CN113020949A - 一种汽车管路压装清理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于汽车制造技术领域，涉及一种汽车管路压装清理装置，包括液压箱、液压泵、液压缸，液压箱通过液压泵液压连接液压缸，液压缸的活塞前端连接有压头用于压装管路两端的连接端，液压缸的进液口和出液口之间液压连接有比例阀，压头内设有用于输送高压气体的清理气道，清理气道的出气口正对着待压装管路的管口，清理气道进气口气体连接有气泵，压头内还设有压力传感器用于测量压头压装时的压力，压力传感器通过可编程逻辑控制器PLC连接比例阀，可编程逻辑控制器PLC还连接有人机界面HMI，较以往的压装装置相比本发明压头处压力精准可靠且同时能够清理管路内腔，减少了清理工序，节约了人员时间成本。
Description
技术领域
本发明属于汽车制造技术领域，涉及一种汽车管路压装清理装置。
背景技术
汽车的制动、转向功能的重要性世人皆知，而汽车制动管路、汽车转向管路在其中起着不可替代的重要作用。然而，由于汽车制动管路、汽车转向管路引起的制动、转向的失灵进而导致生命财产受到不可挽回的损失的案例仍然时有发生。究其原因，管路方面最常见的情况就是管路连接端故障以及管路内部故障，从产品技术角度进行分析，就会发现管路连接端的故障原因往往是由于管路在压装过程中压装的压力过大过小导致的压装不到位导致的连接失效，而管路内部故障的原因往往是因为生产安装过程中管路内腔被异物或杂质进入而未进行及时清理导致的传动失效。
当前的汽车管路压装过程基本上是：弯曲成型的管路在压装机上进行压装，压装机的缸体内部安装压力传感器测定缸体内的压力，以缸体内的压力估算压装机压头处的压力。进行压装时，管路的钢管外圆周上预装卡套、螺母，然后进行压装，压装完成的管路两端均带有螺母并压装卡套，拧紧螺母时卡套卡紧管路端口，以方便进行快速整车装配。待管路连接端压装完成后，依靠人工手动采用压缩空气枪自管路一端注入压缩空气清理管件内部，完成对管路内部的清洁工作。
然而，以缸体内的压力替代压装机压头处的压力，由于系统以及缸体内阀体误差、环境及设备的温度、压装机压头推力、各部分机械摩擦的消耗以及设备老化磨损等原因，往往导致压头部分的压力大小与缸体内的压力大小存在较大的误差，无法满足精准压力的压装要求；而压装完成后依靠人工进行手动压缩空气枪清理管件内部，不仅多增加了一道工序，往往由于管件堆积过多、疲劳操作、人为失误等原因造成遗漏、清理不彻底现象，为装配后整车的制动、转向功能埋下极大的隐患。如何能够避免因管件两端压装不到位以及管件内腔清理不彻底导致的后期汽车制动、转向风险，一直是管件压装工序的一个技术难题。
发明内容
本发明所采取的解决方式是通过传感器测试压头处的压装压力并反馈，同时通过反馈数据接合比例阀实时调整液压缸的输出压力以达到对压头处压力的调整校验，并在压装完成后通过压头处的清理气道引入压缩气体直接对管路内腔进行高压清理，在保证管路两端压装合格的前提下将压装、清理工序合而为一。
本发明解决技术问题所采取的技术方案是：一种汽车管路压装清理装置，包括液压箱1、液压泵2、液压缸3，液压箱1通过液压泵2液压连接液压缸3，液压缸3的活塞前端连接有压头4用于压装管路两端的连接端，液压缸3的进液口和出液口之间液压连接有比例阀5，压头4内设有用于输送高压气体的清理气道6，清理气道6的出气口正对着待压装管路的管口，清理气道6进气口气体连接有气泵7，压头4内还设有压力传感器8用于测量压头4压装时的压力，压力传感器8通过可编程逻辑控制器PLC9连接比例阀5，可编程逻辑控制器PLC9还连接有人机界面HMI10，可编程逻辑控制器PLC9电连接液压泵2、气泵7；人机界面HMI10能够设置不同管径进而通过编程逻辑控制器PLC9调整压装数据，同时人机界面HMI10能够收集、输出压装数据用来建立压装数据库提供后续优化工艺、产品批次查询的数据基础，其中压装数据包括：压缩气体压力、设备推力、压装行程、压装速度、环境及设备温度、生产日期及时间；通过比例阀5调节液压缸3的进液口和出液口之间的液压大小及液压流量，从而调整压头4的压力实现压装，然后通过清理气道6导入气泵7的压缩气体实现对管路内腔的清理。
优选的，所述比例阀5为电液比例阀，可编程逻辑控制器PLC9通过压力传感器8检测压头4当前输出压力的大小，从而控制比例阀5对液压缸3的输出压力、流量及活塞行程进行实时的、动态的调整。
