CN208704780U - 机械式转向器装配检测装置 - Google Patents

Abstract

机械式转向器装配检测装置涉及汽车转向器技术领域。该装置包括床身、电控柜、显示控制箱，螺杆轴驱动机构、螺纹盖驱动机构、滑体升降机构、阻尼限位器，夹具、夹具拉紧机构、扭力扳手、操作按钮盒，采用工控机作运算控制器，工控机中装数据采集卡和运动控制卡，实时采集装配过程各传感器反馈值，经运算输出控制各伺服电机、气缸动作，使螺杆轴空载扭矩和螺纹盖预紧扭矩达到工艺要求，锁紧螺纹盖，再找出转向器输入端中位，调整峰值调整螺钉，使螺杆轴空载峰值到达工艺要求。本实用新型实现装配过程自动装配检测、工效高、性能可靠、操作简便、自动化能力强、严格保证装配质量、综合经济效益显著。本实用新型可推广运用于汽车方向机生产企业。

Description

机械式转向器装配检测装置

技术领域

本实用新型涉及汽车转向器技术领域，尤其是机械式转向器装配检测装置。

背景技术

机械式转向器有三个非常重要的性能指标：

1、输入端螺杆轴空载扭矩要求为0.3-0.5N.m；

2、螺杆轴扭矩峰值要求为0.8-1.2N.m；

3、总圈数误差不可超过15°。

为了保证如上这些要求，装配工人在装配转向器时必须一边安装螺纹盖，一边摇动螺杆轴，依靠手感来判断扭矩值，待调整完成后用手持式扭矩摇表来检测扭矩值（转向器结构如图1），如果不在要求范围，则需要进行返工处理，之后还需进行螺纹盖锁母锁紧、峰值调整和总圈数判断，如此造成装配效率非常低下，工人劳动强度大，且装配质量无法得到保障。解决问题的办法是要拥有一套可代替人工自动装配、检测的装置。为此本申请人设计制作了一套高效实用、性能可靠，用于装配过程中代替人工自动装配、检测的，能严格保证装配质量的机械式转向器装配检测装置。

根据检索，国内尚未有与本实用新型相同的专利申请。

发明内容

针对以上所述，本实用新型提供一种可实现装配过程自动装配检测、工效高、性能可靠、操作简便、严格保证装配质量、综合经济效益显著的机械式转向器装配检测装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该机械式转向器装配检测装置包括床身、电气控制柜、显示控制箱，螺杆轴驱动机构、螺纹盖驱动机构、滑体升降机构、阻尼限位器、夹具、夹具拉紧机构、扭力扳手、操作按钮盒、转向器，所述的床身是利用方钢和钢板焊接而成，呈倒“T”字型设置于地面上；所述的电气控制柜设置在床身背部，内装电气控制元件，电气部分采用工控机作为运算控制器，工控机中装有数据采集卡和运动控制卡，通过VB编写专用试验程序，实时采集装配过程中各传感器的反馈值，经过运算输出控制各伺服电机、气缸动作；所述的显示控制箱安装在床身右上侧，显示控制箱上装设液晶显示器、键盘、鼠标和控制按钮，通过鼠标和键盘操作试验程序，控制按钮用于控制该装置的电源启/停；所述的螺杆轴驱动机构纵向固定于床身正上方，其上装有伺服电机A，通过扭矩限制器、扭矩传感器C、联轴器E、角度编码器、传动轴轴承座、内花键传动套杆和输入传动轴驱动转向器螺杆轴正反转运动；所述的输入传动轴上端为外花键轴，穿过直角减速机的内中心孔套入内花键传动套杆中，可上下抽动连接转向器螺杆轴；所述的滑体升降机构固定于床身上方螺杆轴驱动机构的左边，与螺杆轴驱动机构平行，由一固定于安装支架上的气缸推动螺纹盖驱动机构沿线性导轨作上下运动；所述的螺纹盖驱动机构横向安装于床身中间部位，与螺杆轴驱动机构垂直，通过伺服电机B、联轴器H、扭矩传感器D、直角减速机和螺纹盖驱动套筒驱动转向器螺纹盖正反转运动；所述的阻尼限位器装设于螺纹盖驱动机构下方，通过左右两边的安装支架固定在床身上，调节阻尼限位器安装高度可控制螺纹盖驱动机构的下行位移量；所述的夹具装设在床身工作台面上，用于安装转向器，夹具滑板可沿装在台面的线性导轨左右滑动；所述的夹具拉紧机构设置在床身工作台下部，由一气缸带动压板作上下运动，拉紧夹具滑板用于固定夹具；所述的扭力扳手设置于床身右侧托盘上，该扭力扳手可套入设置在螺纹盖驱动套筒圆周上的6个孔内，用于锁紧转向器螺纹盖锁母；所述的操作按钮盒设置在床身工作台面的正前方，上面装设有双手启动按钮和紧急停止按钮。

