CN114526305A - 一种汽车减振器自动充气预封口设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车减振器自动充气预封口设备及方法，包括机架、工件下部支撑、工件夹紧机构、升降驱动组件、充气组件、活塞杆拉拔系统、油封压入系统和预封口组件。充气组件包括气室基板、气腔工装和气源；气腔工装包括气腔工装基体和上盖；气腔工装基体中心设有充气室；充气室内壁设有贮油缸上口定位台阶；上盖中心设有活塞杆穿孔，且能与油封顶面密封配合；活塞杆拉拔系统设在升降驱动组件上，用于拉拔活塞杆，使得油封从贮油缸上口拉拔出设定距离；油封压入系统能将充气后的油封压回贮油缸内；预封口组件能将贮油缸上口封堵住油封顶面。本发明能在一台设备上快速实现充气、反弹力检测及预封口操作，快速、高效，易于自动化生产。

Description

一种汽车减振器自动充气预封口设备及方法

技术领域

本发明涉及减振器制造设备技术领域，特别是一种汽车减振器自动充气预封口设备及方法。

背景技术

汽车减振器质量直接影响行车的安全性和乘车的舒适性，充气、预封口和反弹力检测均是减振器制造装配过程的重要工序。传统插片式充气存在损伤油封及充气不可靠问题，贮油缸底部充气存在需制作工艺孔及其封堵问题，贮油缸上口侧壁冲孔充气存在油封外周划伤问题。优良的充气预封口和反弹力检测设备是减振器制造商的有力帮手。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种汽车减振器自动充气预封口设备及方法，该汽车减振器自动充气预封口设备及方法，在一台设备上快速实现充气、反弹力检测及预封口操作，快速、高效，易于自动化生产。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种汽车减振器自动充气预封口设备，包括机架、工件下部支撑、工件夹紧机构、升降驱动组件、充气组件、活塞杆拉拔系统、油封压入系统和预封口组件。

汽车减振器包括贮油缸和活塞杆组件；活塞杆组件包括活塞杆、油封、导向套和限位环。

油封、导向套和限位环从上至下依次同轴套设在活塞杆外周；其中，油封能将贮油缸内充填的气体进行密封；导向套能对活塞杆的轴向移动进行导向；限位环在活塞杆上的轴向位置固定。

工件下部支撑设置在机架底部，用于对呈竖直状态的汽车减振器的底部进行定位支撑。

工件夹紧机构设置在机架的中下部，用于对呈竖直状态的汽车减振器进行夹紧定位。

升降驱动组件设置在机架的中上部，高度能够升降；

充气组件包括气室基板、气腔工装和充气气源。

气室基板设置在升降驱动组件的底部，气室基板的中心设置有气腔工装安装孔，位于气腔工装安装孔外侧的气室基板上设置有充气孔，充气孔通过充气管与充气气源相连接。

气腔工装同轴安装在气腔工装安装孔内，气腔工装包括气腔工装基体和同轴设置在气腔工装基体顶部的上盖。

气腔工装基体的中心设置有与充气孔相连通的充气室；充气室内壁上设置有贮油缸上口定位台阶，充气孔中心在贮油缸上口定位台阶上；位于充气孔下方的充气室内壁能与贮油缸外壁密封配合。

上盖的中心设置有活塞杆穿孔，上盖的内侧下端面能与油封顶面密封配合。

活塞杆拉拔系统设置在位于气室基板上方的升降驱动组件上，用于拉拔活塞杆，使得油封从贮油缸上口向上拉拔出一个设定距离，进而使得油封、导向套和贮油缸上口内壁之间形成充气通道，充气通道与充气孔相连通，用于向贮油缸内充气。

油封压入系统安装在升降驱动组件上，用于将完成贮油缸充气后的油封压回贮油缸内。

预封口组件用于将贮油缸上口边缘铆压变形，封堵住油封顶面，防止油封在充气状态下弹出。

活塞杆拉拔系统包括拉拔驱动机构、浮动接头、缓冲气缸、移动板、中空夹爪缸、夹爪和力传递杆。

缓冲气缸包括缓冲活塞杆、缓冲缸体和缓冲位移传感器；缓冲缸体安装在移动板下部；缓冲活塞杆密封滑动设置在缓冲缸体内，并将缓冲缸体分隔为上缓冲腔和下缓冲腔；其中，下缓冲腔与大气相通，上缓冲腔连接空压气源。

