CN111982053B - 一种基于电气自动化控制的工程操作台及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于自动化设备领域，具体是一种基于电气自动化控制的工程操作台及其控制方法，工程操作台包括台架、金属接近开关、定位机构、驱动机构、弯曲检测机构和控制系统，定位机构包括支座、转动连接在支座上铰轴、转动连接在铰轴上的定位柱；驱动机构包括支架、驱动组件、滑轨和伸缩缸，支架下端设置与滑轨相适配的滑轮；弯曲检测机构包括距离传感器；控制系统包括PLC和操作面板，金属接近开关的输出端、距离传感器的输出端均与PLC的信号接受端相连，PLC的信号控制端连接伸缩缸和驱动组件。本发明模拟曲轴转动的状态，结合自动化控制，对曲轴转动过程中多点姿态进行监测，为曲轴弯曲矫正提供准确的弯曲度检测。

Description

一种基于电气自动化控制的工程操作台及其控制方法

技术领域

本发明属于自动化设备领域，具体是一种基于电气自动化控制的工程操作台及其控制方法。

背景技术

曲轴是发动机的主要运动机件装配的基础，在曲轴上有贯穿主轴颈、曲柄和连杆轴颈的油道，来自润滑系统主油道的压力机油由此进入主轴颈和连杆轴颈之中，以润滑主轴颈与主轴瓦、连杆轴颈与连杆轴瓦这两个摩擦副。但是，由于这两个部位受力巨大，所以在使用中必然会有一定程度的磨损；如果润滑不良或者发动机负荷过大，还会出现其它型式的损坏，例如主轴轴颈弯曲或扭曲。

对于弯曲或扭曲变形量过大的曲轴来说，我们可以用压力校正的方法来修复，但是在弯曲修复之前，通常采用目测方式检验弯曲位置，该方式存在误差大、主观性强的不足，最终影响曲轴矫正的精确性。

因此，如何克服上述存在的技术问题和缺陷成为重点需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于电气自动化控制的工程操作台及其控制方法。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于电气自动化控制的工程操作台，包括台架以及设置在台架上的金属接近开关、定位机构、驱动机构、弯曲检测机构和控制系统；

所述金属接近开关用于检测定位机构的位置；

所述定位机构用于固定曲轴齿轮轴颈，包括支座、转动连接在支座上铰轴、转动连接在铰轴上的定位柱，支座通过水平设置的导杆安装在台架上，导杆上设置复位弹簧；

所述驱动机构用于驱动曲轴周向转动，包括支架、驱动组件、滑轨和伸缩缸，支架下端设置与滑轨相适配的滑轮；驱动组件固定在支架上，驱动组件的输出轴与曲轴油封轴颈传动连接；滑轨固定在台架上，滑轨位于支架的下方；伸缩缸水平布置，伸缩缸的一端与支架固定连接，另一端与台架固定连接；

所述弯曲检测机构用于检测曲轴主轴轴颈弯曲状态，包括位于曲轴上方的距离传感器；

所述控制系统包括PLC和操作面板，金属接近开关的输出端、距离传感器的输出端均与PLC的信号接受端相连，PLC的信号控制端连接伸缩缸和驱动组件。

进一步地，所述台架上设置承台，导杆的一端与台架固定连接，另一端与承台固定连接，承台上端设置与定位柱相适配的容纳槽。

进一步地，所述驱动组件的输出轴设有与曲轴油封轴颈相适配的夹紧部件，夹紧部件包括端板和沿周向均匀铰接在端板上的多个夹板，端板与驱动组件的输出轴固定连接，每个夹板的外侧与端板之间设置拉簧，夹板内侧设置橡胶垫，多个夹板相向运动后围组成与曲轴油封轴颈相适配的碗状夹持槽。

进一步地，所述弯曲检测机构还包括吊架以及设置在吊架上的升降板和缓冲弹簧，台架沿水平方向设置导轨，吊架与导轨滑动连接，升降板的下端设置吊杆，吊杆的下端设置与曲轴主轴轴颈相适配的弧形板。

进一步地，所述吊架为倒U形结构，包括水平板和位于水平板两端的竖直杆，所述距离传感器固定在水平板的下端面，竖直杆上设置两个限位板，每根竖直杆的两个限位板之间均套设两根缓冲弹簧，升降板的一端位于同一根竖直杆的两根缓冲弹簧之间。

进一步地，所述定位柱远离铰轴的一端设置台阶状盲孔。

进一步地，所述弧形板的内侧一体成型多个球面凸起，在弧形板外端面到球面凸起顶点之间设置通孔，球面凸起与通孔之间圆弧过渡。

工程操作台的控制方法，包括以下步骤：

S1将待检测曲轴进行定位，具体为：

S1.1将待检测曲轴的齿轮轴颈插入定位机构内；

S1.2将待检测曲轴的油封轴颈进行定位，具体为：控制系统控制伸缩缸工作，伸缩缸驱动支架向曲轴一侧移动，使驱动组件输出轴上的夹紧部件抱紧曲轴的油封轴颈，伸缩缸继续伸长，待台架上的金属检测开关检测到定位机构后，控制系统控制伸缩缸停止伸长，曲轴两端被夹紧在定位机构和碗头之间；

