CN112146709A

CN112146709A - 插接装配的监控方法、装置及系统

Info

Publication number: CN112146709A
Application number: CN202011159869.2A
Authority: CN
Inventors: 杨健
Original assignee: Fraenkische Pipe System Shanghai Co ltd
Current assignee: Fraenkische Pipe System Shanghai Co ltd
Priority date: 2020-10-26
Filing date: 2020-10-26
Publication date: 2020-12-29

Abstract

本发明提供了一种插接装配的监控方法、装置及系统，包括：在通过压力机对包容件和被包容件插接装配的过程中，获取设置于压力机的伸缩杆位置的位移传感器实时检测的位移信号，并获取设置于压力机的伸缩杆位置的压力传感器实时检测的压力信号；基于位移信号计算插接装配过程中的插接压力；根据插接压力和压力信号确定包容件和被包容件的插接装配是否合格。本发明的插接装配的监控方法能够对包容件和被包容件的插接装配过程进行有效的监控，从而实现装配过程中的防错，缓解了现有技术无法对插接装配进行有效监控的技术问题。

Description

插接装配的监控方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及产品装配的技术领域，尤其是涉及一种插接装配的监控方法、装置及系统。

背景技术

在汽车零部件装配领域，针对接头与管件的装配通常采用过盈装配，又叫压入法，具体为根据经验和数据要求，从而调整气动缸型号，以保证完成压入装配的工作。过盈连接是利用零件间的配合过盈来实现连接。这种连接结构简单，定心精度好，可承受转矩、轴向力或两者复合的载荷，而且承载能力高，在冲击振动载荷下也能较可靠的工作，但是过盈连接的结合面加工精度要求较高，装配不便，虽然连接零件无键槽削弱，但配合面边缘处应力集中较大。

而在汽车油箱、油泵管路以及新能源电池冷却管路中，大量使用了接头与管件之间的过盈配合来实现连接，接头与管件的连接能力直接影响到油箱、油泵以及电池包的正常工作。而部分在装配端带有加强套的产品，其部件之间的过盈配合是否符合设计要求、装配过程是否正常则无从知晓，并不能完全杜绝不合格产品流入下一道工序，导致产品出现质量问题。所以，对插接装配进行监控，从而实现装配过程的防错至关重要。

但是，现有技术还无法对插接装配进行有效的监控。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种插接装配的监控方法、装置及系统，以缓解现有技术无法对插接装配进行有效监控的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种插接装配的监控方法，应用于控制系统，包括：

在通过压力机对包容件和被包容件插接装配的过程中，获取设置于所述压力机的伸缩杆位置的位移传感器实时检测的位移信号，并获取设置于所述压力机的伸缩杆位置的压力传感器实时检测的压力信号；

基于所述位移信号计算插接装配过程中的插接压力；

根据所述插接压力和所述压力信号确定所述包容件和所述被包容件的插接装配是否合格。

进一步的，基于所述位移信号计算插接装配过程中的插接压力包括：

根据插接压力计算算式F＝πdlμp计算所述插接装配过程中的插接压力，其中，F表示所述插接装配过程中的插接压力，d表示配合直径，l表示所述位移信号，μ表示配合面的摩擦因数，p表示配合面之间的压强。

进一步的，根据所述插接压力和所述压力信号确定所述包容件和所述被包容件的插接装配是否合格包括：

计算所述插接压力和所述压力信号之间的差值；

根据所述差值和所述插接压力计算公差比例；

根据所述公差比例和预设公差比例阈值确定所述包容件和所述被包容件的插接装配是否合格。

进一步的，根据所述公差比例和预设公差比例阈值确定所述包容件和所述被包容件的插接装配是否合格包括：

若所述公差比例小于所述预设公差比例阈值，则确定所述包容件和所述被包容件的插接装配合格；

若所述公差比例不小于所述预设公差比例阈值，则确定所述包容件和所述被包容件的插接装配不合格。

进一步的，所述方法还包括：

根据所述位移信号和所述压力信号绘制压力位移曲线，并基于预设公差比例阈值和所述插接压力绘制公差带区域。

进一步的，所述压力机包括：气动缸；所述包容件包括：塑料管件；所述被包容件包括：塑料接头。

第二方面，本发明实施例还提供了一种插接装配的监控装置，应用于控制系统，包括：

获取单元，用于在通过压力机对包容件和被包容件插接装配的过程中，获取设置于所述压力机的伸缩杆位置的位移传感器实时检测的位移信号，并获取设置于所述压力机的伸缩杆位置的压力传感器实时检测的压力信号；

