CN205156852U - 轮毂单元法兰盘的端跳和径跳检测设备 - Google Patents

Abstract

一种轮毂单元法兰盘端径跳检测设备，包括主架、上下料机构、压紧机构、转动机构以及压装机构，主架上安装有激光传感器，上下料机构包括夹爪升降气缸、夹爪升降板、夹爪安装盘、夹爪、夹爪气缸和夹爪转动机构，压紧机构包括外圈压板、压板进退气缸和外圈压紧气缸，转动机构包括花键轴、顶起气缸、游隙轴套、下工装和驱动机构，压装机构包括测头升降气缸和上工装。上下料机构负责将工件搬运至下工装上，压紧机构将工件夹紧，转动机构带动工件转动进行检测，压装机构上的位移传感器检测工件端面的纵向跳动值，主架上的激光传感器通过测量压装机构中检测块的横向位移的变化，得到径跳位移。该设备操作简单，实现了法兰盘端跳及径跳的精准自动检测。

Description

轮毂单元法兰盘的端跳和径跳检测设备

技术领域

本实用新型涉及一种用于检测汽车第三代轮毂单元法兰盘端面和径面平行度的设备，属于轮毂单元检测技术领域。

背景技术

轮毂单元是机动车辆驱动系统的重要组成部分。轮毂单元装配质量的好坏直接影响到机动车辆的安全性能，所以轮毂单元检测技术在轮毂单元装配技术领域起到举足轻重的作用。其中，法兰盘端径跳检测是检测法兰盘端面和径面的平行度。

目前，国内轮毂单元制造装配行业并无专门设备检测轮毂单元法兰盘端径跳的设备，只是靠人工检测。虽然，简单的目测能够识别出法兰盘端面和径面差别较大的凹凸不平面。但是绝大部分不合格件的端径面平行度只是细小的差别，是人眼无法目测观察出的，无法检测出不合格件，这就会影响到轮毂单元的装配质量，并且给机动车辆带来极大的安全隐患。

发明内容

本实用新型针对现有轮毂单元法兰盘端径面检测技术存在的不足，提供一种测量指标精准、检测快速、结构简单的轮毂单元法兰盘端径跳检测设备。

本实用新型的轮毂单元法兰盘端径跳检测设备，采用以下技术方案：

该设备，包括主架、上下料机构、压紧机构、转动机构以及压装机构；

主架上安装有径跳底座，径跳底座的上部两侧安装有激光传感器，激光传感器位于转动机构的下工装两侧；

上下料机构安装在主架上，包括夹爪升降气缸、夹爪升降板、夹爪安装盘、夹爪、夹爪气缸和夹爪转动机构,夹爪升降气缸安装在主架上，夹爪升降板与夹爪升降气缸连接，夹爪安装盘通过转轴安装在夹爪升降板上，该转轴与夹爪转动机构连接，夹爪安装盘上安装有两个夹爪气缸，每个夹爪气缸上连接一个夹爪；

压紧机构包括外圈压板、压板进退气缸和外圈压紧气缸，外圈压板连接在压板进退气缸上，压板进退气缸安装在压板安装板上，压板安装板连接在外圈压紧气缸上，外圈压紧气缸安装在主架上；

转动机构包括花键轴、顶起气缸、游隙轴套、下工装和驱动机构，下工装安装于游隙轴套的上部，游隙轴套安装在主架上，花键轴安装在游隙轴套中，其下端与顶起气缸连接，顶起气缸安装在主架上，花键轴与驱动机构连接；

压装机构包括测头升降气缸、上工装和激光传感器，测头升降气缸通过压装上台板安装在主架上，压装上台板上设置有导轨，导轨上安装有跳动检测活动板，跳动检测活动板与测头升降气缸连接，跳动检测活动板上安装有上工装。

所述上下料机构中的夹爪转动机构包括夹爪齿轮、齿条、滑轨、滑块和齿条气缸，夹爪齿轮安装在转轴上，齿条设置在滑块上并与夹爪齿轮啮合，滑块安装在滑轨上并与齿条气缸连接，齿条气缸和滑轨均安装在夹爪升降板上。