优选的，所述液压泵2的出口与液压箱1之间还设有溢流阀11，溢流阀11电连接至可编程逻辑控制器PLC9；溢流阀11能够防止液压泵2瞬间输出压力过大，导致液压系统器件受损，因此，溢流阀11对输出液压超过预设值时进行输出液体减压。
优选的，所述清理气道6的进气口与气泵7之间还连接有电磁阀12，电磁阀12电连接至可编程逻辑控制器PLC9；电磁阀12用于控制气泵7与清理气道6之间压缩气体的通断，方便人工或自动控制清理管路内腔的时间点以及时间长度。
更优的，所述压力传感器8检测到压头4压装完成后，电磁阀12接通清理气道6与气泵7引入压缩气体清理管路内腔并在设定时延后关闭电磁阀12结束清理工序；通过可编程逻辑控制器PLC9与压力传感器8协作对电磁阀12进行控制，能够做到当管路被压头4压装完成后，可编程逻辑控制器PLC9控制电磁阀12接通，压缩气体从气泵7经由清理气道6进入管路压装处的端口，压缩空气对管路内腔进行清理，经过预设延时后电磁阀12关闭，压缩气体断开，清理结束，然后液压缸3带动压头4回程，压头4前端的清理气道6出气口脱离管路压装端，操作人员取出管路，压装及清理工序结束。
更优的，所述清理气道6的进气口与电磁阀12之间还连接有气压表13，气压表13电连接至可编程逻辑控制器PLC9，气压表13用于实时观察电磁阀12打开后压缩气体清理管路内腔的压力大小，保证压力能够彻底清理干净管路内腔中的异物及杂质，同时气压表13将相关的清理压力数据反馈至可编程逻辑控制器PLC9。
优选的，所述液压缸3还液压连接有液压表14，液压表14电连接至可编程逻辑控制器PLC9，液压表14用于实施显示液压缸3内的压力数据，并将相关压力数据反馈至可编程逻辑控制器PLC9。
优选的，所述液压泵2的进液口与液压箱1之间还连接有过滤器15。
优选的，所述人机界面HMI10设有可触摸式液晶屏，通过可触摸式液晶屏不仅能够查看各项参数同时还能够快速方便的现场对相关参数进行修改设置。
优选的，所述可编程逻辑控制器PLC9还连接至监控中心系统以便进行远程监控。
本发明的有益效果是：
1、本发明在压头的压合部位设置压力传感器，通过压力传感器测试压头处的压力并反馈；再通过调节在液压缸的进出口之间液压连接的比例阀，将反馈数据接合比例阀实时的、动态的调整液压缸的输出压力的大小、液体流量的多少及活塞行程的远近，以达到精准压力值以及最佳压装效果，因此，本发明比以往的通过在缸体内部安装压力传感器测定缸体内的压力，以缸体内的压力估算压装机压头处的压力的压装方式的压力大小更加精准与可靠，避免了压装过程中因压力过大过小、活塞行程不足等导致的压装不到位的情况的发生。
2、本发明通过在压头处设置出气口正对着待压装管路的管口的清理气道，使得压装完成后通过清理气道引入压缩气体直接对管路内腔进行高压清理，在保证管路两端压装合格的前提下将压装、清理工序合而为一，减少了一个专门用于清理管路内腔的工序，节约了人员、时间成本，且做到了只要上压装机压装完成必然清理过内腔的实际效果，避免了以往人工手动清理内腔时由于管件堆积过多、疲劳操作、人为失误等原因造成遗漏、清理不彻底现象，因此，本发明减少了工序，节约了人力、时间成本，同时还杜绝了遗漏、清理不彻底现象的发生。
3、本发明设有可编程逻辑控制器PLC和人机界面HMI，实现了参数设置完成后完全自动化进行压装、清理内腔的同时，能够将压装清理过程中的液体压力、气体压力、压头推力、压装速度、压头行程、动作次数、环境温度、管路管径、压装日期及时间等数据进行记录并上传为建立压装工艺数据库提供后续优化工艺、产品批次查询的数据化生产打下坚实基础；因此，本发明更加自动化、数据化、以及工艺可追溯性化。
附图说明
图1是一种汽车管路压装清理装置的结构原理图；
图2是液压系统原理示意图；
图3是电磁阀开关状态示意图；
图4是装置整体模块化布局图；
图5电液比例阀组成图；
图6是闭环比例控制系统图；
图7是PLC控制系统结构图。
图中：1、液压箱；2、液压泵；3、液压缸；4、压头；5、比例阀；6、清理气道；7、气泵；8、压力传感器；9、可编程逻辑控制器PLC；10、人机界面HMI；11、溢流阀；12、电磁阀；13、气压表；14、液压表；15、过滤器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的相关技术进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