拉拔驱动机构的出力轴通过浮动接头与缓冲活塞杆连接。

中空夹爪缸设置在缓冲气缸一侧的移动板下部，中空夹爪缸出力端设置所述夹爪；中空夹爪缸能控制夹爪的张开与闭合。

力传递杆穿越中空夹爪缸的中空腔，力传递杆的顶端与移动板直接或间接相连接，力传递杆的下端面位于夹爪中间，且能与活塞杆的上端面相贴合。

活塞杆拉拔系统还包括力传感器，力传感器安装在力传递杆的顶端，且与移动板相连接。

通过调整上盖内侧下端面与贮油缸上口定位台阶之间的间距，进而能实现对油封拉拔高度的精确定位。

油封压入系统包括油封压入驱动机构、油封压头和油封压头内衬。

油封压头位于活塞杆拉拔系统和气室基板之间，并通过升降导柱与安装在升降驱动组件上的油封压入驱动机构相连接。

油封压头的中心设置有油封压头中心孔，油封压头中心孔内设置有中空的油封压头内衬。

油封压头上还设置有能检测自身实时位置的油封压头位移传感器。

预封口组件具有两组，对称布设在气腔工装安装孔两侧的气室基板上。

每组预封口组件均包括铆杆和铆杆伸缩驱动机构。

铆杆位于充气孔下方的气室基板上，且沿气腔工装安装孔的径向布设；铆杆能在铆杆伸缩驱动机构的作用下，沿气腔工装安装孔的径向进行伸缩，从而将贮油缸上口边缘铆压变形，封堵住油封顶面，防止油封在充气状态下弹出。

每组预封口组件均还包括铆杆快换盒；铆杆快换盒一端与铆杆伸缩驱动机构连接，另一端与铆杆相连接。

一种汽车减振器自动充气预封口方法，包括如下步骤。

步骤1、工件装夹定位：将汽车减振器的贮油缸上口朝上竖直放置在工件下部支撑中，并采用工件夹紧机构进行夹紧定位。

步骤2、升降驱动组件高度下降：充气组件、活塞杆拉拔系统和油封压入系统均安装在升降驱动组件上，升降驱动组件高度下降，使得汽车减振器的活塞杆顶端依次从充气室、上盖的活塞杆穿孔、以及油封压入系统的中心穿过；直至汽车减振器的贮油缸上口与充气室的贮油缸上口定位台阶配合，升降驱动组件停止下降；此时，位于充气孔下方的充气室内壁与贮油缸外壁面密封配合。

步骤3、拉拔活塞杆：采用活塞杆拉拔系统将活塞杆上端夹紧并向上拉拔，此时，通过固定套设在活塞杆中下部的限位环，使套设在活塞杆中上部的导向套和油封也被向上拉拔；当油封顶面与上盖的内侧下端面密封配合时，活塞杆的拉拔被阻挡；此时，油封从贮油缸上口向上拉拔出一个设定距离，油封、导向套和贮油缸上口内壁之间形成与充气孔相连通的充气通道。

步骤4、工件充气：充气气源中的气体依次从充气孔和充气通道进入到汽车减振器内，直至汽车减振器内的气体压力达到预设值时，停止充气。

步骤5、油封压装：充气完成后，活塞杆拉拔系统解除对活塞杆顶端的夹持，油封压入系统工作，油封压头推动油封移回至贮油缸上口内；此时，油封外壁面与贮油缸上口内壁面密封配合，从而将贮油缸内充填的气体进行密封。

步骤6、反弹力检测：对完成油封压入的汽车减振器通过按压活塞杆进行反弹力检测。

步骤7、预封口：当步骤6的反弹力检测合格后，通过调整预封口组件中铆杆的位置，使得铆杆前端正对贮油缸上口；接着，铆杆向贮油缸的中心轴线移动，从而将贮油缸上口边缘铆压变形，形成对油封顶面的封堵。

步骤3中，采用活塞杆拉拔系统将活塞杆顶端夹紧并向上拉伸的方法，包括如下步骤：

步骤31、夹紧活塞杆：拉拔驱动机构为拉拔电缸，拉拔电缸正向工作，驱动移动板和力传递杆下移，力传递杆与活塞杆上端面相接触；拉拔电缸继续正向工作，从而带动力传递杆和活塞杆高度下降至设定位置后，中空夹爪缸驱动夹爪闭合，从而实现在设定位置对活塞杆的夹紧。

步骤32、拉拔活塞杆：拉拔电缸反向工作，夹爪夹紧活塞杆同步上移，固定套设在活塞杆中下部的限位环随活塞杆上移，从而使套设在活塞杆中上部的导向套和油封也先后被向上拉拔；当油封顶面与上盖的内侧下端面密封配合时，活塞杆的拉拔被阻挡；此时，油封从贮油缸上口向上拉拔出一个设定距离，油封、导向套和贮油缸上口内壁之间形成与充气孔相连通的充气通道。

步骤33、活塞杆拉拔状态检测，具体包括如下步骤：

步骤33A、缓冲活塞杆全缩回：通过向缓冲缸体的上缓冲腔内进行充气，并使上缓冲腔内的充气作用力大于活塞杆拉拔系统的自重和活塞杆组件所受摩擦力；因而，在活塞杆向上拉伸的过程中，缓冲活塞杆相对缓冲缸体是全缩回的静止状态。

