汽車減振器壓縮閥自動擰緊旋鉚裝置的制作方法

本實用新型屬于汽車配件加工設備技術領域，特別是一種汽車減振器壓縮閥自動擰緊旋鉚裝置。

背景技術：

汽車減振器是保證汽車在行駛中的平順性和舒適性的主要部件之一，目前，汽車懸架系統中采用的減振器多是液力減振器，而減震器壓縮閥是液力減振器上的一個部件，這個部件由補償閥片總成、壓縮閥座、壓縮節流閥片、壓縮閥片、壓縮閥墊片和壓縮閥螺栓按照一定的裝配順序擰緊旋鉚在一起，它是減振器的一個關鍵部件。在進行減震器壓縮閥各零件的組裝旋緊時，對其旋緊力量的大小有著嚴格的技術要求，對零部件的一致性要求也很嚴格，如果旋緊力量過大，引起零件變形：旋緊力過小，不能擰壓到位，會對減振器的性能造成影響。另外，對減振器壓縮閥的旋鉚質量也有著嚴格的規定，任何一項組裝上的差錯都會對減振器的性能造成不良影響，達不到預期的減振效果，嚴重時甚至會造成減振器的損壞報廢。

在現有技術中，減振器壓縮閥在擰緊旋鉚的前一道工序就是通過人工操作，把壓縮閥的所有零件按照工藝要求的順序聯接在一起，稱預聯接工序，經過預連接的壓縮閥組件首先由操作工放在擰緊工裝上，然后手握扳手手柄對準壓縮閥組件上的螺母，再由伺服扳手進行擰緊。擰緊以后的壓縮閥組件被轉移至旋鉚機旁，另一個操作工把擰緊的壓縮閥組件放在旋鉚工裝上進行旋鉚工作。人工擰緊旋鉚存在的問題是：一是效率較低，且需要兩名以上的操作工進行操作；二是操作者熟練程度和個體技術水平上的差異很難保證產品質量的一致性與合格性。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種能夠實現減振器壓縮閥擰緊、旋鉚的自動化，并能保證擰緊、旋鉚的質量和一致性，且效率高、可靠性強的汽車減振器壓縮閥自動擰緊旋鉚裝置。

實現本實用新型的目的所采取的技術方案是：該裝置包括機械擰緊旋鉚部分和自動控制部分，機械擰緊旋鉚部分包括：工作臺，工位回轉盤、變頻調速電機、分割器、伺服板手擰緊機構、自動旋鉚機構、氣動機械手和工件收取盒，其中，在工作臺的臺面上固裝有工位回轉盤，工位回轉盤上均布設有若干個工位，工位上嵌裝有用于擰緊旋鉚壓縮閥組件的工裝，在工作臺臺面的底部設有分割器，分割器的輸入軸通過聯軸器與變頻調速電機相連，輸出軸與工位回轉盤的轉軸相連，在工位回轉盤上其中一個工位對應一側的工作臺面上固裝有伺服扳手自動擰緊機構，在另一個工位對應一側的工作臺面上固裝有自動旋鉚機構，與其相鄰的下一個工位對應一側的工作臺面上固裝有氣動機械手和位于氣動機械手后部的工件收取盒；

自動控制部分包括：

一個可編程邏輯控制器（以下簡稱PLC），是主控部件，包括CPU運算處理器和可編制程序的存儲器，用來執行存儲邏輯運算和順序控制、定時、計數以及運算處理各類數據信息，并發出操作的指令，通過數字或模擬的輸入端口和輸出端口，控制生產過程中工位回轉盤旋轉定位動作、自動擰緊、旋鉚動作、以及自動取放工件的動作，PLC帶有一個RS232端口，用于與計算機相連，并通過計算機編寫、修改控制程序；

一個變頻器，通過導線與PLC的輸出端口連接，用于接受PLC的指令改變輸出頻率，根據變頻器的輸出頻率控制變頻調速電機的運行轉數以及分割器的運動角度，并控制變頻調速電機的啟、停；

一個工位感應開關，通過導線與PLC的輸入端口連接，工位感應開關通過一個支架安裝在分割器輸入軸的側面，用于分割器運轉角度位置的識別，當分割器帶動工位回轉盤每轉動一個工位時，工位感應開關就發出一個運轉到位信號給PLC，同時，PLC發出啟停指令，變頻調速電機轉停；

一個扳手到位感應開關，通過數據線與PLC相連，扳手到位感應開關安裝在伺服板手擰緊機構中扳手支架的一側，用于扳手到位信號的識別；

一個伺服板手控制器，配套安裝在伺服板手自動擰緊機構的一側，該控制器通過數據線與PLC和計算機相連，在PLC的指令下可實現減振器壓縮閥的自動擰緊，并通過計算機進行設定、查詢更改擰緊力矩、上下公差設置、擰緊角度、擰緊速度的調整，以及設定的歷史數據查詢和不合格報警輸出的功能；