所述上下料机构中的夹爪升降板上安装有角度限位座，角度限位座上安装有接近开关。所述角度限位座上安装有防止误伤接近开关的角度定位挡铁。

所述上下料机构中的转轴上位于夹爪齿轮的上方安装有限位条。

所述压紧机构中的压板安装板通过浮动接头连接在外圈压紧气缸上。

所述转动机构中的驱动机构包括电机、电机上安装的主动轮和花键轴上安装的从动轮，主动轮与从动轮通过同步带连接，电机安装在主架上。

所述压装机构中的上工装包括压头、卡爪安装座、测盘钩、检测盘和检测块，压头设置在跳动检测活动板上，跳动检测活动板的底部设置有上工装安装座，上工装安装座上安装有位移传感器，上工装安装座的底部设置有卡爪安装座，卡爪安装座的外侧安装有测盘钩，测盘钩上放置有检测盘，检测盘上设置有检测块，检测块与主架上的激光传感器对应。

上下料机构负责将输送线上的工件搬运至转动机构的下工装上，并将检测完成的工件搬运至输送线上。压紧机构将上下料机构搬运过来的工件夹紧，使工件保持固定，防止工件自身转动，影响检测效果。待测工件由压紧机构夹紧以及压装机构下降到位后，转动机构通过其下工装带动工件转动，进行检测，压装机构压住待检测的工件，其上工装内部的位移传感器检测工件法兰盘端面的纵向跳动值，即检测法兰盘端面的平行度。主架上的激光传感器将激光传输到上工装内的检测块上，检测块和待检测工件的法兰盘外径端面紧贴，法兰盘旋转时，通过测量检测块的横向位移的变化，得到径跳位移。测量数据传输至计算机系统，经过处理分析之后，计算机显示测量结果，检测合格工件进入下一道工序，不合格工件进入废料槽。

本实用新型突破了轮毂单元装配行业法兰盘端面和径面平行度人工检测的弊端，操作简单、自动化程度高、测量精准，实现了法兰盘端跳及径跳检测，使轮毂单元的质量得到较好的保证，也保障了机动车辆的安全性能。

附图说明

图1是本实用新型轮毂单元法兰盘端径跳检测设备的结构示意图。

图2是本实用新型中上下料机构的结构示意图。

图3是本实用新型中压紧机构的结构示意图。

图4是本实用新型中压装机构的结构示意图。

图5是本实用新型中压装机构的上工装结构示意图。

其中：1、报警三色灯，2、GB(挂壁)控制箱，3、PLC(可编程控制器)电气触屏柜，4、HMI(人机界面)触摸屏，5、电气操作按钮，6、对射开关，7、输送线，8、工件顶升气缸，9、气动三联体，10、减震垫铁，11、主架，12、计算机柜，13、计算机显示屏，14、台板，15、底架，16、第一夹爪气缸座，17、第一夹爪气缸，18、第一夹爪，19、角度定位挡铁，20、接近开关，21、限位条，22、第一角度限位座，23、夹爪齿轮，24、导向套，25、升降气缸安装板，26、导向轴，27、夹爪升降气缸，28、第二角度限位座，29、夹爪机构升降板，30、滑轨，31、齿条，32、转轴，33、齿条气缸，34、夹爪安装盘，35、第二夹爪气缸座，36、第二夹爪，37、第二夹爪气缸，38、防尘箱，39、工件，40、第一外圈压板1，41、第一压板进退气缸，42、压板安装板1，43、下工装，44、第一外圈压紧气缸，45、游隙轴套，46、第一压板升降安装座，47、花键轴，48、顶起气缸，49、锁紧气缸安装板，50、伺服电机，51、同步带，52、第二压板升降安装座，53、第二外圈压紧气缸，54、第二压板安装板，55、第二压板进退气缸，56、第二外圈压板，57、导向柱，58、支撑杆，59、测头升降气缸，60、压装上台板，61、第一激光传感器，62、第一安装在传感器安装座，63、第二安装在传感器安装座，64、第二激光传感器，65、上工装，66、上工装安装座，67、跳动检测活动板，68、导轨，69、导轨安装板，70、径跳底座，71、导向杆，72、测盘钩，73、检测盘，74、检测块，75、卡爪安装座，76、位移传感器，77、连接套，78、压头。

具体实施方式

本实用新型的轮毂单元法兰盘端径跳检测设备是用于轮毂单元的法兰盘端径跳检测的专用设备，主要检测法兰盘端面和径面的平行差。如图1所示，本实用新型采用框架式结构，包括主架11、上下料机构、压紧机构、压装机构以及转动机构，各个机构均设置在主架11上。

