CN203163980U - 一种电磁阀液压测试环线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电磁阀液压测试环线，包括通过测试输送系统依次连接的上料单元、电气测试单元、液压功能测试预热单元、液压功能测试单元、激光刻字单元、不良品信息反馈及下线执行单元、合格品下线单元，还包括与上述各单元及系统通讯连接的主控PLC系统和电脑主机，且所述主控PLC系统与电脑主机连接。本实用新型具有通用性强，柔性化高，改造和提升产能容易，质量风险低，后期成本低和空间利用率高等优点。

Description

一种电磁阀液压测试环线

技术领域

本实用新型涉及一种电磁阀液压测试环线，具体涉及一种应用在离合器压力控制系统的电磁阀，如比例阀，开关阀，可变压力阀和可变流量阀等新型液压测试设备配套的测试环线。

背景技术

随着中国汽车产业前所未有的高速增长，汽车自动变速箱技术水平的日益发展，近些年来汽车变速箱所使用的控制模块上的电磁阀更是根据不同客户不断变化的需求在发生着改变。目前传统的PWM阀和间接的压力控制阀已无法满足所有要求，而随着新一代可变压力阀和可变流量阀的相继出现，电磁阀的更新换代速度更为迅速。而电磁阀生产制造商所使用的液压测试设备却无法在原来的基础上加以利用，这就导致大量设备的报废，以及大量资金和大量场地的占用。在这样一个电磁阀更新交替如此频繁的年代，如何保证安全的投资并且得到可靠回报对电磁阀生产制造商无疑是一种巨大挑战。

发明内容

针对上述现有技术的难点，为了弥补国内对电磁阀测试设备再利用的空白，本实用新型提出了一种新型的电磁阀液压测试环线来保证合理安全投资并能快速提升测试产能的方式来满足不断变化的客户需求。此产品有助于提高测试设备的柔性化，极易提升产能及质量风险低，同时兼有结构紧凑，能耗低，空间利用率高的优点，完全可以满足电磁阀更新换代后设备变更需求。

为达上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种电磁阀液压测试环线，包括通过测试输送系统依次连接的上料单元、电气测试单元、液压功能测试预热单元、液压功能测试单元、激光刻字单元、不良品信息反馈及下线执行单元、合格品下线单元，还包括与上述各单元及系统通讯连接的主控PLC系统和电脑主机，且所述主控PLC系统与电脑主机连接。

进一步地，所述测试输送系统包括框架、安装在框架上的输送带及放置在输送带上的随行夹具；所述随行夹具为带有射频发生器的具有ID追溯功能的随行夹具；所述各单元分别包括有与主控PLC系统通讯连接的射频读码器，分别设置在各单元下部的测试输送系统框架上。

进一步地，所述随行夹具为多套不同型号的随行夹具，所述液压功能测试预热单元及液压功能测试单元组成液压功能测试分线，所述液压功能测试分线为多条适用于不同产品的液压功能测试分线，且分线中具有与不同型号的随行夹具一一对应的夹具。

进一步地，所述液压功能测试预热单元及液压功能测试单元组成液压功能测试分线，所述液压功能测试分线为多条相同的液压功能测试分线。

进一步地，所述电气测试单元包括电阻电感测试模块、介质耐压测试模块或绝缘电阻测试模块；所述电气测试单元通过固定接口与主控PLC系统通讯连接，并与电脑主机通过串口连接进行数据交换。

进一步地，所述液压功能测试预热单元包括夹紧夹具、用于与夹紧夹具分别连接的电路驱动系统及液压供油系统，且所述液压供油系统设置在液压功能测试分线的下部。

进一步地，所述液压功能测试单元包括测试夹具、用于与测试夹具分别连接的液压供油系统及电路驱动系统、用于与测试夹具及液压供油系统连接的温度控制加热冷却系统；所述液压供油系统中设置有压力传感器和流量传感器，电路驱动系统中设置有电流信号端口，所述电脑主机通过采集板卡与压力传感器、流量传感器及电流信号端口连接。

进一步地，所述激光刻字单元包括与主控PLC系统连接，并和电脑主机串口连接接收刻字代码的激光控制器以及与激光控制器连接的激光发生器及激光镜头；所述激光刻字单元还包括与主控PLC系统连接的气动除油装置，以及位于气动除油装置下部的收集装置，所述收集装置与液压供油系统的油箱连接。