一個旋鉚控制器，安裝在旋鉚機的一側，旋鉚控制器通過數據線與PLC和計算機相連，在PLC的指令下可實現減振器壓縮閥的自動旋鉚，并通過計算機進行旋鉚速度、旋鉚時間、旋鉚力的調整；

五個電控氣閥，集中固裝在工作臺1下部一側的閥件固定板上（圖中未示），電控氣閥通過導線與PLC的輸出端口的連接，分別用于控制自動擰緊機構、自動旋鉚機構8中以及氣動機械手中各個氣缸的運動。

所述伺服板手自動擰緊機構包括扳手支架、伺服扳手、扳手接桿、擰緊套筒，導桿、活動連接板、以及用于控制伺服扳手上下運動的扳手氣缸，其中，扳手氣缸固裝在扳手支架的外側，扳手支架上設有導桿和與導桿穿裝連接的活動連接板，活動連接板的一端伸出支架外與扳手氣缸的活塞桿連接并連動，伺服扳手穿裝固定在活動連接板上，在伺服扳手下部通過扳手接桿連接有擰緊套筒，可隨活塞桿做上下同步運動，扳手氣缸通過氣管線與外部的空氣壓縮機連接。

所述自動旋鉚機構是由旋鉚機、旋鉚支架、旋鉚氣缸、旋鉚頭組成，其中，旋鉚支架通過螺栓固定在工作臺的臺面上，旋鉚支架上固裝有旋鉚機和旋鉚氣缸，旋鉚氣缸的活塞桿通過連接件與旋鉚機的旋鉚頭連接并連動，旋鉚頭與工位回轉盤上被壓裝工件的位置相對應，旋鉚氣缸通過氣管線與外部的空氣壓縮機相接。

所述氣動機械手是由轉塔、上下氣缸、旋轉氣缸、手指氣缸、氣動手指和組成，其中，旋轉氣缸固定在工作臺面上，轉塔通過轉軸與旋轉氣缸連接，上下氣缸固裝在轉塔上并可隨轉塔同步轉動，在上下氣缸的一側設有滑槽，滑槽內通過滑塊連接有沿滑槽上下移動的手指氣缸，手指氣缸與氣動手指連接，并帶動氣動手指作夾緊或松開動作，各氣缸通過氣管線與外部的空氣壓縮機連接。

所述分割器為共軛凸輪式間歇分割器。

所述PLC采用三菱FXIN-24MR微型PLC。

按照上述方案制成的汽車減振器壓縮閥自動擰緊旋鉚裝置，能夠實現減震器壓縮閥擰緊、旋鉚、回收的自動化，使用時操作者只需把經過預聯接后的壓縮閥組件，按順序擺放在工位回轉盤的工裝上，其余工作就由PLC可編程邏輯控制器控制變頻調速電機、分割器、擰緊機、旋鉚機、機械手按預先設定好的程序分別完成工位旋轉到位、擰緊、旋鉚、回收的自動化生產，其工作效率由人工時的兩人工班產1500件提高到自動化時的一人班產3000件，產量翻了一倍。而且壓縮閥組件擰緊旋鉚的一致性、可靠性也得到了充分保證，擰緊旋鉚的質量也大大提升。該裝置可實現壓縮閥組件的連續自動擰緊旋鉚，并能提高擰緊旋鉚的速度及準確性，具有操作簡便、快捷、擰緊旋鉚精度高、動作可靠、一致性強、成本低等優點。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是圖1的俯視示意圖；

圖3是感應開關位置示意圖。

具體實施方式

參看圖1、圖2，本實用新型的汽車減振器壓縮閥自動擰緊旋鉚裝置，該裝置包括機械擰緊旋鉚部分和自動控制部分，機械擰緊旋鉚部分包括：工作臺1，變頻調速電機2、分割器3、工位回轉盤5、伺服板手自動擰緊機構8、自動旋鉚機構9、氣動機械手10和工件收取盒11，其中，在工作臺1的臺面上固裝有工位回轉盤5，工位回轉盤5上均布設有若干個工位6，工位6上嵌裝有用于固定壓縮閥的工裝7，在工作臺1臺面的底部設有分割器3，分割器3為共軛凸輪式間歇分割器，分割器3的輸入軸通過聯軸器與變頻調速電機2相連，輸出軸與工位回轉盤5的轉軸5-1相連；在工位回轉盤5上其中一個工位對應一側的工作臺1的臺面上固裝有伺服扳手擰緊機構8，在另一個工位對應一側的工作臺1的臺面上固裝有自動旋鉚機構9，與其相鄰的下一個工位對應一側的工作臺1的臺面上固裝有氣動機械手10和位于氣動機械手10后部的工件收取盒11。

