26控制推移块电动缸17逐渐复位，而使推移块16复位；推移块16复位过程中，工件28的管柱在工件28复位弹簧弹力作用下复位；压力传感器18和推移块电动缸17将数据上传至控制柜26后，控制柜26对数据处理，并将工件28的管柱转动角度和转动阻力曲线在显示屏27上显示，同时同步显示工件28的管柱转动角度和转动阻力的标准曲线（参考图18）；

工件28的管柱转动阻力和转动角度检测曲线在显示屏27上显示后，对工件28的管柱转动阻力和转动角度的检测曲线与工件28的管柱转动阻力和转动角度标准曲线进行评估：工件28的管柱转动阻力和转动角度的检测曲线在工件28的管柱转动阻力和转动角度标准曲线之间时，如工件28的管柱转动阻力≤100N（中心轴转动速度30mm/s），评估工件28的管柱转动阻力和转动角度为合格；工件28的管柱转动阻力和转动角度的检测曲线部分超过或全部超过工件28的管柱转动阻力和转动角度标准曲线之间时，如工件28的管柱转动阻力＞100N（转动速度30mm/s），评估工件28的管柱转动阻力和转动角度为不合格（参考图18）；

工件28的管柱复位后，控制柜26控制驱动电机8顺时针旋转，而带动工件28的手柄顺时针转动将工件28的管柱锁紧，使工件28的管柱不能再相对于底板转动；工件28的管柱锁紧后，控制柜26启动推移块电动缸17，使推移电动缸17带动推移块16上行，在推移块16上行过程中，推移块16对工件28的管柱施加一个向上的力，此过程中，压力传感器18对工件28的中心轴对推移块16的反作用力进行检测，即工件28的手柄对工件28的管柱保持力进行检测；推移块电动缸17将行程数据上传至控制柜26，控制柜26通过推移块16的行程计算工件28的中心轴与工件28的管柱之间的间隙，即对工件28的中心轴与管柱间隙进行检测，同时对工件28的管柱相对于工件28的手柄位移进行检测，控制柜26对数据进行处理并在显示屏27上显示工件28的手柄保持力和工件28的中心轴与管柱间隙的曲线，同时同步显示保持力和间隙的标准曲线（参考图19和图20）；

工件28的手柄保持力和工件28的中心轴与管柱间隙的检测曲线在显示屏27上显示后，对工件28的手柄保持力的检测曲线与工件28的手柄保持力标准曲线且对工件28的中心轴与管柱间隙的检测曲线与工件28的中心轴与管柱间隙的标准曲线进行评估：工件28的手柄保持力的检测曲线在工件28的手柄保持力标准曲线之间时，如保持力490N，工件28的管柱相对于手柄的位移＜4.5mm，评估工件28的手柄保持力为合格；工件28的手柄保持力的检测曲线部分超过或全部超过工件28的手柄保持力标准曲线之间时，如保持力＜490，工件28的管柱相对于手柄的位移＞4.5mm，评估工件28的手柄保持力为不合格（参考图19）；工件28的中心轴与管柱间隙的检测曲线在工件28的中心轴与管柱间隙的标准曲线之间时，如推力50N时，间隙＜1mm,推力90N时，间隙＜2.5mm，评估工件28的中心轴与管柱间隙为合格；工件28的中心轴与管柱间隙的检测曲线部分超过或全部超过工件28的中心轴与管柱间隙的标准曲线时，如推力50N时，间隙＞1mm,推力90N时，间隙＞2.5mm，评估工件28的中心轴与管柱间隙为不合格（参考图20）；

工件28的手柄保持力和工件28的中心轴与管柱间隙检测完成后，控制柜26使推移块电动缸17复位，推移块电动缸17复位后控制柜26控制挤压气缸3复位，而使压紧块4将工件28底板松开，压紧块4松开后，将工件28由装夹固定台上取下。

该转向器管柱操作性能的检测方法是通过将检测过程参数化，将采集的工件的中心轴伸缩调节力检测数据，以曲线形式在显示屏上显示后，对工件的中心轴伸缩调节力的检测曲线与工件的中心轴伸缩调节力标准曲线进行评估、对工件的手柄检测数据曲线与工件的手柄锁紧力和开启力标准曲线进行评估，有效降低了劳动强度，提高了工作效率和检测质量；解决了现有检测方法检测结果不准确，不能将检测过程参数化，且劳动强度大、工作效率低的问题，特别适用于转向器管柱操作性能检测使用。