计算单元，用于基于所述位移信号计算插接装配过程中的插接压力；

确定单元，用于根据所述插接压力和所述压力信号确定所述包容件和所述被包容件的插接装配是否合格。

进一步的，所述计算单元包括：

计算模块，用于根据插接压力计算算式F＝πdlμp计算所述插接装配过程中的插接压力，其中，F表示所述插接装配过程中的插接压力，d表示配合直径，l表示所述位移信号，μ表示配合面的摩擦因数，p表示配合面之间的压强。

第三方面，本发明实施例还提供了一种插接装配的监控系统，包括：压力传感器、位移传感器和控制器；

所述压力传感器设置于压力机的伸缩杆位置，用于在通过所述压力机对包容件和被包容件插接装配的过程中，实时检测压力信号；

所述位移传感器设置于所述压力机的伸缩杆位置，用于在通过所述压力机对所述包容件和所述被包容件插接装配的过程中，实时检测位移信号；

所述控制器分别与所述压力传感器、所述位移传感器连接，用于接收所述压力传感器发送的压力信号和所述位移传感器发送的位移信号，并基于所述压力信号和所述位移信号确定所述包容件和所述被包容件的插接装配是否合格。

进一步的，所述压力传感器和所述位移传感器固定设置于所述压力机的伸缩杆位置。

在本发明实施例中，在通过压力机对包容件和被包容件插接装配的过程中，控制系统获取设置于压力机的伸缩杆位置的位移传感器实时检测的位移信号，并获取设置于压力机的伸缩杆位置的压力传感器实时检测的压力信号；然后，控制系统基于位移信号计算插接装配过程中的插接压力；最后，根据插接压力和压力信号确定包容件和被包容件的插接装配是否合格。通过上述描述可知，本发明的插接装配的监控方法能够对包容件和被包容件的插接装配过程进行有效的监控，从而实现装配过程中的防错，缓解了现有技术无法对插接装配进行有效监控的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种插接装配的监控方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的标准的圆柱面过盈装配中，压力位移曲线的示意图；

图3为本发明实施例提供的根据本发明的插接装配的监控方法绘制的带有公差带区域的压力位移曲线图；

图4为本发明实施例提供的根据插接压力和压力信号确定包容件和被包容件的插接装配是否合格的方法流程图；

图5为本发明实施例提供的一种插接装配的监控装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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做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。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种插接装配的监控方法进行详细介绍。

实施例一：

根据本发明实施例，提供了一种插接装配的监控方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的一种插接装配的监控方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，在通过压力机对包容件和被包容件插接装配的过程中，获取设置于压力机的伸缩杆位置的位移传感器实时检测的位移信号，并获取设置于压力机的伸缩杆位置的压力传感器实时检测的压力信号；

在本发明实施例中，插接装配的监控方法的执行主体可以为控制系统，具体可以为压装系统的控制系统。上述包容件和被包容件的插接装配可以近似看作是圆柱面的过盈连接方式，在进行插接压力计算时，可参考圆柱面过盈连接时的插接压力计算方法。

为了使位移传感器和压力传感器尽可能真实的反应插接装配产生的位移行程和压力，可将位移传感器和压力传感器设置于压力机的伸缩杆位置，只有这样采集的数据才能更接近真实情况，更有效，从而保证插接装配过程监控的可靠性。