S2将弯曲检测机构移动至待检测曲轴的主轴轴颈上方；

S3对曲轴的主轴轴颈弯曲度进行检测，具体为：

S3.1控制系统控制驱动组件工作，曲轴旋转；

S3.2控制系统控制弯曲检测机构工作检测曲轴主轴轴颈的弯曲度变化，并将检测到的数据传送给控制系统；

S4控制系统分析计算曲轴的弯曲度并进行显示。

本发明的一种基于电气自动化控制的工程操作台及其控制方法的有益效果：

1.本发明的一种基于电气自动化控制的工程操作台及其控制方法，模拟曲轴转动的状态，结合自动化控制，对曲轴转动过程中多点姿态进行监测，为曲轴弯曲矫正提供准确的弯曲度数据。

2.本发明的一种基于电气自动化控制的工程操作台，位于驱动组件的输出轴的夹紧部件，采用自适应结构设计，便于曲轴油封轴颈的快速对接，而且可确保夹紧后的可靠性和安全性。

3. 本发明的一种基于电气自动化控制的工程操作台，弧形板的内侧一体成型多个球面凸起，在弧形板外端面到球面凸起顶点之间设置通孔，球面凸起与通孔之间圆弧过渡，本结构设计可有效降低曲轴与弧形板之间的接触面积，不仅可降低两者之间的摩擦力，而且可避免曲轴在检测过程中过渡磨损；通孔将摩擦所产生的热量向外散热，进一步保证曲轴的安全性。

附图说明

图1是本发明的工程操作台的结构示意图；

图2是本发明的夹紧部件的结构示意图；

图3是图2的右视图；

图4是图3中夹板打开状态的结构示意图；

图5是本发明的弯曲检测机构的结构示意图；

图6是本发明的弧形板的结构示意图。

图中：1-台架，2-金属接近开关，3-导轨，4-控制系统，5-支座，6-铰轴，7-定位柱，8-台阶状盲孔，9-导杆，10-复位弹簧，11-承台，12-曲轴，13-支架，14-驱动组件，15-滑轨，16-伸缩缸，17-滑轮，18-端板，19-夹板，20-拉簧，21-橡胶垫，22-碗状夹持槽，23-吊架，24-升降板，25-缓冲弹簧，26-距离传感器，27-限位板，28-吊杆，29-弧形板，30-球面凸起，31-通孔。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体的实施方式对本发明的333做更加详细的描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参见图1，本实施例的一种基于电气自动化控制的工程操作台，包括台架1以及设置在台架1上的金属接近开关2、定位机构、驱动机构、弯曲检测机构、导轨3和控制系统4；

参见图1，定位机构用于固定曲轴齿轮轴颈，包括支座5、转动连接在支座上铰轴6、转动连接在铰轴6上的定位柱7，定位柱7远离铰轴的一端设置与曲轴齿轮轴颈相适配台阶状盲孔8，支座5通过水平设置的导杆9安装在台架1上，导杆上设置复位弹簧10，复位弹簧10位于支座5的右侧，导杆9的右端与台架1固定连接，导杆9的左端设置承台11，承台11上端设置与定位柱7相适配的容纳槽（图未示）；

参见图1，驱动机构用于驱动曲轴12周向转动，包括支架13、固定在支架13上的驱动组件14、位于支架13下方的滑轨15、位于支架13后端的伸缩缸16，支架13为H形结构，驱动组件14采用电机和减速机组合件，减速机的输出轴设有与曲轴油封轴颈相适配的夹紧部件，支架13下端设置与滑轨15相适配的滑轮17。

参见图2至图4，夹紧部件包括端板18和沿周向均匀铰接在端板18上的多个夹板19，端板18与减速机的输出轴通过螺钉进行固定，夹板19与端板18之间还设置拉簧20，夹板19内侧设置橡胶垫21，多个夹板19相向运动后围组成与曲轴12油封轴颈相适配的碗状夹持槽22。

参见图1，弯曲检测机构用于检测曲轴主轴轴颈弯曲状态，弯曲检测机构的数量与曲轴的主轴轴颈数量相适配，本实施例以四缸发动机的曲轴为例进行说明。结合图5，每组弯曲检测机构均包括吊架23、升降板24、缓冲弹簧25以及位于曲轴12正上方的距离传感器26，导轨3沿水平方向延伸，吊架23与导轨3滑动连接，吊架为倒U形结构，包括水平板和位于水平板两端的竖直杆，距离传感器26固定在水平板的下端面，竖直杆上设置两个限位板27，每根竖直杆的两个限位板27之间均套设两根缓冲弹簧25，升降板24的一端位于同一根竖直杆的两根缓冲弹簧25之间；升降板24的下端设置吊杆28，吊杆28的下端设置与曲轴主轴轴颈相适配的弧形板29。