Claims (1)

1.一种转向器管柱操作性能的检测方法，其特征在于：它包括如下步骤：

1）、工件（28）装夹固定

①、将工件（28）放置在转向器管柱操作性能检测装置的装夹固定台上，并控制柜（26）控制挤压气缸（3）带动挤压块（6）挤压压紧块（4），使压紧块（4）配合定位销（5）对工件（28）压紧固定；

②、工件（28）装夹固定后，将工件（28）的手柄插装在夹持块（9）之间，使工件（28）的手柄与夹持块（9）连接；

③、工件（28）的手柄插装在夹持块（9）之间后，通过扳手在工件（28）的中心轴连接方向盘一端端头安装浮动转接头（29），以便于检测夹爪（22）和连接套筒（23）分别通过浮动转接头（29）与工件（28）的中心轴连接；

2）、工件（28）的手柄锁紧力及开启力检测和评估

①、浮动转接头（29）安装完成后，控制柜（26）控制驱动电机（8）顺时针转动，驱动电机（8）顺时针转动过程中通过夹持块（9）带动工件（28）的手柄以驱动齿轮箱（12）的输出轴为轴心、在经减速箱（11）减速后顺时针转动，工件（28）的手柄顺时针转动过程中，逐渐将工件（28）的管柱锁紧，工件（28）的手柄锁紧过程中，扭矩检测器（10）对工件（28）的手柄锁紧力进行检测；

②、工件（28）的手柄顺时针转动完成后，控制柜（26）控制驱动电机（8）逆时针旋转，从而带动工件（28）的手柄逆时针转动，工件（28）的手柄逆时针转动过程中，逐步将工件（28）的管柱松开，工件（28）的手柄开启过程中，扭矩检测器（10）对工件（28）的手柄开启力进行检测；

③、扭矩检测器（10）在检测过程中将信号上传至控制柜（26），控制柜（26）对扭矩检测器（10）上传的信号处理后传递至显示屏（27），在显示屏（27）上以数据曲线的形式显示，同时控制柜（26）在显示屏（27）上同步显示工件（28）的手柄锁紧力和开启力标准数据曲线；

④、工件（28）的手柄检测曲线在显示屏（27）上显示后，对工件（28）的手柄检测曲线与工件（28）的手柄锁紧力和开启力标准曲线进行评估：工件（28）的手柄检测曲线在工件（28）的手柄锁紧力和开启力标准曲线之间时，评估工件（28）的手柄锁紧力和开启力为合格；工件（28）的手柄检测曲线部分超过或全部超过工件（28）的手柄锁紧力和开启力标准曲线之间时，评估工件（28）的手柄锁紧力和开启力为不合格；

3）、工件（28）的中心轴伸缩调节力以及空载力矩检测和评估

①、评估工件（28）的手柄锁紧力和开启力完成后，控制柜（26）启动电机移动电动缸（21），使电机移动电动缸（21）带动旋转电机（20）、检测夹爪（22）和连接套筒（23）下行，使检测夹爪（22）与工件（28）的中心轴上的浮动转接头（29）上端连接；检测夹爪（22）与浮动转接头（29）连接后，控制柜（26）控制检测夹爪（22）动作，使检测夹爪（22）夹紧浮动转接头（29）；

②、检测夹爪（22）夹紧浮动转接头（29）后，控制柜（26）控制电机移动电动缸（21）依次通过旋转电机（20）、拉压力传感器（24）和检测夹爪（22）带动浮动转接头（29）上行，这一过程中，浮动转接头（29）带动工件（28）的中心轴沿轴向上行，工件（28）的中心轴沿轴向上行过程中，拉压力传感器（24）对工件（28）的中心轴上行时的阻力进行检测；

③、电机移动电动缸（21）带动工件（28）的中心轴上行到位后，控制柜（26）控制电机移动电动缸（21）带动工件（28）的中心轴下行，工件（28）的中心轴沿轴向下行过程中，拉压力传感器（24）对工件（28）的中心轴下行时的阻力进行检测，由此对工件（28）的中心轴上行和下行时的阻力进行检测，从而对工件（28）的中心轴的伸缩调节力进行检测；