参考图1～7，一种汽车管路压装清理装置，一种汽车管路压装清理装置，包括液压箱1、液压泵2、液压缸3，液压箱1通过液压泵2液压连接液压缸3，液压缸3的活塞前端连接有压头4用于压装管路两端的连接端，液压缸3的进液口和出液口之间液压连接有比例阀5，压头4内设有用于输送高压气体的清理气道6，清理气道6的出气口正对着待压装管路的管口，清理气道6进气口气体连接有气泵7，压头4内还设有压力传感器8用于测量压头4压装时的压力，压力传感器8通过可编程逻辑控制器PLC9连接比例阀5，可编程逻辑控制器PLC9还连接有人机界面HMI10，可编程逻辑控制器PLC9电连接液压泵2、气泵7；人机界面HMI10能够设置不同管径进而通过编程逻辑控制器PLC9调整压装数据，同时人机界面HMI10能够收集、输出压装数据用来建立压装数据库提供后续优化工艺、产品批次查询的数据基础，其中压装数据包括：压缩气体压力、设备推力、压装行程、压装速度、环境及设备温度、生产日期及时间；通过比例阀5调节液压缸3的进液口和出液口之间的液压大小及液压流量，从而调整压头4的压力实现压装，然后通过清理气道6导入气泵7的压缩气体实现对管路内腔的清理。
进一步的，所述比例阀5为电液比例阀，可编程逻辑控制器PLC9通过压力传感器8检测压头4当前输出压力的大小，从而控制比例阀5对液压缸3的输出压力、流量及活塞行程进行实时的、动态的调整。
进一步的，所述液压泵2的出口与液压箱1之间还设有溢流阀11，溢流阀11电连接至可编程逻辑控制器PLC9；溢流阀11能够防止液压泵2瞬间输出压力过大，导致液压系统器件受损，因此，溢流阀11对输出液压超过预设值时进行输出液体减压。
进一步的，所述清理气道6的进气口与气泵7之间还连接有电磁阀12，电磁阀12电连接至可编程逻辑控制器PLC9；电磁阀12用于控制气泵7与清理气道6之间压缩气体的通断，方便人工或自动控制清理管路内腔的时间点以及时间长度。
更进一步的，所述压力传感器8检测到压头4压装完成后，电磁阀12接通清理气道6与气泵7引入压缩气体清理管路内腔并在设定时延后关闭电磁阀12结束清理工序；通过可编程逻辑控制器PLC9与压力传感器8协作对电磁阀12进行控制，能够做到当管路被压头4压装完成后，可编程逻辑控制器PLC9控制电磁阀12接通，压缩气体从气泵7经由清理气道6进入管路压装处的端口，压缩空气对管路内腔进行清理，经过预设延时后电磁阀12关闭，压缩气体断开，清理结束，然后液压缸3带动压头4回程，压头4前端的清理气道6出气口脱离管路压装端，操作人员取出管路，压装及清理工序结束。
更进一步的，所述清理气道6的进气口与电磁阀12之间还连接有气压表13，气压表13电连接至可编程逻辑控制器PLC9，气压表13用于实时观察电磁阀12打开后压缩气体清理管路内腔的压力大小，保证压力能够彻底清理干净管路内腔中的异物及杂质，同时气压表13将相关的清理压力数据反馈至可编程逻辑控制器PLC9。
进一步的，所述液压缸3还液压连接有液压表14，液压表14电连接至可编程逻辑控制器PLC9，液压表14用于实施显示液压缸3内的压力数据，并将相关压力数据反馈至可编程逻辑控制器PLC9。
进一步的，所述液压泵2的进液口与液压箱1之间还连接有过滤器15。
进一步的，所述人机界面HMI10设有可触摸式液晶屏，通过可触摸式液晶屏不仅能够查看各项参数同时还能够快速方便的现场对相关参数进行修改设置。
进一步的，所述可编程逻辑控制器PLC9还连接至监控中心系统以便进行远程监控。
实施例
本实施例采用压装管径为
外径钢管上预装卡套、螺母为例，液压缸3采用油缸，比例阀5采用电液比例阀；
1、产品工况分析
油缸的工作行程为50mm，行程时间为2.5秒，移动负载质量约为6kg，推力输出最大值8000KG，误差范围为3％。
2、工况分析
推力杆最大输出8000kg，即80000N，由已知油缸内径为150mm，即活塞最大尺寸为0.0177平方米，由P＝F/S可知活塞承受压强为4.5MPa。
油缸工作周期为2.5s，即1.25秒位移50mm，由此可得出缸内流量为51L/min。
a、确定液压泵的压力和流量
(1)液压泵的压力确定。考虑到正常工作中进油管路中有一定的压力损失，所以液压泵的压力为P实际＝P+P损耗
由经验可知P损耗＝0.5MPa，因此液压泵的压力为5MPa。
考虑到动态压力小于静态压力，的1.25倍，此次在本方案中液压泵的压力选择为6.25MPa。
(2)液压泵的最大流量确定，考虑到溢流阀的工作状态和执行元器件所需流量，液压泵的流量大于60L/min。