将转向器壳体固定到夹具上，旋紧夹具右侧立板上的锁紧螺杆，转向器的螺纹盖、摇臂轴侧盖涂胶装入壳体，推动夹具滑板到工作台右侧装配位置，拉下输入传动轴与转向器螺杆轴连接，按下键盘“G”键选择装配程序，按下操作按钮盒的双手启动按钮，系统启动夹具拉紧机构的气缸向下拉紧夹具滑板，滑体升降机构的气缸活塞杆下伸、推动螺纹盖驱动机构下行，使螺纹盖驱动套筒套入转向器螺纹盖，此时进入螺纹盖预紧工步，螺纹盖驱动机构通过驱动套筒快速锁紧螺纹盖到预紧扭矩，接着进入动态调整空载扭矩工步，控制装置实时采集传感器C和传感器D的反馈值，经工控机运算和判断，输出驱动两个轴伺服电机A和伺服电机B旋转，直至检测到螺杆轴空载扭矩达到工艺要求，此时系统提醒锁紧螺纹盖锁母，当系统检测到扭力扳手的信号后系统进入总圈数测量阶段，螺杆轴驱动机构通过输入传动轴驱动螺杆轴旋转测量转向器总角度，找出转向器输入端中位进入调峰阶段，螺杆轴驱动机构驱动螺杆轴在中位左右各90°位置转动，此时调整峰值调整螺钉，直至螺杆轴空载扭矩峰值到达工艺要求，此时按下键盘上的“F”键，系统控制滑体驱动装置的气缸上拉，使螺纹盖驱动机构上升至上限位，同时夹具拉紧机构的气缸活塞杆上升，松开夹具底板，取下转向器总成，则转向器整个装配、检测过程结束。

本实用新型的有益效果是：

①本实用新型解决了机械式转向器装配、检测过程中同轴的两轴联动问题。

②本实用新型实现了机械式转向器在生产过程中自动装配和自动检测，解决了数据目视化管理问题，增加检测结果追溯功能，严格保证了转向器装配质量。

③本实用新型性能可靠，操作简便，自动化能力强，降低工人劳动强度。

本实用新型可广泛推广运用于汽车方向机生产企业作机械式转向器总成装配检测装置。

附图说明

图1是机械式转向器总成结构示意图。

图2是本实用新型机械式转向器总成装配检测装置结构示意图。

图3是本实用新型机械式转向器总成装配检测装置的螺杆轴驱动机构和螺纹盖驱动机构局部示意图。

图4是本实用新型机械式转向器总成装配检测装置的螺纹盖、锁母驱动结构示意图。

图5至图10是本实用新型电气控制原理图。

其中：图5是电源控制回路，图中：QF0-总开关；QF1、QF2、QF3、QF4、QF5为各支路断路器；DY1、DY2、DY3为开关电源；TC1-伺服变压器。

图6是控制回路，图中：SB3-电源启动按钮；SB2-电源关闭按钮；SB1-急停按钮；YV1滑体上升气阀；YV2-滑体下降气阀；YV3-夹具拉紧气阀。

图7是数据采集卡接口控制回路，图中：TQ662用于检测螺杆轴扭矩；TQ660用于检测螺纹盖扭矩；TED-3012采集了传感器的值经过低通滤波电路后输入到数据采集卡AC6624。

图8是I/O控制回路和角度采集回路，AC6624经过I/O接口板AC140采集外围开关量信号和输出控制外围开关量负载；MPC08运动控制卡经过接口卡P62采集角度编码器信号，用于检测螺杆轴和螺纹盖当前角度值。