进一步地，所述主控PLC系统设置在液压测试分线的上部，并通过PROFIBUS与电脑主机连接通讯。

进一步地，所述电脑主机还通过网线与局域网相连实现数据自动备份至服务器上的功能。

本实用新型由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：

1、测试环线上所用液压功能测试单元通用性强，可灵活变动和更换。

2、该电磁阀液压测试环线柔性化程度高。通过更换随行夹具，夹紧夹具、测试夹具和测试程序即可完成不同电磁阀的测试；或通过集成多种不同随行夹具和液压功能测试分线来实现一个测试系统进行多种产品的测试。

3、产能提升容易，仅需复制一个或多个液压功能测试分线即可实现产能双倍或多倍提升。

4、质量风险低。整个测试环线在电气测试单元、液压功能测试预热单元、液压功能测试单元和激光刻字单元不允许任何人为操作，这就预防了两类风险。一是未经过测试的产品流出，二是测试不合格的产品流出。

5、总体成本低。考虑到市场的诡谲变化，部分车型产能的急速攀升需求，而部分车型产能的急剧下降将直接影响不同电磁阀的产能需求。而在投资时如果在初期按照客户最大产能投产明显是不可靠和不安全的，而本实用新型则为降低投资，减少风险提供了可靠的技术方案。此外该方案将产能提升的周期缩短为独立设备的制造周期的40%～50%。同时投资成本也因充分利用了其它单元的产能而降低至单台全套设备的60%左右。

6、多个液压功能测试分线的高度集成化以及液压油的流动距离的降低决定了设备能耗量也会随之降低。液压功能测试分线内需要大量的液压油，而液压油如果在整个测试系统上流动必然会导致油量消耗的增加，而本实用新型的设计将液压供油系统设置在液压功能测试分线的底部，有效的保证了液压用油仅在液压功能测试预热单元，液压功能测试单元和激光刻字单元内运行，有效的缩短了油路纵深，从而减少油的消耗量。而由于多个液压测试要求集成在一起测试，有效减少了油箱的使用数量，从而降低了一次性用油的需求量。

7、相比较客户最终产能所要求的投资，规避了一次性高额投资的风险性，另外在逐步投资的过程中节约了设备场地的占用面积，设备安装的大量时间以及大大提高了单个液压功能测试单元的有效利用率。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电磁阀液压测试环线整体结构示意图。

图2为本实用新型的电磁阀液压测试环线的整体液压油路控制图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1所示，本实用新型的一种电磁阀液压测试环线，包括通过测试输送系统依次连接的上料单元、电气测试单元、液压功能测试预热单元、液压功能测试单元、激光刻字单元、不良品信息反馈及下线执行单元、合格品下线单元；还包括与上述各单元及系统通讯连接的主控PLC系统和电脑主机，且主控PLC系统与电脑主机连接。

测试输送系统由随行夹具和柔性化塑胶类输送带以及铝合金框架组成。其中，输送带安装在框架上，随行夹具放置在输送带上。随行夹具为带有射频发生器的具有ID追溯功能的随行夹具。各单元分别包括有与主控PLC系统通讯连接的射频读码器，射频读码器分别设置在各单元下部的测试输送系统框架上。通过射频读码器，随行夹具的ID的前三位至四位可以被主控PLC系统单独读取并通过预设的编码解码规则来自动识别产品类别并显示在上料工位的操作面板及测试单元的电脑主机显示屏上。此外，通过随行夹具自身的结构设计还可实现不同电磁阀产品的放置防错。射频读码器的功能在于在电磁阀进入各个独立的单元前确认电磁阀到位状况并识别不同电磁阀。在电磁阀的整个运动过程中，各个单元的射频读码器通过识别随行夹具上射频发生器的发射信号来定义单个电磁阀，并在该单元测试完成后将与该电磁阀对应的各种数据传递给电脑主机并由电脑主机自动汇总所有测试项目结果后生成测试报告,从而最终实现电磁阀的可追溯性要求和各项测试数据的汇总。

电气测试单元可以根据电气测试项目的不同选择不同的标准测试仪器，如电气测试单元可包括电阻电感测试模块、介质耐压测试模块或绝缘电阻测试模块等，该单元通过固定接口与主控PLC系统通讯进行环线运行状态的控制，并用串口的模式与电脑主机联机以实现数据传输，测量结果判定以及数据备份功能。