④、拉压力传感器（24）在伸缩调节力检测过程中将检测信号上传至控制柜（26），控制柜（26）对拉压力传感器（24）上传的信号处理后传递至显示屏（27），在显示屏（27）上以数据曲线的形式显示，同时控制柜（26）在显示屏（27）上同步显示工件（28）的中心轴伸缩调节力标准数据曲线；

⑤、工件（28）的中心轴伸缩调节力检测曲线在显示屏（27）上显示后，对工件（28）的中心轴伸缩调节力的检测曲线与工件（28）的中心轴伸缩调节力标准曲线进行评估：工件（28）的中心轴伸缩调节力的检测曲线在工件（28）的中心轴伸缩调节力标准曲线之间时，评估工件（28）的中心轴伸缩调节力为合格；工件（28）的中心轴伸缩调节力的检测曲线部分超过或全部超过工件（28）的中心轴伸缩调节力标准曲线之间时，评估工件（28）的中心轴伸缩调节力为不合格；

⑥、评估工件（28）的中心轴伸缩调节力完成后，控制柜（26）控制驱动电机（8）顺时针旋转，从而带动工件（28）的手柄顺时针旋转，由此将工件（28）的管柱逐步锁紧；工件（28）的管柱锁紧后，控制柜（26）控制检测夹爪（22）松开，控制旋转电机（20）以设定的转动速度逆时针转动1圈后，再顺时针转动1圈；旋转电机（20）逆时针转动1圈和顺时针转动1圈过程中，旋转电机（20）通过扭矩传感器（25）、连接套筒（23）、浮动转接头（29）带动工件（28）的中心轴逆时针转动1圈和顺时针转动1圈；扭矩传感器（25）在工件（28）的中心轴转动过程中，对工件（28）的中心轴的转动阻力进行检测，即对工件（28）的中心轴的空载力矩进行检测；

⑦、扭矩传感器（25）在检测过程中将检测信号上传至控制柜（26），控制柜（26）对扭矩传感器（25）上传的信号处理后传递至显示屏（27），在显示屏（27）上以数据曲线的形式显示，同时控制柜（26）在显示屏（27）上同步显示工件（28）的中心轴空载力矩标准数据曲线；

⑧、工件（28）的中心轴空载力矩检测曲线在显示屏（27）上显示后，对工件（28）的中心轴转动的检测曲线与工件（28）的中心轴空载力矩标准曲线进行评估：工件（28）的中心轴空载力矩的检测曲线在工件（28）的中心轴空载力矩标准曲线之间时，评估工件（28）的中心轴空载力矩为合格；工件（28）的中心轴空载力矩的检测曲线部分超过或全部超过工件（28）的中心轴空载力矩标准曲线之间时，评估工件（28）的中心轴空载力矩为不合格；

4）、工件（28）的管柱转动角度以及转动阻力进行检测和评估

①、评估工件（28）的中心轴空载力矩完成后，控制柜（26）控制驱动电机（8）逆时针旋转，从而带动工件（28）的手柄逆时针旋转，工件（28）的手柄逆时针旋转过程中，逐步将工件（28）的管柱松开；工件（28）的管柱松开后，控制柜（26）控制电机移动电动缸（21）复位，使工件（28）上的浮动转接头（29）与连接套筒（23）脱离；

②、浮动转接头（29）与连接套筒（23）脱离后，控制柜（26）控制推移块电动缸（17）复位通过压力传感器（18）带动推移块（16）上行，使工件（28）的中心轴逐渐插入推移块（16）之间，工件（28）的中心轴插入推移块（16）之间后，推移块（16）继续上行；这一过程中，推移块（16）推动工件（28）的中心轴带动工件（28）的管柱相对于底板转动；

③、压力传感器（18）在工件（28）的管柱相对于底板转动过程中，对工件（28）的管柱转动阻力进行检测；这一过程中，压力传感器（18）将检测信号上传至控制柜（26），控制柜（26）通过压力传感器（18）检测到工件（28）的管柱转动阻力急剧增大时，工件（28）的管柱相对于底板不能再转动，此过程中，推移块电动缸（17）复位将行程数据上传至控制柜（26），控制柜（26）通过推移块电动缸（17）复位的行程计算工件（28）的管柱相对于底板的转动角度，从而对工件（28）的管柱可调节角度进行检测；