图9和图10分别是螺杆轴伺服电机控制回路和螺纹盖伺服电机控制回路，MPC08运动控制卡输出脉冲信号控制松下伺服驱动器MCDKT3520和MDDKT5540，再由伺服驱动器驱动伺服电机，同时，运动控制卡采集各伺服电机编码器反馈脉冲，实现闭环控制。

具体实施方式

利用附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

本实用新型是机械式转向器总成装配检测装置，该机械式转向器装配检测装置包括床身(1)、电气控制柜(2)、显示控制箱(3)，螺杆轴驱动机构(4)、螺纹盖驱动机构(5)、滑体升降机构(6)、阻尼限位器(7)、夹具(8)、夹具拉紧机构(9)、扭力扳手(10)、操作按钮盒(11)、转向器(12)，所述的床身(1)是利用方钢和钢板焊接而成，呈倒“T”字型设置于地面上；所述的电气控制柜(2)设置在床身(1)背部，内装电气控制元件，电气部分采用工控机作为运算控制器，工控机中装有数据采集卡和运动控制卡，通过VB编写专用试验程序，实时采集装配过程中各传感器的反馈值，经过运算输出控制各伺服电机、气缸动作；所述的显示控制箱(3)安装在床身(1)右上侧，显示控制箱(3)上装设液晶显示器、键盘、鼠标和控制按钮，通过鼠标和键盘操作试验程序，控制按钮用于控制该装置的电源启/停；所述的螺杆轴驱动机构(4)纵向固定于床身(1)正上方，其上装有伺服电机A(13)，通过扭矩限制器(14)、扭矩传感器C(15)、联轴器E(16)、角度编码器(17)、传动轴轴承座(18)、内花键传动套杆(19)和输入传动轴(20)驱动转向器螺杆轴正反转运动；所述的输入传动轴(20)上端为外花键轴，穿过直角减速机(24)的内中心孔套入内花键传动套杆(19)中，可上下抽动连接转向器螺杆轴；所述的滑体升降机构(6)固定于床身(1)上方螺杆轴驱动机构(4)的左边，与螺杆轴驱动机构(4)平行，由一固定于安装支架上的气缸推动螺纹盖驱动机构(5)沿线性导轨作上下运动；所述的螺纹盖驱动机构(5)横向安装于床身(1)中间部位，与螺杆轴驱动机构(4)垂直，通过伺服电机B(21)、联轴器H (22)、扭矩传感器D(23)、直角减速机(24)和螺纹盖驱动套筒(25)驱动转向器螺纹盖正反转运动；所述的阻尼限位器(7)装设于螺纹盖驱动机构(5)下方，通过左右两边的安装支架固定在床身(1)上，调节阻尼限位器(7)安装高度可控制螺纹盖驱动机构(5)的下行位移量；所述的夹具(8)装设在床身(1)工作台面上，用于安装转向器(12)，夹具滑板可沿装在床身(1)工作台面的线性导轨左右滑动；所述夹具拉紧机构(9)设置在床身(1)工作台下部，由一气缸带动压板作上下运动，拉紧夹具滑板用于固定夹具(8)；所述扭力扳手(10)设置于床身(1)右侧托盘上，该扭力扳手(10)可套入设置在螺纹盖驱动套筒(25)圆周上的6个孔内，用于锁紧转向器(12)螺纹盖锁母；所述的操作按钮盒(11)设置在床身(1)工作台面的正前方，上面装设有双手启动按钮和紧急停止按钮。

将转向器(12)壳体固定到夹具(8)上，旋紧夹具(8)右侧立板上的锁紧螺杆，转向器(12)的螺纹盖、摇臂轴侧盖涂胶装入壳体，推动夹具滑板到工作台右侧装配位置，拉下输入传动轴(20)与转向器(12)的螺杆轴连接，按下键盘“G”键选择装配程序，按下操作按钮盒(11)的双手启动按钮，系统启动夹具拉紧机构(9)的气缸向下拉紧夹具滑板，滑体升降机构(6)的气缸活塞杆下伸、推动螺纹盖驱动机构(5)下行，使螺纹盖驱动套筒(25)套入转向器(12)的螺纹盖，此时进入螺纹盖预紧工步，螺纹盖驱动机构(5)通过驱动套筒(25)快速锁紧螺纹盖到预紧扭矩，接着进入动态调整空载扭矩工步，控制装置实时采集传感器C(15)和传感器D(23)的反馈值，经工控机运算和判断，输出驱动两个轴伺服电机A(13)和伺服电机B(21)旋转，直至检测到螺杆轴空载扭矩达到工艺要求，此时系统提醒锁紧螺纹盖锁母，当系统检测到扭力扳手(10)的信号后系统进入总圈数测量阶段，螺杆轴驱动机构(4)通过输入传动轴(20)驱动螺杆轴旋转测量转向器(12)总角度，找出转向器(12)输入端中位进入调峰阶段，螺杆轴驱动机构(4)驱动螺杆轴在中位左右各90°位置转动，此时调整峰值调整螺钉，直至螺杆轴空载扭矩峰值到达工艺要求，此时按下键盘上的“F”键，系统控制滑体驱动装置(6)的气缸上拉，使螺纹盖驱动机构(5)上升至上限位，同时夹具拉紧机构(9)的气缸活塞杆上升，松开夹具底板，取下转向器总成，则转向器(12)整个装配、检测过程结束。