在实际应用过程中，位移传感器和压力传感器分别通过通讯线路与控制系统连接，这样，位移传感器和压力传感器便能将其实时检测的位移信号和压力信号发送至控制系统。

步骤S104，基于位移信号计算插接装配过程中的插接压力；

在得到位移信号后，控制系统能够基于位移信号计算得到插接装配过程中的插接压力，下文中再对该过程进行详细描述，在此不再赘述。

步骤S106，根据插接压力和压力信号确定包容件和被包容件的插接装配是否合格。

上述内容对本发明的插接装配的监控方法进行了简要介绍，下面对其中涉及到的具体内容进行详细描述。

在本发明的一个可选实施例中，步骤S104，基于位移信号计算插接装配过程中的插接压力具体包括：

根据标准圆柱面轴衬套过盈插接压力计算算式F＝πdlμp计算插接装配过程中的插接压力，其中，F表示插接装配过程中的插接压力，d表示配合直径，l表示位移信号，μ表示配合面的摩擦因数，p表示配合面之间的压强。

其中，上述配合面之间的压强

其中，p表示配合面之间的压强，δ表示配合面的实际过盈量，R_a1表示底孔内表面的轮廓算数平均偏差，R_a2表示卷制衬套外表面的轮廓算数平均偏差，d₁表示底孔内径，d₂表示卷制衬套外径，v₁表示底孔材料的泊松比，v₂表示卷制衬套外表面材料的泊松比，E₁表示底孔材料的弹性模量，E₂表示卷制衬套外表面材料的弹性模量。

通过上述插接压力计算算式和配合面之间的压强计算算式可知，对于标准的圆柱面过盈装配中，理论上其插接压力F与位移信号l(即压入后配合长度)之间呈线性关系，随着位移信号l的增加，其插接压力F逐渐增大。关系曲线可表示为如图2所示的直线。

在本发明实施例中，压力机包括：气动缸；包容件包括：塑料管件；被包容件包括：塑料接头。

在得到位移信号和压力信号之后，该方法还包括：根据位移信号和压力信号绘制压力位移曲线，并基于预设公差比例阈值和插接压力绘制公差带区域。

具体的，在绘制公差带区域时，按照|F_实际-F_理论|＝F_理论*预设公差比例阈值的算式确定F_实际应该所在的范围区间(即公差带区域)，进而便能绘制得到公差带区域，其中，F_实际代表上述检测得到的压力信号，F_理论代表上述计算得到的插接压力。图3示出了根据本发明的插接装配的监控方法绘制的带有公差带区域的压力位移曲线图，其中，坐标系中的曲线表示实际插接装配时的压力位移曲线，坐标系中的阴影区域表示公差带区域，只有当绘制的压力位移曲线在公差带区域中时，控制系统才会判定包容件和被包容件的插接装配过程是合格的；一旦出现压力位移曲线不在公差带区域的情况时，控制系统则判定包容件和被包容件的插接装配过程不合格，实现了插接装配过程的防错。

本发明实施例还提供了另外一种插接装配过程防错的实施方式：具体的，针对塑料接头与塑料管件的装配情况，可近似参考标准圆柱面过盈装配的上述算式。由上述算式可知，对于材质、树杉数量、外形尺寸已经确定的塑料接头与塑料管件，其插接装配过程中的插接压力与位移信号(即配合长度)、过盈量以及配合面的表面粗糙度有关，根据实际的插接装配经验，相同条件下，过盈量越大、配合面越粗糙，则插接力越大。基于上述原理，理论上可以通过一定途径分别得到过盈量最小、配合面粗糙度最好以及过盈量最大、配合面粗糙度最差情况下的压力位移曲线，称为压力位移曲线的下控制限和上控制限。然后将得到的下控制限和上控制限的曲线输入到压装系统的控制系统中，实现对装配过程的监控。只有当实际压力位移曲线处于上控制限和下控制限之间时，控制系统才判定插接装配的过程合格，否则控制系统会判定插接装配的过程不合格，这就是应用压力位移曲线实现防错的另一种实施方式。