步骤33B、活塞杆拉拔状态检测：当油封顶面与上盖的内侧下端面密封配合，活塞杆的拉拔被阻挡时，由于拉拔电缸需继续正向工作至设定距离，故而缓冲活塞杆上移并压缩缓冲缸体的上缓冲腔，以获得补偿；其中，缓冲位移传感器将对缓冲活塞杆的竖向伸缩位移进行实时检测，并把检测值发送到PLC，PLC将接收到的检测值与设定值进行比较，进而判断缓冲活塞杆拉拔状态是否正常。

步骤6中，反弹力检测的方法，包括如下步骤：

步骤61、力传递杆高度下降：拉拔电缸向下动作，进而驱动移动板和力传递杆下降，下降过程中，力传递杆下端面与活塞杆上端面接触，并持续将活塞杆下压到设定停止位置。

步骤62、反弹力检测：在力传递杆顶端安装力传感器，读取力传感器在设定停止位置时的值，该值即为反弹力。

本发明具有如下有益效果：

（1）在一台设备实现充气，反弹力检测和预封口，减少工件设备间移动，一体化强。

（2）充气时采用油封上端面密封，保护了油封外周唇部结构，工件活塞杆不与设备密封件接触，产品质量更可靠。

（3）油封拉出整个过程在气室工装内完成，拉出距离控制严格，油封接触环境简洁光滑，对油封保护性好。

（4）充气与预封口在气室内不同高度实施，避免了铆接铁屑污染充气口。

（5）各步骤均有闭环检测控制，产品质量可靠，可追溯性强。

（6）设备精度高，机器节拍小于10秒，自动化程度高。

（7）通过简单换型能适应不同尺寸的双筒减振器自动制造作业，通用性强。

附图说明

图1显示了本发明中双筒减振器的结构示意图。

图2显示了本发明一种汽车减振器自动充气预封口设备的整体结构示意图。

图3显示了本发明中工件夹紧机构的结构示意图。

图4显示了本发明中升降驱动组件的结构示意图。

图5显示了本发明中气室与铆接系统的结构示意图。

图6显示了本发明中活塞杆拉拔系统的结构示意图。

图7显示了本发明中工件充气时的状态示意图。

图8显示了本发明中油封压入工件时的状态示意图。

图9显示了本发明中对工件进行反弹力检测时的状态示意图。

图10显示了本发明中工件预封口时的状态示意图。

其中有：

1.双筒减振器；

11.贮油缸；111.贮油缸上口；

12.工作缸；

13.活塞杆组件；131.活塞杆；132.导向套；133.油封；134.活塞杆上端面；135.外螺纹部,136限位环；

2. 底架；

3.控制系统；31.气路板；32.液压站；33.电控柜；

4．支撑架；41.主支撑架；42.防护罩；

5.工件下部支撑；51.换型支撑块；52.工装位置调整块；53.工装下部支撑柱

6.工件夹紧机构；61.调节手轮；62.位置显示表；63.安装架；64.夹爪竖向导轨；65.夹持气缸；66.夹爪支撑臂；67.V形夹块；

7．升降驱动组件；

71.升降驱动机构；711.驱动伺服电机；712.丝杆；713.丝杆支撑；

72.升降架；

73.气室与铆接系统；

731.气室基板；7311.充气孔；

732.导向柱；

733.气腔工装；7331.气腔工装基体；7332.上盖；7333. Y形密封圈；7334.平密封垫；7335.

气室工装导气孔；

734. 铆杆伸缩驱动机构；735.铆杆快换盒；736.铆杆；

74.活塞杆拉拔系统；

741. 拉拔驱动机构；742.浮动接头；

743.缓冲气缸；7431.缓冲活塞杆；7432.缓冲缸体；7433.缓冲位移传感器；

744.移动板；745.中空夹爪缸；746.夹爪；

747.力传递杆；748.力传感器；749.移动板升降导轨；

75.油封压入系统；

751.压油封电缸；752.出力板；753.升降导柱；755.油封压头；756.油封压头内衬。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”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，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。

本发明中所涉及的工件均是指汽车减振器，在本实施例中，汽车减振器以双筒减振器1为例进行详细说明，但也可以拓展为其他类型需要充气的汽车减振器。

如图1所示，双筒减振器1包括贮油缸11，工作缸12和活塞杆组件13。

贮油缸上口111的高度高于工作缸上口，气体将充填在工件腔体上部。

活塞杆组件的上部包括活塞杆131、导向套132、油封133和限位环136。

活塞杆中部焊接限位环，导向套和油封同轴套装在活塞杆上。导向套居于限位环上部，可轴向移动，成品工件中的导向套径向定位活塞杆、工作缸和贮油缸；油封在导向套上部，可轴向移动，成品中油封对贮油缸实施内外隔离，对内部气体起到密封作用。成品工件中导向套和油封是与贮油缸缸体固定的，活塞杆能轴向运动。

充气时，上述导向套的上部外周与缸体顶部内壁面之间具有充气间隙，气体将通过该间隙进入工件内部上腔体，所充气体优选为氮气。导向套的下部外壁保持对工作缸上口的径向定位。