④、工件（28）的管柱转动角度进行检测过程中，工件（28）的管柱转动阻力超过设定值时，控制柜（26）控制推移块电动缸（17）复位复位，从而使推移块（16）复位；推移块（16）复位过程中，工件（28）的管柱在工件（28）复位弹簧弹作用力下复位；压力传感器（18）和推移块电动缸（17）复位将数据上传至控制柜（26）后，控制柜（26）对数据处理，并将工件（28）的管柱转动角度和转动阻力曲线在显示屏（27）上显示，同时同步显示工件（28）的管柱转动角度和转动阻力的标准曲线；

⑤、工件（28）的管柱转动阻力和转动角度检测曲线在显示屏（27）上显示后，对工件（28）的管柱转动阻力和转动角度的检测曲线与工件（28）的管柱转动阻力和转动角度标准曲线进行评估：工件（28）的管柱转动阻力和转动角度的检测曲线在工件（28）的管柱转动阻力和转动角度标准曲线之间时，评估工件（28）的管柱转动阻力和转动角度为合格；工件（28）的管柱转动阻力和转动角度的检测曲线部分超过或全部超过工件（28）的管柱转动阻力和转动角度标准曲线之间时，评估工件（28）的管柱转动阻力和转动角度为不合格；

5）、工件（28）的手柄保持力及工件（28）的中心轴与管柱间隙检测和评估

①、工件（28）的管柱复位后，控制柜（26）控制驱动电机（8）顺时针旋转，从而带动工件（28）的手柄顺时针转动，工件（28）的手柄顺时针转动过程中将工件（28）的管柱锁紧，使工件（28）的管柱不能再相对于底板转动；

②、工件（28）的管柱锁紧后，控制柜（26）启动推移块电动缸（17）复位，使推移块电动缸（17）带动推移块（16）上行，在推移块（16）上行过程中，推移块（16）对工件（28）的管柱施加一个向上的力，此过程中，压力传感器（18）对工件（28）的中心轴对推移块（16）的反作用力进行检测，即工件（28）的手柄对工件（28）的管柱保持力进行检测；推移块电动缸（17）复位将行程数据上传至控制柜（26），控制柜（26）通过推移块（16）的行程计算工件（28）的中心轴与工件（28）的管柱之间的间隙，即对工件（28）的中心轴与管柱间隙进行检测，同时对工件（28）的管柱相对于工件（28）的手柄位移进行检测，控制柜（26）对数据进行处理并在显示屏（27）上显示工件（28）的手柄保持力和工件（28）的中心轴与管柱间隙的曲线，同时同步显示保持力和间隙的标准曲线；

③、工件（28）的手柄保持力和工件（28）的中心轴与管柱间隙的检测曲线在显示屏（27）上显示后，对工件（28）的手柄保持力的检测曲线与工件（28）的手柄保持力标准曲线且对工件（28）的中心轴与管柱间隙的检测曲线与工件（28）的中心轴与管柱间隙的标准曲线进行评估：工件（28）的手柄保持力的检测曲线在工件（28）的手柄保持力标准曲线之间时，评估工件（28）的手柄保持力为合格；工件（28）的手柄保持力的检测曲线部分超过或全部超过工件（28）的手柄保持力标准曲线之间时，评估工件（28）的手柄保持力为不合格；工件（28）的中心轴与管柱间隙的检测曲线在工件（28）的中心轴与管柱间隙的标准曲线之间时，评估工件（28）的中心轴与管柱间隙为合格；工件（28）的中心轴与管柱间隙的检测曲线部分超过或全部超过工件（28）的中心轴与管柱间隙的标准曲线时，评估工件（28）的中心轴与管柱间隙为不合格；

6）、取下工件（28）

①、工件（28）的手柄保持力检测完成后，控制柜（26）使推移块电动缸（17）复位复位，推移块电动缸（17）复位复位后；控制柜（26）控制挤压气缸（3）复位，从而使压紧块（4）将工件（28）底板松开，压紧块（4）松开后，将工件（28）由装夹固定台上取下，转向器管柱操作性能检测完成。

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