在本发明的一个可选实施例中，参考图4，步骤S106，根据插接压力和压力信号确定包容件和被包容件的插接装配是否合格的过程包括如下步骤：

步骤S401，计算插接压力和压力信号之间的差值；

步骤S402，根据差值和插接压力计算公差比例；

具体的，公差比例＝差值/插接压力。

步骤S403，若公差比例小于预设公差比例阈值，则确定包容件和被包容件的插接装配合格；

步骤S404，若公差比例不小于预设公差比例阈值，则确定包容件和被包容件的插接装配不合格，并进行报警。

实施例二：

本发明实施例还提供了一种插接装配的监控装置，该插接装配的监控装置主要用于执行本发明实施例上述内容所提供的插接装配的监控方法，以下对本发明实施例提供的插接装配的监控装置做具体介绍。

图5是根据本发明实施例的一种插接装配的监控装置的示意图，如图5所示，该插接装配的监控装置主要包括：获取单元10，计算单元20和确定单元30，其中：

获取单元，用于在通过压力机对包容件和被包容件插接装配的过程中，获取设置于压力机的伸缩杆位置的位移传感器实时检测的位移信号，并获取设置于压力机的伸缩杆位置的压力传感器实时检测的压力信号；

计算单元，用于基于位移信号计算插接装配过程中的插接压力；

确定单元，用于根据插接压力和压力信号确定包容件和被包容件的插接装配是否合格。

可选的，计算单元包括：计算模块，用于根据插接压力计算算式F＝πdlμp计算插接装配过程中的插接压力，其中，F表示插接装配过程中的插接压力，d表示配合直径，l表示位移信号，μ表示配合面的摩擦因数，p表示配合面之间的压强。

可选的，确定单元还用于：计算插接压力和压力信号之间的差值；根据差值和插接压力计算公差比例；根据公差比例和预设公差比例阈值确定包容件和被包容件的插接装配是否合格。

可选的，确定单元还用于：若公差比例小于预设公差比例阈值，则确定包容件和被包容件的插接装配合格；若公差比例不小于预设公差比例阈值，则确定包容件和被包容件的插接装配不合格。

可选的，该装置还用于：根据位移信号和压力信号绘制压力位移曲线，并基于预设公差比例阈值和插接压力绘制公差带区域。

可选的，压力机包括：气动缸；包容件包括：塑料管件；被包容件包括：塑料接头。

本发明实施例所提供的插接装配的监控装置，其实现原理及产生的技术效果和前述实施例一中的方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

实施例三：

本发明实施例还提供了一种插接装配的监控系统，包括：压力传感器、位移传感器和控制器；

压力传感器设置于压力机的伸缩杆位置，用于在通过压力机对包容件和被包容件插接装配的过程中，实时检测压力信号；

位移传感器设置于压力机的伸缩杆位置，用于在通过压力机对包容件和被包容件插接装配的过程中，实时检测位移信号；

控制器分别与压力传感器、位移传感器连接，用于接收压力传感器发送的压力信号和位移传感器发送的位移信号，并基于压力信号和位移信号确定包容件和被包容件的插接装配是否合格。

具体的，压力传感器和位移传感器固定设置于压力机的伸缩杆位置。

本发明实施例所提供的插接装配的监控方法、装置及系统的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种插接装配的监控方法，其特征在于，应用于控制系统，包括：

基于所述位移信号计算插接装配过程中的插接压力；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述位移信号计算插接装配过程中的插接压力包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述插接压力和所述压力信号确定所述包容件和所述被包容件的插接装配是否合格包括：

计算所述插接压力和所述压力信号之间的差值；

根据所述差值和所述插接压力计算公差比例；

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述公差比例和预设公差比例阈值确定所述包容件和所述被包容件的插接装配是否合格包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压力机包括：气动缸；所述包容件包括：塑料管件；所述被包容件包括：塑料接头。

7.一种插接装配的监控装置，其特征在于，应用于控制系统，包括：

8.根据权利要求7所述的插接装配的监控装置，其特征在于，所述计算单元包括：

9.一种插接装配的监控系统，其特征在于，包括：压力传感器、位移传感器和控制器；

10.根据权利要求9所述的插接装配的监控系统，其特征在于，所述压力传感器和所述位移传感器固定设置于所述压力机的伸缩杆位置。