液压功能测试预热单元包括夹紧夹具、用于与夹紧夹具分别连接的电路驱动系统及液压供油系统。具体地，夹紧夹具上带有电气探针和液压接口，电气探针用于将电磁阀的电磁部分与电路驱动系统连接，液压接口用于将电磁阀的液压部分与液压供油系统连接。

一般情况下夹紧夹具位于液压功能测试预热单元中部输送带附近，通过主控PLC系统控制夹紧夹具动作；电路驱动系统集成在设备顶部的电气控制部分当中，由电脑主机驱动电路驱动系统根据设定的电流规则来给电磁阀输入电流信号使电磁阀动作；而液压供油系统设置在液压功能测试分线（由液压功能测试预热单元及液压功能测试单元组成）的下部，液压供油系统包括通过各种不同型号的防爆型油管连接的油箱、油泵、油过滤系统及伺服调节器，在液压供油系统中还设置有压力传感器、流量传感器，液压供油系统再通过夹紧夹具与电磁阀连接成供油回路。电脑主机和主控PLC系统控制液压供油系统执行预设的油路控制要求。

实现过程为：射频读码器确认电磁阀的类别以及到位状态输送至主控PLC系统，主控PLC系统命令机械部件动作，包括夹紧夹具夹紧电磁阀，夹紧夹具上的电气探针和液压接口分别将电磁阀相应端口接入电路驱动系统的电气回路和液压供油系统的供油回路。同时主控PLC系统传递信号给电脑主机，电脑主机通过调用预设的参数命令电气回路在电磁阀电气部件上供给按照一定频率在最大电流和零电流之间切换的变化电流，随着电流的加载和卸载，在电磁阀内部产生的磁场也随之变化，由此产生的电磁力则会带动电磁阀液压部件中的阀芯在阀体内部不断进行往复动作来达到充分磨合的目的以去除阀体内部的细小毛刺尖点从而使阀芯能够更平缓动作，并最终达到提高一次测试合格率的目的。

液压功能测试单元用于功能曲线、流量、响应时间以及磁滞等测试，包括测试夹具、用于与测试夹具分别连接的液压供油系统及电路驱动系统、用于与测试夹具及液压供油系统连接的温度控制加热冷却系统。具体地，液压供油系统包括通过各种不同型号的防爆型油管连接的油箱、油泵、油过滤系统及伺服调节器，在液压供油系统中还设置有压力传感器、流量传感器，液压供油系统再通过测试夹具与电磁阀连接成供油回路。温度控制加热冷却系统包括三个方面：油箱温度控制系统，测试夹具温度控制系统和回流液体温度探测。油箱温度控制系统包括油箱实际温度检测和工业冷却循环水系统。测试夹具温度控制系统包括温度探测控制单元、加热装置以及工业冷却循环水系统。油箱温度控制系统和测试夹具温度控制系统共用工业冷却循环水系统。回流液体温度探测用来监测温度实际状态。在电路驱动系统中设置有电流信号端口，电脑主机通过数据采集板卡与压力传感器、流量传感器及电流信号端口连接进行实时监测和数据交换。

实现过程为：当温度控制要求被满足时，主控PLC系统完成各状态监控，机械部件动作，同时反馈相关信号给电脑主机，并且主控PLC系统按相应程序传输给油路上的各开关电磁阀执行要求的通断动作从而实现油路的通断控制，而电脑主机调用预设的液压油路控制程序传递控制信号给伺服调节器来实现油路压力精确调控，当系统压力过高时，可通过泄压回到油箱。同时电脑主机调用预设的电流驱动命令通过电流驱动板卡来实现电流的精确控制。数据采集分析以电脑主机为基础实现，当主控PLC系统反馈的开关量满足测试要求后反馈信号给电脑主机，电脑主机即进行油压和电流驱动，并通过不同测试板卡读取安置在油路上不同位置的所有压力和流量传感器的数据以及实际电流数据，按照测试要求计算出各项测试数值，并根据规范要求自动判定最终测试结果，然后将测试数据和结果以不同的图表形式直观显示在电脑上。