活塞杆的顶部上端外壁面优选设置有外螺纹部135，将有利于夹持。

如图2和图4所示，一种汽车减振器自动充气预封口设备，包括设备机架、控制系统3、工件下部支撑5、工件夹紧机构6、升降体7、气室和铆接系统73、活塞杆拉拔系统74、油封压入系统75。

机架包括底架2和支撑架4。

支撑架包括主支撑架41和防护罩42。主支撑架安装在底架中部，防护罩优选罩设在主支撑架前面区域，对设备运动件起到防护作用。

上述控制系统设置在主支撑架后部，优选包括气路板31、液压站32和电控柜33。其中，气路板上安装设备气动元件的控制元件和充气气体的控制元件，液压站用于对本发明中预封口驱动油缸实施控制。电控柜用于本发明中各个用电设备的电力供给和控制。

工件下部支撑设置在底架上，用于对呈竖直状态的汽车减振器的底部进行定位支撑。工件下部支撑优选包括支撑平台以及从下至上依次叠设在支撑平台上的工装位置调整块52和换型支撑块51。

上述支撑平台位于主支撑架的中心，且优选通过工装下部支撑柱53支撑在底架上，高度位置固定。

上述工装位置调整块52用于调整换型支撑块与上部升降驱动组件上气室同心。

换型支撑块51用于与不同的工件支撑工装实施快换。

工件夹紧机构设置在主支撑架41的中下部靠近下部支撑一侧，用于对呈竖直状态的汽车减振器进行夹紧定位。

如图3所示，工件夹紧机构包括调节手轮61、位置显示表62、安装架63、夹爪竖向导轨64、夹持气缸65、夹爪支撑臂66和V形夹块67。

上述安装架设置主支撑架上，朝向工件下部支撑的一侧设置夹爪竖向导轨64。

夹持气缸65优选在上述调节手轮的驱动下沿夹爪竖向导轨64进行竖直滑移。上述位置显示表优选能用于显示夹爪气缸的高度位置。

夹爪气缸用于控制两个夹爪支撑臂的张开与闭合。两个夹爪支撑臂相向一侧均各设置一个上述V形夹块67，能用于夹持不同直径的汽车减振器工件。

作为替换，工件夹紧机构也可为现有技术中的其他结构。

升降驱动组件在主支撑架41上半部，与下部支撑同侧设置，且高度能够升降。

如图4所示，升降驱动组件包括升降驱动机构71和升降架72。

上述升降驱动机构优选包括伺服电机711、丝杆712和丝杆支撑713。

升降驱动机构71安装在主支撑架41上，且竖直布设。

升降架72浮动连接在丝杆712的丝杆螺母上，在伺服电机的驱动下，沿丝杆进行高度升降。

作为替换，升降驱动组件的高度升降，也可才有现有技术中的其他结构，如气缸或液压缸等。

上述气室和铆接系统73、活塞杆拉拔系统74和油封压入系统75均优选设置在上述升降驱动组件上，且能随升降驱动组件进行同步升降。

本实施例中，气室和铆接系统73优选包括充气组件和预封口组件。作为替换，两者也可以分开单独设置。

如图5所示，充气组件优选包括气室基板731、气腔工装733和充气气源。

气室基板设置在升降驱动组件的底部，气室基板的中心设置有气腔工装安装孔，气室基板上还设置有充气孔7311，充气孔通过充气管与充气气源相连接。

气腔工装同轴插设在气腔工装安装孔内，能整体换型。

气腔工装包括气腔工装基体7331、上盖7332、Y形密封圈7333和平密封垫7334。

上盖7332同轴设置在气腔工装基体顶部，上盖的中心设置有活塞杆穿孔，上盖内侧下部嵌入式安装有平密封垫7334，平密封垫7334能与油封上端面挤压后形成上密封。故而不需在活塞杆外周实施密封，有利于活塞杆穿越油封压头，并防止活塞杆外周划伤。

上盖的内侧下端面位置决定了工件活塞杆被上拉的停止位置。通过调整上盖内侧下端面与贮油缸上口定位台阶之间的间距，进而能实现对油封拉拔高度的精确定位。

Y形密封圈7333安装在气腔工装基体7331中部，从而使得位于充气孔下部的充气室内壁面与贮油缸外壁面形成气体密封。

作为替换，Y形密封圈7333和平密封垫7334也可以为其他形状或其他密封方式。

气腔工装基体的中心设置有与充气孔相连通的充气室。具体连通方式优选为：在充气室的侧壁设置有与充气孔位置对应的气室工装导气孔7335。

充气孔中心位置在高度方向正对应的充气室内壁上设有贮油缸上口定位台阶。

预封口组件通过铆杆将贮油缸上口的金属边缘局部铆压变形，封堵住油封顶面。预封口组件优选具有两组，对称布设在气腔工装安装孔两侧的气室基板上。

每组预封口组件均优选包括铆杆伸缩驱动机构734、铆杆快换盒735和铆杆736。

铆杆的杆身安装于充气孔下方的气室基板上，且沿气腔工装安装孔的径向布设；铆杆能在铆杆伸缩驱动机构的作用下，沿气腔工装安装孔的径向进行伸缩，从而将贮油缸上口铆压变形而封堵住油封顶面。