本实用新型可实现汽车转向器装配过程自动装配、检测、工效高、性能可靠、操作简便、自动化能力强、严格保证装配质量、综合经济效益显著。

本实用新型可广泛推广运用于汽车方向机生产企业作机械式转向器总成装配检测装置。

Claims (1)

1.一种机械式转向器装配检测装置，其特征在于：该机械式转向器装配检测装置包括床身(1)、电气控制柜(2)、显示控制箱(3)，螺杆轴驱动机构(4)、螺纹盖驱动机构(5)、滑体升降机构(6)、阻尼限位器(7)、夹具(8)、夹具拉紧机构(9)、扭力扳手(10)、操作按钮盒(11)、转向器(12)，所述的床身(1)是利用方钢和钢板焊接而成，呈倒“T”字型设置于地面上；所述的电气控制柜(2)设置在床身(1)背部，内装电气控制元件，电气部分采用工控机作为运算控制器，工控机中装有数据采集卡和运动控制卡，通过VB编写专用试验程序，实时采集装配过程中各传感器的反馈值，经过运算输出控制各伺服电机、气缸动作；所述的显示控制箱(3)安装在床身(1)右上侧，显示控制箱(3)上装设液晶显示器、键盘、鼠标和控制按钮，通过鼠标和键盘操作试验程序，控制按钮用于控制该装置的电源启/停；所述的螺杆轴驱动机构(4)纵向固定于床身(1)正上方，其上装有伺服电机A(13)，通过扭矩限制器(14)、扭矩传感器C(15)、联轴器E(16)、角度编码器(17)、传动轴轴承座(18)、内花键传动套杆(19)和输入传动轴(20)驱动转向器螺杆轴正反转运动；所述的输入传动轴(20)上端为外花键轴，穿过直角减速机(24)的内中心孔套入内花键传动套杆(19)中，可上下抽动连接转向器螺杆轴；所述的滑体升降机构(6)固定于床身(1)上方螺杆轴驱动机构(4)的左边，与螺杆轴驱动机构(4)平行，由一固定于安装支架上的气缸推动螺纹盖驱动机构(5)沿线性导轨作上下运动；所述的螺纹盖驱动机构(5)横向安装于床身(1)中间部位，与螺杆轴驱动机构(4)垂直，通过伺服电机B(21)、联轴器H(22)、扭矩传感器D(23)、直角减速机(24)和螺纹盖驱动套筒(25)驱动转向器螺纹盖正反转运动；所述的阻尼限位器(7)装设于螺纹盖驱动机构(5)下方，通过左右两边的安装支架固定在床身(1)上，调节阻尼限位器(7)安装高度可控制螺纹盖驱动机构(5)的下行位移量；所述的夹具(8)装设在床身(1)工作台面上，用于安装转向器(12)，夹具滑板可沿装在床身(1)工作台面的线性导轨左右滑动；所述夹具拉紧机构(9)设置在床身(1)工作台下部，由一气缸带动压板作上下运动，拉紧夹具滑板用于固定夹具(8)；所述扭力扳手(10)设置于床身(1)右侧托盘上，该扭力扳手(10)可套入设置在螺纹盖驱动套筒(25)圆周上的6个孔内，用于锁紧转向器(12)螺纹盖锁母；所述的操作按钮盒(11)设置在床身(1)工作台面的正前方，上面装设有双手启动按钮和紧急停止按钮。