上述液压供油系统中的油过滤系统包括5u过滤器和压差监测，可以在保证测试用油足够干净的同时保证产品测试所需的压力要求。其油路控制图请见图2。

激光刻字单元是在测试完的零件上打上是否合格的标记以及时间标记来进行相关追溯，包括与主控PLC系统连接并和电脑主机串口通讯接收刻字代码的激光控制器以及与激光控制器连接的激光发生器及激光镜头。

实现过程是：在激光刻字单元，当装载着不同电磁阀的随行夹具进入该单元时，主控PLC系统通过识别射频代码来调用各测试单元的测试数据生成电磁阀测试信息并按照既定的打码规则先形成对应的代码并发送至激光控制器，最后由激光发生器及激光镜头产生激光将相应的追溯代码刻印在电磁阀上。该激光刻字单元还包括与主控PLC系统连接的气动除油装置，气动除油装置还通过下部设置的收集装置使液压油回流至液压供油系统的油箱内。由于在该单元伴有气动除油装置，可以将电磁阀外部残余的油去除，通过收集装置回到液压供油系统的油箱内，这样液压油能集中在液压功能测试分线和激光刻字单元内循环，避免跟随随行夹具运行至整个测试环线，这样既减少了油的损耗，同时也规避了由于油的到处飞溅而带来的安全风险。

激光刻字单元、不良品反馈及下线执行单元等均是通过PFMEA分析得出的防错和质量控制方法。

主控PLC系统设置在电磁阀液压测试分线的上部，并且主控PLC系统通过PROFIBUS与设备电脑主机连接通讯。为将来的产能提升和扩展升级留下了极大空间。该主控PLC系统与环线中各个单元存在硬件连接用来监测该环线内所有开关量的状态并完成状态转换的控制以及数字量的比较。

电脑主机将所有采集到的数据形成测试报告并通过网线与局域网相连可以实时完成数据的上传和备份，保证了数据的完整性和可靠性，避免人为进行修改的质量风险。

在本实施例中，如前一个产品（电磁阀）寿命终结，可通过更换液压功能测试预热单元及液压功能测试单元的夹具，在线主体的随行夹具以及测试程序来实现设备再利用。

实施例2

针对实施例1的电磁阀液压测试环线，可充分利用除液压功能测试预热单元及液压功能测试单元外其它单元及系统的利用率。通常状态下，在电磁阀的测试项目中，液压功能测试均为瓶颈工序，其它单元如电气测试单元和激光刻字单元的单工位节拍均可达到4s以内，而液压功能测试预热单元及液压功能测试单元根据电磁阀测试规范的不同，从30s至30min不等。而通过在该电磁阀液压测试环线上集成其他型号产品的液压功能测试预热单元及液压功能测试单元，理论上的测试输送系统的长度可实现至少同时测试三种产品的产能提升，并且在能力扩充的同时充分利用其它设备的能力，降低设备后续投资和多个单台设备的能耗，以及减少测试用油品的浪费，是一个高效节能的方式。

本实施例的电磁阀液压测试环线与实施例1的不同之处在于：随行夹具为多套不同型号的随行夹具，用于装载不同种类的电磁阀，液压功能测试预热单元及液压功能测试单元组成液压功能测试分线，液压功能测试分线为多条不同的液压功能测试分线，且分线中具有与不同型号的随行夹具一一对应的夹具。

电磁阀上料单元的和电气测试单元的射频读码器同时肩负着另一责任，就是将不同电磁阀夹具区别分开同时分流送入对应的由液压功能测试预热单元与液压功能测试单元组成的分线内。而上料单元的射频读码器还将需要放入的产品类别显示在该单元的显示屏上，再配合机械结构的夹具防错和传感器信号可以做到各产品进入对应测试分线的准确控制。

通过采用上述结构，可以实现通过射频读码器将带ID的随行夹具编号传输入主控PLC系统，由主控PLC系统完成工装及产品类别识别，同时按照程序指令驱动各机械部件动作完成油路电路的通断，确认执行完毕后并反馈给电脑主机工作。而电脑主机在接收到相应信号后则调用不同产品对应的测试程序指令给各液压功能测试分线，在各液压功能测试分线导入相应的控制规范和测试条件，即可实现在同一测试环线上测试多个不同电磁阀液压功能测试的功能或多个液压功能测试分线的柔性化集成。这样能够满足在一条测试环线内完成多种不同产品的测试来匹配客户需求。