上述铆杆伸缩驱动机构优选为铆接油缸，但也可为已知的其他驱动方式。

铆杆快换盒一端与铆杆伸缩驱动机构连接，铆杆快换盒的另一端与铆杆相连接，位于铆杆外侧的盒身能支撑在气室基板731内，并被气室基板挡住并停止前行，从而起到铆接定位作用。通过快速拆卸铆杆快换盒，实现不同长度铆杆的快换。其中，不同长度的铆杆可对应不同直径的工件。

铆接油缸上优选装有铆杆位移传感器，能检测铆杆位置。

活塞杆拉拔系统设置在位于气室基板上方的升降驱动组件上，用于拉拔活塞杆。

如图6所示，活塞杆拉拔系统优选包括拉拔驱动机构741、浮动接头742、缓冲气缸743、移动板744、中空夹爪缸745、夹爪746、力传递杆747和力传感器748。

上述拉拔驱动机构优选为拉拔电缸，但可以为其他已知的驱动方式。

缓冲气缸优选包括缓冲活塞杆7431、缓冲缸体7432和缓冲位移传感器7433。

缓冲缸体安装在移动板的下部，移动板的一侧优选设置有移动板升降导轨749，移动板升降导轨安装在升降架72上，移动板升降导轨749对移动板的升降起到导向作用。

缓冲活塞杆密封滑动设置在缓冲缸体内，并将缓冲缸体分隔为上缓冲腔和下缓冲腔；其中，下缓冲腔与大气相通，上缓冲腔连接空压气源。

拉拔驱动机构的出力轴通过浮动接头与缓冲活塞杆连接。

中空夹爪缸745设置在缓冲气缸一侧的移动板下部，中空夹爪缸出力端设置夹爪746；中空夹爪缸能控制夹爪的张开与闭合。

上述夹爪746优选为2~3瓣，可快速更换。夹爪746内侧优选加工有内螺纹，内螺纹能与活塞杆的外螺纹部135螺纹配合，夹爪也可以为其他已知的夹持方式。

力传递杆穿越中空夹爪缸的中空腔。

力传递杆的顶端优选与力传感器相连接，力传感器安装在移动板中。

力传递杆的下端面位于夹爪中间，位置稍高于夹爪的有效夹持区。当活塞杆被向上拉拔和反弹力检测时，力传递杆与活塞杆上端面134相贴合。。

油封压入系统75安装在升降驱动组件上，用于将位于贮油缸上口上方的油封压回至贮油缸上口内。

如图4和图8所示，油封压入系统包括油封压入驱动机构、油封压头755和油封压头内衬756。

如图4所示，油封压入驱动机构优选包括压油封电缸751、出力板752和升降导柱753。

压油封电缸优选设置在升降驱动组件的升降架顶部。

上述出力板752水平安装在压油封电缸的出力端上，位于出力板两侧下部各设置一根升降导柱753，两根升降导柱底端分别与油封压头的两侧相连接。

作为替换，油封压入驱动机构也可以为现有技术中已知的其他驱动方式。

油封压头755位于活塞杆拉拔系统74和气室基板731之间，在油封压入驱动机构的驱动下，实现高度升降。油封压头的中心设置有油封压头中心孔，油封压头中心孔内设置有中空的油封压头内衬756，油封压头内衬756的内径大于活塞杆的外径，从而防止对活塞杆的损伤。其中，油封压头可根据产品型号快速更换。油封压头上还优选设置有能检测自身实时位置的油封压头位移传感器，从而实现位置闭环检测。

一种汽车减振器自动充气预封口方法，包括如下步骤。

步骤1、工件装夹定位：将汽车减振器的贮油缸上口朝上竖直放置在工件下部支撑中，实现工件底部定位；然后，优选采用工件夹紧机构对工件进行夹紧定位，使工件保持竖直状态。

上述工件装夹可人工上下工件，也可利用工装板自动出入工件。设备自动化程度高，排除上下料时间，机器动作时间控制在10秒内。

步骤2、升降驱动组件高度下降：充气组件、活塞杆拉拔系统和油封压入系统均安装在升降驱动组件上，升降驱动组件高度下降，使得汽车减振器的活塞杆顶端依次从充气室、上盖的活塞杆穿孔、以及油封压入系统的中心穿过；直至汽车减振器的贮油缸上口与充气室的贮油缸上口定位台阶配合，升降驱动组件停止下降；此时，位于充气孔下方的充气室内壁（优选为Y形密封圈）与贮油缸外壁面密封配合。