参见图6，弧形板29的内侧一体成型多个球面凸起30，在弧形板29外端面到球面凸起30顶点之间设置通孔31，球面凸起30与通孔31之间圆弧过渡。

控制系统4采用信捷人机界面CCSG系列产品，包括PLC和操作面板，金属接近开关2的输出端、距离传感器26的输出端均与PLC的信号接受端相连，PLC的信号控制端连接伸缩缸16和驱动组件14。

上述工程操作台的控制方法，包括以下步骤：

S1将待检测曲轴进行定位，具体为：

S1.1将待检测曲轴的齿轮轴颈插入定位机构内；

S1.2将待检测曲轴的油封轴颈进行定位，具体为：控制系统控制伸缩缸工作，伸缩缸驱动支架向曲轴一侧移动，使驱动组件端部的夹紧部件抱紧曲轴的油封轴颈，伸缩缸继续伸长，待台架上的金属检测开关检测到定位机构后，控制系统控制伸缩缸停止伸长，曲轴两端被夹紧在定位机构和碗头之间；

S2将弯曲检测机构移动至待检测曲轴的主轴轴颈上方；

S3对曲轴的主轴轴颈弯曲度进行检测，具体为：

S3.1控制系统控制驱动组件工作，曲轴旋转；

S3.2控制系统控制弯曲检测机构工作检测曲轴主轴轴颈的弯曲度变化，并将检测到的数据传送给控制系统；

S4控制系统分析计算曲轴的弯曲度并进行显示。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中如使用“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

上文中参照优选的实施例详细描述了本发明的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本发明理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本发明提出的各技术特征、结构进行多种组合，而不超出本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于电气自动化控制的工程操作台，其特征在于：包括台架以及设置在台架上的金属接近开关、定位机构、驱动机构、弯曲检测机构和控制系统；

所述金属接近开关用于检测定位机构的位置；

所述定位机构用于固定曲轴齿轮轴颈，包括支座、转动连接在支座上铰轴、转动连接在铰轴上的定位柱，支座通过水平设置的导杆安装在台架上，导杆上设置复位弹簧；

所述驱动机构用于驱动曲轴周向转动，包括支架、驱动组件、滑轨和伸缩缸，支架下端设置与滑轨相适配的滑轮；驱动组件固定在支架上，驱动组件的输出轴与曲轴油封轴颈传动连接；滑轨固定在台架上，滑轨位于支架的下方；伸缩缸水平布置，伸缩缸的一端与支架固定连接，另一端与台架固定连接；所述驱动组件的输出轴设有与曲轴油封轴颈相适配的夹紧部件，夹紧部件包括端板和沿周向均匀铰接在端板上的多个夹板，端板与驱动组件的输出轴固定连接，每个夹板的外侧与端板之间设置拉簧，夹板内侧设置橡胶垫，多个夹板相向运动后围组成与曲轴油封轴颈相适配的碗状夹持槽；

所述弯曲检测机构用于检测曲轴主轴轴颈弯曲状态，包括位于曲轴上方的距离传感器；

所述控制系统包括PLC和操作面板，金属接近开关的输出端、距离传感器的输出端均与PLC的信号接受端相连，PLC的信号控制端连接伸缩缸和驱动组件。

2.根据权利要求1所述的一种基于电气自动化控制的工程操作台，其特征在于：所述台架上设置承台，导杆的一端与台架固定连接，另一端与承台固定连接，承台上端设置与定位柱相适配的容纳槽。

3.根据权利要求1所述的一种基于电气自动化控制的工程操作台，其特征在于：所述弯曲检测机构还包括吊架以及设置在吊架上的升降板和缓冲弹簧，台架沿水平方向设置导轨，吊架与导轨滑动连接，升降板的下端设置吊杆，吊杆的下端设置与曲轴主轴轴颈相适配的弧形板。

4.根据权利要求3所述的一种基于电气自动化控制的工程操作台，其特征在于：所述吊架为倒U形结构，包括水平板和位于水平板两端的竖直杆，所述距离传感器固定在水平板的下端面，竖直杆上设置两个限位板，每根竖直杆的两个限位板之间均套设两根缓冲弹簧，升降板的一端位于同一根竖直杆的两根缓冲弹簧之间。

5.根据权利要求1-4任一项所述工程操作台的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1将待检测曲轴进行定位，具体为：

S1.1将待检测曲轴的齿轮轴颈插入定位机构内；

S1.2将待检测曲轴的油封轴颈进行定位，具体为：控制系统控制伸缩缸工作，伸缩缸驱动支架向曲轴一侧移动，使驱动组件输出轴上的夹紧部件抱紧曲轴的油封轴颈，伸缩缸继续伸长，待台架上的金属检测开关检测到定位机构后，控制系统控制伸缩缸停止伸长，曲轴两端被夹紧在定位机构和碗头之间；

S2将弯曲检测机构移动至待检测曲轴的主轴轴颈上方；

S3对曲轴的主轴轴颈弯曲度进行检测，具体为：

S3.1控制系统控制驱动组件工作，曲轴旋转；

S3.2控制系统控制弯曲检测机构工作检测曲轴主轴轴颈的弯曲度变化，并将检测到的数据传送给控制系统；

S4控制系统分析计算曲轴的弯曲度并进行显示。

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