实施例3

针对实施例1的电磁阀液压测试环线，容易进行改造和提升产能。仅需复制一条或多条由液压功能测试预热单元及液压功能测试单元组成的液压功能测试分线，并将该液压功能测试分线与主控PLC系统和电脑主机进行通讯就可以实现所有液压功能测试的产能翻倍，可有效提高产品测试效率。

由以上实施例可以看出，本实用新型的电磁阀液压测试环线，可同时集成多个模块化的液压功能测试单元，相对于多个单体的电磁阀液压测试环线的安装系统节约了场地和安装时间的占用率，节约了能耗的使用量，缩短新设备制造周期，同时提高产品测试效率，降低所有项目初期阶段投资的巨大风险性。本实用新型可以实现在一套测试系统上集成多个不同种类电测阀的测试，或在单个系统上集成另外一个液压功能测试单元以提升设备测试效率。另外该系统通过扩大尺寸可应用于控制模块，分动器等产品上，也可应用于其它非液压产品如继电器的测试系统上。

本实用新型的电磁阀液压测试环线在达到测试输送系统的节拍前理论上可以无限扩展，至少可扩展3倍以上液压测试产能。但基于低质量风险的前提下，建议与装配生产线产能匹配。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施案例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电磁阀液压测试环线，其特征在于，包括通过测试输送系统依次连接的上料单元、电气测试单元、液压功能测试预热单元、液压功能测试单元、激光刻字单元、不良品信息反馈及下线执行单元、合格品下线单元，还包括与上述各单元及系统通讯连接的主控PLC系统和电脑主机，且所述主控PLC系统与电脑主机连接。

2.根据权利要求1所述的电磁阀液压测试环线，其特征在于，所述测试输送系统包括框架、安装在框架上的输送带及放置在输送带上的随行夹具；所述随行夹具为带有射频发生器的具有ID追溯功能的随行夹具；

所述各单元分别包括有与主控PLC系统通讯连接的射频读码器，分别设置在各单元下部的测试输送系统框架上。

3.根据权利要求2所述的电磁阀液压测试环线，其特征在于，所述随行夹具为多套不同型号的随行夹具，所述液压功能测试预热单元及液压功能测试单元组成液压功能测试分线，所述液压功能测试分线为多条适用于不同产品的液压功能测试分线，且分线中具有与不同型号的随行夹具一一对应的夹具。

4.根据权利要求2所述的电磁阀液压测试环线，其特征在于，所述液压功能测试预热单元及液压功能测试单元组成液压功能测试分线，所述液压功能测试分线为多条相同的液压功能测试分线。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电磁阀液压测试环线，其特征在于，所述电气测试单元包括电阻电感测试模块、介质耐压测试模块或绝缘电阻测试模块；所述电气测试单元通过固定接口与主控PLC系统通讯连接，并与电脑主机通过串口连接进行数据交换。

6.根据权利要求3-4任一项所述的电磁阀液压测试环线，其特征在于，所述液压功能测试预热单元包括夹紧夹具、用于与夹紧夹具分别连接的电路驱动系统及液压供油系统，且所述液压供油系统设置在液压功能测试分线的下部。

7.根据权利要求6所述的电磁阀液压测试环线，其特征在于，所述液压功能测试单元包括测试夹具、用于与测试夹具分别连接的液压供油系统及电路驱动系统、用于与测试夹具及液压供油系统连接的温度控制加热冷却系统；

所述液压供油系统中设置有压力传感器和流量传感器，电路驱动系统中设置有电流信号端口，所述电脑主机通过采集板卡与压力传感器、流量传感器及电流信号端口连接。

8.根据权利要求6所述的电磁阀液压测试环线，其特征在于，所述激光刻字单元包括与主控PLC系统连接，并和电脑主机串口连接接收刻字代码的激光控制器以及与激光控制器连接的激光发生器及激光镜头；

所述激光刻字单元还包括与主控PLC系统连接的气动除油装置，以及位于气动除油装置下部的收集装置，所述收集装置与液压供油系统的油箱连接。

9.根据权利要求3或4所述的电磁阀液压测试环线，其特征在于，所述主控PLC系统设置在液压测试分线的上部，并通过PROFIBUS与电脑主机连接通讯。

10.根据权利要求1-4任一项所述的电磁阀液压测试环线，其特征在于，所述电脑主机还通过网线与局域网相连实现数据自动备份。

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