步骤3、拉拔活塞杆：采用活塞杆拉拔系统将活塞杆上端夹紧并向上拉拔，此时，通过固定套设在活塞杆中下部的限位环，使套设在活塞杆中上部的导向套和油封也被向上拉拔；当油封顶面与上盖的内侧下端面密封配合（优选与平密封垫接触挤压）时，活塞杆的拉拔被阻挡；此时，油封从贮油缸上口向上拉拔出一个设定距离，油封、导向套和贮油缸上口内壁之间形成与充气孔相连通的充气通道；正压气流（优选氮气）将通过该间隙进入减振器腔体。

其中，采用活塞杆拉拔系统将活塞杆顶端夹紧并向上拉伸的方法，优选包括如下步骤：

步骤31、夹紧活塞杆：拉拔驱动机构为拉拔电缸，拉拔电缸正向工作，驱动移动板和力传递杆下移，力传递杆与活塞杆上端面相接触；拉拔电缸继续正向工作，从而带动力传递杆和活塞杆高度下降至设定位置后，中空夹爪缸驱动夹爪闭合，夹爪内螺纹与活塞杆外螺纹啮合，从而实现在设定位置对活塞杆的可靠夹紧。

步骤32、拉拔活塞杆：拉拔电缸反向工作，夹爪夹紧活塞杆同步上移，固定套设在活塞杆中下部的限位环随活塞杆上移，从而使套设在活塞杆中上部的导向套和油封也先后被向上拉拔；当油封顶面与上盖的内侧下端面密封配合（也即与平密封垫接触挤压）时，活塞杆的拉拔被阻挡；此时，油封从贮油缸上口向上拉拔出一个设定距离，油封、导向套和贮油缸上口内壁之间形成与充气孔相连通的充气通道。也即，油封唇口与缸体上口有设定间隙，导向套外周与贮油缸顶部内壁也有间隙。

步骤33、活塞杆拉拔状态检测，具体包括如下步骤：

步骤33A、缓冲活塞杆全缩回：通过向缓冲缸体的上缓冲腔内进行充气，并使上缓冲腔内的充气作用力大于活塞杆拉拔系统的自重和活塞杆组件所受摩擦力；因而，在活塞杆向上拉伸的过程中，缓冲活塞杆相对缓冲缸体是全缩回的静止状态。

步骤33B、活塞杆拉拔状态检测：当油封顶面与上盖的内侧下端面密封配合，活塞杆的拉拔被阻挡时，由于拉拔电缸需继续正向工作至设定距离，故而缓冲活塞杆上移并压缩缓冲缸体的上缓冲腔，以获得补偿；其中，缓冲位移传感器将对缓冲活塞杆的竖向伸缩位移进行实时检测，并把检测值发送到PLC，PLC将接收到的检测值与设定值进行比较，进而判断缓冲活塞杆拉拔状态是否正常。

步骤4、工件充气：充气气源中的气体，优选为氮气，依次从充气孔和充气通道进入到汽车减振器内，直至汽车减振器内的气体压力达到预设值时，停止充气。

氮气回路优选装有调压阀、压力比例设定阀、通断控制电磁阀和压力测定传感器。充气时，氮气回路中的通断控制电磁阀打开，氮气通过气室基板充气孔和气体工装导气孔，穿过在缸体上口油封唇部间隙和导向套外周缸体上口内壁间隙进入到工件内腔。当安装在充气口附件的气压传感器检测到符合设定标准的充气气压时，完成充气动作，关闭通断控制电磁阀。

步骤5、油封压装：充气完成后，活塞杆拉拔系统解除对活塞杆顶端的夹持，油封压入系统工作，油封压头推动油封移回至贮油缸上口内；此时，油封外壁面（也即回归后的油封唇口）与贮油缸上口内壁面密封配合，从而将贮油缸内充填的气体进行密封。具体如图8所示，此时氮气已完全密封。

步骤6、反弹力检测：对完成油封压入的汽车减振器通过按压活塞杆进行反弹力检测，具体包括如下步骤。

步骤61、力传递杆高度下降：拉拔电缸向下动作，进而驱动移动板和力传递杆下降，下降过程中，力传递杆下端面与活塞杆上端面接触，并持续将活塞杆下压到设定停止位置。

步骤62、反弹力检测：在力传递杆顶端安装力传感器，读取力传感器在设定停止位置时的值，该值即为反弹力，具体如图9所示。

步骤7、预封口

当步骤6的反弹力检测合格后，通过调整预封口组件中铆杆的位置，使得铆杆前端正对贮油缸上口。

本实施例中，为避免预封口产生的铁屑污染充气口，上述铆杆736位置，低于充气孔7335位置。故而在预封口时，需要将铆杆位置上移，具体上移方法为：升降驱动组件整体向上移动，同步油封压头相对升降驱动组件等速下移，从而油封压头和工件相对地面不动，升降驱动组件整体上移到铆杆正对设定缸体上口铆接位置时停止。

作为替换，铆杆与充气孔的位置，可以根据需要进行设置，可以平齐，也可位于充气孔下方。

接着，进行预封口，具体预封口过程优选为：液压站32向气室基板731两侧的铆接油缸提供油压，驱动铆杆736向贮油缸的中心轴线前行，铆杆前端下部有带倒角式的结构，将利于挤压贮油缸上口111边缘，形成两凹瘪点，完成预封口动作，具体如图10所示。