主架11用以支撑整台设备，包括上架和底架15，中部设有台板14，台板14用来承载工装。。底架15的底部安装有减震垫铁10，以减轻设备与环境之间的相互影响。主架的上部设置有报警三色灯1，在设备运行过程中出现故障时，报警三色灯1报警，提示操作人员。主架11的左侧安装有计算机柜12，计算机柜12内设置有计算机显示屏13、鼠标、键盘和主机等。主架11的右侧安装有PLC电气触屏柜3，该柜内包括HMI触摸显示屏4和电气操作按钮5。PLC电气触屏柜3的后方安装有GB控制箱2，GB控制箱2内设置有电气元器件和自动空调器。主架11的右下方设置有气动三联体9，以便为气动元件供气。在主架11的四周采用清晰度较高、方便拆卸的有机玻璃封闭，以便于从外面监测设备运行情况。

输送线7从主架11内穿过，用于工件的上下料。输送线7上设置有一对检测工件有无的对射开关6，并且在输送线7上还设置有用于输送工件的托盘型号判别装置，通过二进制方式给托盘编码，用于控制生产线上所有托盘的信息，便于追踪查询生产记录。

输送线7的工件上料工位的托盘下方设置有校准标准件，标准件放置在防尘箱38内，防尘箱38下方安装有工件顶升气缸8，防尘箱38上设有防尘盖，防尘箱38的一侧设置有推盖气缸，当需要校准标准件时，推盖气缸动作，推开防尘盖，下部顶升气缸8将工件顶起，夹爪18将标准件夹起搬运至转动机构的工装上，进行检测。检测完成后，夹爪18将标准件搬运至防尘箱38内。

上下料机构安装在主架11的台板14上，该机构的结构如图2所示，包括夹爪升降气缸27、夹爪升降板29、夹爪安装盘34、夹爪、夹爪气缸和夹爪转动机构。夹爪升降气缸27通过升降气缸安装板25安装在台板14的底部。夹爪升降板29通过连接座与夹爪升降气缸27的活塞杆连接，夹爪升降板29与升降气缸安装板25之间设置有四根导向轴26，导向轴26安装在升降气缸安装板25上的导向套24内。夹爪升降气缸27动作时，带动夹爪升降板29及其上部件上下运动。夹爪安装盘34通过转轴32安装在夹爪升降板29上，该转轴32与夹爪转动机构连接。夹爪安装盘34上分别通过第一夹爪气缸座16和第二夹爪气缸座35安装有第一夹爪气缸17和第二夹爪气缸37，第一夹爪气缸17和第二夹爪气缸37上分别连接有第一夹爪18和第二夹爪36，两个夹爪呈一定角度，两个夹爪的夹住、松开和翻转的动作分别由各自的夹爪气缸控制。夹爪转动机构包括夹爪齿轮23、齿条31、滑轨30、滑块和齿条气缸33，夹爪齿轮23安装在转轴32上，齿条31设置在滑块上并与夹爪齿轮23啮合，滑块安装在滑轨30上并与齿条气缸33连接，齿条气缸33和滑轨30均安装在夹爪升降板29上。齿条气缸33带动滑块和齿条31在滑轨30上移动，齿条31带动夹爪齿轮23转动，转轴32随着夹爪齿轮23转动，从而实现夹爪安装盘34上两个夹爪的摆动。夹爪升降板29的一侧安装有第一角度限位座22，角度限位座22上安装有接近开关20，第一角度限位座22上安装有防止误伤接近开关20的角度定位挡铁19。为了限制两个夹爪的摆动角度，在转轴32上位于夹爪齿轮23的上方安装有限位条21。限位条21与夹爪齿轮23同时转动，当转到一定角度时，角度限位座22上的接近开关20检测到限位条21，两个夹爪气缸停止运行，两个夹爪停止搬运。夹爪升降板29的另一侧安装有第二角度限位座28，第二角度限位座28上也安装有接近开关和角度定位挡铁。

如图3所示，压紧机构由两部分组成，呈对称分布，工件的转动机构位于压紧机构之间。压紧机构主要包括外圈压板、压板进退气缸和外圈压紧气缸，为了压紧牢固，设置两个外圈压板和两个外圈压紧气缸，即第一外圈压板40和第二外圈压板56。第一外圈压板40和第二外圈压板56分别连接在第一压板进退气缸41和第二压板进退气缸55的活塞杆上。第一压板进退气缸41和第二压板进退气缸55分别安装在第一压板安装板42和第二压板安装板54上。第一压板安装板42和第二压板安装板54分别通过浮动接头连接在第一外圈压紧气缸44和第二外圈压紧气缸53的活塞杆上。第一外圈压紧气缸44和第二外圈压紧气缸53分别通过第一压板升降安装座46和第二压板升降安装座52安装在台板14上。第一压板安装板42和第二压板安装板54分别与第一压板升降安装座46和第二压板升降安装座52之间设置有四根导向柱57。两个压板进退气缸分别带动两个外圈压板运动。