b、比例阀
选用可通过电信号控制的电液比例阀，组成如图5所示。通过检测当前输出压力大小，从而控制电液比例阀对输出压力、流量及位移进行补偿。根据最高压力和最大出口流量选择三位四通比例方向阀，额定工作压力31.5MPa，额定工作流量170L/min的比例阀。
c、溢流阀
为防止液压泵瞬间输出压力过大，导致液压系统器件受损，使用溢流阀对输出高压油减压，可选择10MPa溢流阀。
d、压力传感器
为了保持压力恒定，需通过压力变送器在推力杆位置加装压力传感器进行实时监测，将实时压力信号反馈给控制系统，需要最大监测为8000Kg，精度在±10KG，同时可输出压力信号给控制系统。
e、油箱的选择使用
油箱在整个系统中的主要作用为储油、散热、分离油中所含空气及消除泡沫。油箱容量选取最大流量3倍，当油缸全部伸出后油箱油面不得低于超低油位，当油缸回缩以后油面不得高于超高油位，保障液压系统稳定运行。同时在箱体上加入散热系统，减弱油温对系统的影响。
f、滤油器的选择
油箱为密封式，确保液压油干净将系统影响降低到最小。这种设计要求通油能力大，阻力小，便于清洁，采用粗过滤器(网式或线隙式)，过滤精度40μm。
g、控制系统设计
如图6所示，控制系统主要由控制器、压力传感器、流量传感器、位置传感器、温度等传感器组成。
PLC控制系统结构如图7所示。
各部分完成功能为：
PLC：负责工作站的电气控制，控制台的启停、手动自动切换、PID算法实现，散热系统控制、HMI人机界面交互，以及液压缸压力、位置和温度的闭环控制。
压力传感器：检测输出的推力是否满足要求。
位移传感器：检测工件和导杆之间的距离。
温度传感器：检测压力机的油箱温度是否过高。
操作监控系统设计
操作监控系统包括启动按钮，停止按钮，手动自动切换，报警灯，蜂鸣器等。该系统不但能够满足操作需求，系统状态能够实时监控，当系统出现输出误差较大或异常情况时，能够对操作人员进行提示，以方便操作和维护人员进行及时处理。
HMI人机交互界面：实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换，具有可以自行调整设定及保存查询压装参数的能力；
报警灯、蜂鸣器：运行指示异常情况由报警灯及蜂鸣器提示，并在人机界面提示具体报警信息或错误信息，即：
①压力超出或未达到设定值时。
②位置超出或未达到时。
③设备运行过程中油箱温度超过设定时。
④其他不规范操作提示。
管路内腔清理采用
本实施例集成压缩空气输出控制，将压装机和产品内腔清理过程进行集成形成。
气泵在压头压装结束时向电磁阀输入压缩空气0.4-0.6MPa，时长为2-3s,清理压缩气体经过电磁阀后到达压头的清理气道，压缩气体经清理气道出气口进入钢管内腔，完成内腔清理。
电磁阀主要控制气体开合时间点以及时间长度。当操作人员对设备输入命令后，通过可编程逻辑控制器PLC与压力传感器协作对电磁阀进行控制，能够做到当管路被压头压装完成后，可编程逻辑控制器PLC控制电磁阀接通，压缩气体从气泵经由清理气道进入管路压装处的端口，压缩空气对管路内腔进行清理，经过预设延时后电磁阀关闭，压缩气体断开，清理结束，然后液压缸带动压头回程，压头前端的清理气道出气口脱离管路压装端，操作人员取出管路，压装及清理工序结束。
综上所述，本发明提供了一种汽车管路压装清理装置，通过压头处压力反馈数据接合比例阀实时调整液压缸的输出压力以达到对压头处压力的调整校验，并在压装完成后通过压头处的清理气道引入压缩气体直接对管路内腔进行高压清理，在保证管路两端压装合格的前提下将压装、清理工序合而为一。因此本发明拥有广泛的应用前景。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上、控制方法上、连接方法的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种汽车管路压装清理装置，包括液压箱(1)、液压泵(2)、液压缸(3)，所述液压箱(1)通过所述液压泵(2)液压连接所述液压缸(3)，所述液压缸(3)的活塞前端连接有压头(4)用于压装管路两端的连接端，其特征在于，所述液压缸(3)的进液口和出液口之间液压连接有比例阀(5)，所述压头(4)内设有用于输送高压气体的清理气道(6)，所述清理气道(6)的出气口正对着待压装管路的管口，所述清理气道(6)的进气口气体连接有气泵(7)，所述压头(4)内还设有压力传感器(8)用于测量压头(4)压装时的压力，所述压力传感器(8)通过可编程逻辑控制器PLC(9)连接所述比例阀(5)，所述可编程逻辑控制器PLC(9)还连接有人机界面HMI(10)，所述可编程逻辑控制器PLC(9)电连接液压泵(2)、气泵(7)。