各机构依次复位，完成各动作，PLC记录各数据，显示在触摸屏上并存储供追溯。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽车减振器自动充气预封口设备，其特征在于：包括机架、工件下部支撑、工件夹紧机构、升降驱动组件、充气组件、活塞杆拉拔系统、油封压入系统和预封口组件；

汽车减振器包括贮油缸和活塞杆组件；活塞杆组件包括活塞杆、油封、导向套和限位环；

油封、导向套和限位环从上至下依次同轴套设在活塞杆外周；其中，油封能将贮油缸内充填的气体进行密封；导向套能对活塞杆的轴向移动进行导向；限位环在活塞杆上的轴向位置固定；

工件下部支撑设置在机架底部，用于对呈竖直状态的汽车减振器的底部进行定位支撑；

工件夹紧机构设置在机架的中下部，用于对呈竖直状态的汽车减振器进行夹紧定位；

升降驱动组件设置在机架的中上部，高度能够升降；

充气组件包括气室基板、气腔工装和充气气源；

气室基板设置在升降驱动组件的底部，气室基板的中心设置有气腔工装安装孔，位于气腔工装安装孔外侧的气室基板上设置有充气孔，充气孔通过充气管与充气气源相连接；

气腔工装同轴安装在气腔工装安装孔内，气腔工装包括气腔工装基体和同轴设置在气腔工装基体顶部的上盖；

气腔工装基体的中心设置有与充气孔相连通的充气室；充气室内壁上设置有贮油缸上口定位台阶，充气孔中心在贮油缸上口定位台阶上；位于充气孔下方的充气室内壁能与贮油缸外壁密封配合；

上盖的中心设置有活塞杆穿孔，上盖的内侧下端面能与油封顶面密封配合；

活塞杆拉拔系统设置在位于气室基板上方的升降驱动组件上，用于拉拔活塞杆，使得油封从贮油缸上口向上拉拔出一个设定距离，进而使得油封、导向套和贮油缸上口内壁之间形成充气通道，充气通道与充气孔相连通，用于向贮油缸内充气；

油封压入系统安装在升降驱动组件上，用于将完成贮油缸充气后的油封压回贮油缸内；

预封口组件用于将贮油缸上口边缘铆压变形，封堵住油封顶面，防止油封在充气状态下弹出。

2.根据权利要求1所述的汽车减振器自动充气预封口设备，其特征在于：活塞杆拉拔系统包括拉拔驱动机构、浮动接头、缓冲气缸、移动板、中空夹爪缸、夹爪和力传递杆；

缓冲气缸包括缓冲活塞杆、缓冲缸体和缓冲位移传感器；缓冲缸体安装在移动板下部；缓冲活塞杆密封滑动设置在缓冲缸体内，并将缓冲缸体分隔为上缓冲腔和下缓冲腔；其中，下缓冲腔与大气相通，上缓冲腔连接空压气源；

拉拔驱动机构的出力轴通过浮动接头与缓冲活塞杆连接；

中空夹爪缸设置在缓冲气缸一侧的移动板下部，中空夹爪缸出力端设置所述夹爪；中空夹爪缸能控制夹爪的张开与闭合；

力传递杆穿越中空夹爪缸的中空腔，力传递杆的顶端与移动板直接或间接相连接，力传递杆的下端面位于夹爪中间，且能与活塞杆的上端面相贴合。

3.根据权利要求2所述的汽车减振器自动充气预封口设备，其特征在于：活塞杆拉拔系统还包括力传感器，力传感器安装在力传递杆的顶端，且与移动板相连接。

4.根据权利要求1所述的汽车减振器自动充气预封口设备，其特征在于：通过调整上盖内侧下端面与贮油缸上口定位台阶之间的间距，进而能实现对油封拉拔高度的精确定位。

5.根据权利要求1所述的汽车减振器自动充气预封口设备，其特征在于：油封压入系统包括油封压入驱动机构、油封压头和油封压头内衬；

油封压头位于活塞杆拉拔系统和气室基板之间，并通过升降导柱与安装在升降驱动组件上的油封压入驱动机构相连接；

油封压头的中心设置有油封压头中心孔，油封压头中心孔内设置有中空的油封压头内衬；

油封压头上还设置有能检测自身实时位置的油封压头位移传感器。

6.根据权利要求1所述的汽车减振器自动充气预封口设备，其特征在于：预封口组件具有两组，对称布设在气腔工装安装孔两侧的气室基板上；

每组预封口组件均包括铆杆和铆杆伸缩驱动机构；

铆杆位于充气孔下方的气室基板上，且沿气腔工装安装孔的径向布设；铆杆能在铆杆伸缩驱动机构的作用下，沿气腔工装安装孔的径向进行伸缩，从而将贮油缸上口边缘铆压变形，封堵住油封顶面，防止油封在充气状态下弹出。