参见图3，转动机构主要包括花键轴47、顶起气缸48、游隙轴套45、下工装43和花键轴驱动机构。下工装43安装于游隙轴套45的上部，游隙轴套45安装在台板14上，花键轴47安装在游隙轴套45中，其下端与顶起气缸48的活塞杆连接。花键轴47与驱动机构连接。顶起气缸48安装在锁紧气缸安装板49上，锁紧气缸安装板49通过四根支撑杆58固定在台板14上。花键轴驱动机构包括伺服电机50、伺服电机50上安装的主动轮和花键轴47上安装的从动轮，主动轮与从动轮通过同步带51连接，伺服电机50安装在台板14的下方。伺服电机50通过同步带传动带动花键轴47转动。

工件39由上下料机构搬运至下工装43上，然后启动压紧机构，压紧机构的两个外圈压板由各自的压板进退气缸带动推至工件39的上方，再由两个外圈压紧气缸带动两个外圈压板下移，压紧工件39的外圈。然后启动转动机构，花键顶起气缸48带动花键轴47在游隙轴套45中上升，花键轴47与工件39上的花键销相配合，伺服电机50通过花键轴47带动工件39转动。

如图4所示，压装机构主要由测头升降气缸59和上工装65组成，测头升降气缸59通过压装上台板60上安装在台板14上，压装上台板60和台板14之间由四根导向杆71支撑。压装上台板60下端安装有导轨安装板69，在导轨安装板69上设置有导轨68，导轨68上安装有跳动检测活动板67，跳动检测活动板67与测头升降气缸59连接，测头升降气缸59带动跳动检测活动板67在导轨68上滑动，在跳动检测活动板67上通过上工装安装座66安装有上工装65。

在台板14上安装有径跳底座70，径跳底座70的上部两侧分别通过第一传感器安装座62和第二传感器安装座63安装有第一激光传感器61和第二激光传感器64。两个激光传感器是检测法兰盘外径径向平行度的测量元件，通过激光传感器发射的光线照射到检测块74上(参见图5)，当工件39旋转时，将检测块74横向的跳动值传输至控制系统。

上工装65的结构如图5所示，包括压头78、卡爪安装座75、测盘钩72、检测盘73和检测块74。压头78通过连接套77设置在跳动检测活动板67上，跳动检测活动板67的底部设置有上工装安装座66。上工装安装座66上安装有位移传感器76，上工装安装座66的底部设置有卡爪安装座75。位移传感器76穿过卡爪安装座75，用于测量法兰盘下端面的平行度。卡爪安装座75的外侧边沿处安装有三个测盘钩72，测盘钩72上放置有检测盘73，检测盘73上设置有检测块74。当测头升降气缸59带动压头78向下运动时，检测盘73脱离测盘钩72，待测量工件39的法兰盘端面和检测盘73接触，位移传感器76接触到检测盘73。工件39转动时，位移传感器76采集检测盘73端面的径向跳动值。

本实用新型在台板14上、上料位置、下料位置以及端径跳检测位置都有工件有无识别装置，该装置采用反射式光电开关，用于识别工件的有无，用于自控系统的互锁。当设备上没有工件时，操作启动开关是无效的。

本实用新型在主架11的一侧设置有废料槽，当检测完成后，端径跳不合格工件由废料顶升气缸顶升至废料槽，废料槽的出口加锁，以防外流。

为了保证人身安全，在主架11的开启门两侧设置有安全防护装置，该装置是安全光栅，除了在等待状态和结束工作状态外，安全光栅都处于保护状态。此时，如果有人通过安全光栅进入设备内部，设备都会紧急停止，报警以保护人身和设备安全。由于安全光栅引起的停机状态，必须进行人工复位后，设备从起点重新工作。

本实用新型具有设备自动校准功能，在电气HMI触摸显示屏上设置工件连续运行次数、连续运行时间以及检测结果出现NG件的个数，设备达到其中一个条件后，将自动校准标准件。校准完成后，系统对数据自动清零，避免连续多次进行校准。