2.根据权利要求1所述的一种汽车管路压装清理装置，其特征在于，所述比例阀(5)为电液比例阀，所述可编程逻辑控制器PLC(9)通过压力传感器(8)检测压头(4)当前输出压力的大小后，从而控制比例阀(5)对液压缸(3)的输出压力、流量及活塞行程进行实时的、动态的调整。
3.根据权利要求1所述的一种汽车管路压装清理装置，其特征在于，所述液压泵(2)的出口与液压箱(1)之间还设有溢流阀(11)，所述溢流阀(11)电连接至可编程逻辑控制器PLC(9)。
4.根据权利要求1所述的一种汽车管路压装清理装置，其特征在于，所述清理气道(6)的进气口与气泵(7)之间还连接有电磁阀(12)，所述电磁阀(12)电连接至可编程逻辑控制器PLC(9)。
5.根据权利要求4所述的一种汽车管路压装清理装置，其特征在于，所述压力传感器(8)检测到压头(4)压装完成后，电磁阀(12)接通清理气道(6)与气泵(7)引入压缩气体清理管路内腔并在设定的时延后关闭电磁阀(12)结束清理工序。
6.根据权利要求4所述的一种汽车管路压装清理装置，其特征在于，所述清理气道(6)的进气口与电磁阀(12)之间还连接有气压表(13)，所述气压表(13)电连接至可编程逻辑控制器PLC(9)。
7.根据权利要求1所述的一种汽车管路压装清理装置，其特征在于，所述液压缸(3)还液压连接有液压表(14)，所述液压表(14)电连接至可编程逻辑控制器PLC(9)。
8.根据权利要求1所述的一种汽车管路压装清理装置，其特征在于，所述液压泵(2)的进液口与液压箱(1)之间还连接有过滤器(15)。
9.根据权利要求1所述的一种汽车管路压装清理装置，其特征在于，所述人机界面HMI(10)设有可触摸式液晶屏。
10.根据权利要求1所述的一种汽车管路压装清理装置，其特征在于，所述可编程逻辑控制器PLC(9)还连接至监控中心系统以便进行远程监控。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110265633.5A CN113020949A (zh) | 2021-03-11 | 2021-03-11 | 一种汽车管路压装清理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110265633.5A CN113020949A (zh) | 2021-03-11 | 2021-03-11 | 一种汽车管路压装清理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113020949A true CN113020949A (zh) | 2021-06-25 |
Family
ID=76469673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110265633.5A Pending CN113020949A (zh) | 2021-03-11 | 2021-03-11 | 一种汽车管路压装清理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113020949A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113649365A (zh) * | 2021-07-31 | 2021-11-16 | 南京中车浦镇城轨车辆有限责任公司 | 一种适用于轨道车辆整车制动系统的清洁装置和清洁系统 |
-
2021
- 2021-03-11 CN CN202110265633.5A patent/CN113020949A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113649365A (zh) * | 2021-07-31 | 2021-11-16 | 南京中车浦镇城轨车辆有限责任公司 | 一种适用于轨道车辆整车制动系统的清洁装置和清洁系统 |
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