7.根据权利要求6所述的汽车减振器自动充气预封口设备，其特征在于：每组预封口组件均还包括铆杆快换盒；铆杆快换盒一端与铆杆伸缩驱动机构连接，另一端与铆杆相连接。

8.一种汽车减振器自动充气预封口方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、工件装夹定位：将汽车减振器的贮油缸上口朝上竖直放置在工件下部支撑中，并采用工件夹紧机构进行夹紧定位；

步骤2、升降驱动组件高度下降：充气组件、活塞杆拉拔系统和油封压入系统均安装在升降驱动组件上，升降驱动组件高度下降，使得汽车减振器的活塞杆顶端依次从充气室、上盖的活塞杆穿孔、以及油封压入系统的中心穿过；直至汽车减振器的贮油缸上口与充气室的贮油缸上口定位台阶配合，升降驱动组件停止下降；此时，位于充气孔下方的充气室内壁与贮油缸外壁面密封配合；

步骤3、拉拔活塞杆：采用活塞杆拉拔系统将活塞杆上端夹紧并向上拉拔，此时，通过固定套设在活塞杆中下部的限位环，使套设在活塞杆中上部的导向套和油封也被向上拉拔；当油封顶面与上盖的内侧下端面密封配合时，活塞杆的拉拔被阻挡；此时，油封从贮油缸上口向上拉拔出一个设定距离，油封、导向套和贮油缸上口内壁之间形成与充气孔相连通的充气通道；

步骤4、工件充气：充气气源中的气体依次从充气孔和充气通道进入到汽车减振器内，直至汽车减振器内的气体压力达到预设值时，停止充气；

步骤5、油封压装：充气完成后，活塞杆拉拔系统解除对活塞杆顶端的夹持，油封压入系统工作，油封压头推动油封移回至贮油缸上口内；此时，油封外壁面与贮油缸上口内壁面密封配合，从而将贮油缸内充填的气体进行密封；

步骤6、反弹力检测：对完成油封压入的汽车减振器通过按压活塞杆进行反弹力检测；

步骤7、预封口：当步骤6的反弹力检测合格后，通过调整预封口组件中铆杆的位置，使得铆杆前端正对贮油缸上口；接着，铆杆向贮油缸的中心轴线移动，从而将贮油缸上口边缘铆压变形，形成对油封顶面的封堵。

9.根据权利要求8所述的汽车减振器自动充气预封口方法，其特征在于：步骤3中，采用活塞杆拉拔系统将活塞杆顶端夹紧并向上拉伸的方法，包括如下步骤：

步骤31、夹紧活塞杆：拉拔驱动机构为拉拔电缸，拉拔电缸正向工作，驱动移动板和力传递杆下移，力传递杆与活塞杆上端面相接触；拉拔电缸继续正向工作，从而带动力传递杆和活塞杆高度下降至设定位置后，中空夹爪缸驱动夹爪闭合，从而实现在设定位置对活塞杆的夹紧；

步骤32、拉拔活塞杆：拉拔电缸反向工作，夹爪夹紧活塞杆同步上移，固定套设在活塞杆中下部的限位环随活塞杆上移，从而使套设在活塞杆中上部的导向套和油封也先后被向上拉拔；当油封顶面与上盖的内侧下端面密封配合时，活塞杆的拉拔被阻挡；此时，油封从贮油缸上口向上拉拔出一个设定距离，油封、导向套和贮油缸上口内壁之间形成与充气孔相连通的充气通道；

步骤33、活塞杆拉拔状态检测，具体包括如下步骤：

步骤33A、缓冲活塞杆全缩回：通过向缓冲缸体的上缓冲腔内进行充气，并使上缓冲腔内的充气作用力大于活塞杆拉拔系统的自重和活塞杆组件所受摩擦力；因而，在活塞杆向上拉伸的过程中，缓冲活塞杆相对缓冲缸体是全缩回的静止状态；

步骤33B、活塞杆拉拔状态检测：当油封顶面与上盖的内侧下端面密封配合，活塞杆的拉拔被阻挡时，由于拉拔电缸需继续正向工作至设定距离，故而缓冲活塞杆上移并压缩缓冲缸体的上缓冲腔，以获得补偿；其中，缓冲位移传感器将对缓冲活塞杆的竖向伸缩位移进行实时检测，并把检测值发送到PLC，PLC将接收到的检测值与设定值进行比较，进而判断缓冲活塞杆拉拔状态是否正常。

10.根据权利要求8所述的汽车减振器自动充气预封口方法，其特征在于：步骤6中，反弹力检测的方法，包括如下步骤：

步骤61、力传递杆高度下降：拉拔电缸向下动作，进而驱动移动板和力传递杆下降，下降过程中，力传递杆下端面与活塞杆上端面接触，并持续将活塞杆下压到设定停止位置；

步骤62、反弹力检测：在力传递杆顶端安装力传感器，读取力传感器在设定停止位置时的值，该值即为反弹力。

Images