本实用新型的操作方式有两种，包括手动操作和自动操作，手动操作模式只用于设备进入检验或维修后对其进行测试，以及对设备的运行参数设置。

自动操作模式是指设备的正常运行状态，当输送线7将带有工件的托盘运送至上料位置，上料夹爪夹紧工件将待测工件放置到下工装43的位置，同时，下料夹爪夹住检测完成的工件放置到输送线7上。压紧机构两侧的压板进退气缸前进，外圈压板夹紧工件，压装机构下降到位后，顶起气缸48动作，将花键轴47顶升至待测工件法兰盘内侧的花键销内，转动机构带动工件转动，激光传感器和位移传感器采集工件的端径跳数据，测量数据传输至计算机系统，经过处理分析之后，计算机显示测量结果，再将工件搬运至输送线上。测量不合格工件，进入废料槽，合格工件由托盘输送至下一道工序。

Claims (8)

1.一种轮毂单元法兰盘端径跳检测设备，包括主架、上下料机构、压紧机构、转动机构以及压装机构；其特征是：

主架上安装有径跳底座，径跳底座的上部两侧安装有激光传感器，激光传感器位于转动机构的下工装两侧；

上下料机构安装在主架上，包括夹爪升降气缸、夹爪升降板、夹爪安装盘、夹爪、夹爪气缸和夹爪转动机构,夹爪升降气缸安装在主架上，夹爪升降板与夹爪升降气缸连接，夹爪安装盘通过转轴安装在夹爪升降板上，该转轴与夹爪转动机构连接，夹爪安装盘上安装有两个夹爪气缸，每个夹爪气缸上连接一个夹爪；

压紧机构包括外圈压板、压板进退气缸和外圈压紧气缸，外圈压板连接在压板进退气缸上，压板进退气缸安装在压板安装板上，压板安装板连接在外圈压紧气缸上，外圈压紧气缸安装在主架上；

转动机构包括花键轴、顶起气缸、游隙轴套、下工装和驱动机构，下工装安装于游隙轴套的上部，游隙轴套安装在主架上，花键轴安装在游隙轴套中，其下端与顶起气缸连接，顶起气缸安装在主架上，花键轴与驱动机构连接；

压装机构包括测头升降气缸、上工装和激光传感器，测头升降气缸通过压装上台板安装在主架上，压装上台板上设置有导轨，导轨上安装有跳动检测活动板，跳动检测活动板与测头升降气缸连接，跳动检测活动板上安装有上工装。

2.根据权利要求1所述的轮毂单元法兰盘端径跳检测设备，其特征是：所述上下料机构中的夹爪转动机构包括夹爪齿轮、齿条、滑轨、滑块和齿条气缸，夹爪齿轮安装在转轴上，齿条设置在滑块上并与夹爪齿轮啮合，滑块安装在滑轨上并与齿条气缸连接，齿条气缸和滑轨均安装在夹爪升降板上。

3.根据权利要求1所述的轮毂单元法兰盘端径跳检测设备，其特征是：所述上下料机构中的夹爪升降板上安装有角度限位座，角度限位座上安装有接近开关。

4.根据权利要求3所述的轮毂单元法兰盘端径跳检测设备，其特征是：所述角度限位座上安装有防止误伤接近开关的角度定位挡铁。

5.根据权利要求1所述的轮毂单元法兰盘端径跳检测设备，其特征是：所述上下料机构中的转轴上位于夹爪齿轮的上方安装有限位条。

6.根据权利要求1所述的轮毂单元法兰盘端径跳检测设备，其特征是：所述压紧机构中的压板安装板通过浮动接头连接在外圈压紧气缸上。

7.根据权利要求1所述的轮毂单元法兰盘端径跳检测设备，其特征是：所述转动机构中的驱动机构包括电机、电机上安装的主动轮和花键轴上安装的从动轮，主动轮与从动轮通过同步带连接，电机安装在主架上。

8.根据权利要求1所述的轮毂单元法兰盘端径跳检测设备，其特征是：所述压装机构中的上工装包括压头、卡爪安装座、测盘钩、检测盘和检测块，压头设置在跳动检测活动板上，跳动检测活动板的底部设置有上工装安装座，上工装安装座上安装有位移传感器，上工装安装座的底部设置有卡爪安装座，卡爪安装座的外侧安装有测盘钩，测盘钩上放置有检测盘，检测盘上设置有检测块，检测块与主架上的激光传感器对应。