所述伺服板手自動擰緊機構8包括扳手支架8-8、伺服扳手8-5、擰緊套筒8-1，扳手接桿8-2、導桿8-7、活動連接板8-6、以及用于控制伺服扳手8-5上下運動的扳手氣缸8-4，其中，扳手氣缸8-4固裝在扳手支架8-8的外側，扳手支架8-8上設有導桿8-7和與導桿8-7穿裝連接的活動連接板8-6，活動連接板8-6的一端伸出支架外與扳手氣缸8-4的活塞桿連接并連動，伺服扳手8-5穿裝固定在活動連接板8-6上，可隨氣缸活塞桿做上下同步運動，在伺服扳手8-5的下部通過扳手接桿8-2連接有擰緊套筒8-1，扳手氣缸8-4通過氣管線與外部的空氣壓縮機連接，在扳手支架8-8的一側，配套裝有伺服板手控制器8-3，伺服板手8-5與伺服板手控制器8-3之間通過專用電纜線連接。

所述的伺服板手是采用英格索蘭QM3SS020H62S06型，可在市場上直接購置，其結構不再贅述。

所述自動旋鉚機構是由旋鉚機、旋鉚支架9-4、旋鉚氣缸9-1、旋鉚頭9-2組成，其中，旋鉚支架9-4通過螺栓固定在工作臺1的臺面上，旋鉚支架9-4上固裝有旋鉚機（圖中未示）和旋鉚氣缸9-1，旋鉚氣缸9-4的活塞桿通過連接件與旋鉚機的旋鉚頭9-2連接并連動，旋鉚頭9-2與工位回轉盤5上被壓裝工件的位置相對應，旋鉚氣缸9-1通過氣管線與外部的空氣壓縮機相接。所述旋鉚機可在市場上直接購置，其結構不再贅述。

所述氣動機械手是由轉塔10-4、上下氣缸10-3、旋轉氣缸10-5、手指氣缸10-1和氣動手指10-2組成，其中，旋轉氣缸10-5固定在工作臺1面上，轉塔10-4通過轉軸與旋轉氣缸10-5連接，上下氣缸10-3固裝在轉塔10-4上并可隨轉塔10-4同步轉動，在上下氣缸10-3的一側設有滑槽（圖中未示），滑槽內通過滑塊連接有沿滑槽上下移動的手指氣缸10-1，手指氣缸10-1與氣動手指10-2連接，并帶動氣動手指10-2作夾緊或松開動作，各氣缸通過氣管線與外部的空氣壓縮機連接。

實現汽車減振器壓縮閥自動擰緊旋鉚的自動控制部分包括：

一個可編程邏輯控制器，（以下簡稱PLC）是主控部件，該PLC采用三菱FXIN-24MR微型PLC，包括CPU運算處理器和可編制程序的存儲器，用來執行存儲邏輯運算和順序控制、定時、計數以及運算處理各類數據信息，并發出操作的指令，通過數字或模擬的輸入端口和輸出端口，控制生產過程中工位回轉盤旋轉定位動作、自動擰緊、旋鉚動作、以及自動取放工件的動作，PLC帶有一個RS232端口，用于與計算機相連，并通過計算機編寫、修改控制程序，程序編寫完成后PLC可以脫機工作；

一個變頻器，通過導線與PLC的輸出端口連接，用于接受PLC的指令改變輸出頻率，根據變頻器的輸出頻率控制變頻調速電機2的運行轉數以及分割器的運動角度，并控制變頻調速電機2的啟、停；

一個工位感應開關12，通過導線與PLC的輸入端口連接，工位感應開關12通過一個支架13安裝在分割器輸入軸3-1（見圖3）的側面，用于分割器3運轉角度位置的識別，當分割器3帶動工位回轉盤5每轉動一個工位時，工位感應開關12就發出一個運轉到位信號給PLC，同時，PLC發出啟停指令，變頻調速電機2轉停；所述的工位感應開關12可采用電磁感應開關或電容感應開關。

一個伺服板手控制器8-3，配套安裝在伺服板手自動擰緊機構的一側，該控制器通過數據線與PLC和計算機相連，在PLC的指令下可實現減振器壓縮閥的自動擰緊，并通過計算機進行設定、查詢更改擰緊力矩、上下公差設置、擰緊角度、擰緊速度的調整，以及設定的歷史數據查詢和不合格報警輸出的功能；

一個扳手到位感應開關8-9，通過導線與PLC的輸入端口連接，扳手到位感應開關8-9安裝在伺服板手擰緊機構中扳手支架8-8的一側，用于監測扳手到位的識別；所述的扳手到位感應開關8-9可采用電磁感應開關或電容感應開關；

一個旋鉚控制器9-3（見圖1），安裝在自動旋鉚機構9的一側，旋鉚控制器9-3通過數據線與PLC和計算機相連，在PLC的指令下可實現減振器壓縮閥的自動旋鉚，并通過計算機進行旋鉚速度、旋鉚時間、旋鉚力的調整；

五個電控氣閥，集中固裝在工作臺1下部一側的閥件固定板上（圖中未示），電控氣閥通過導線與PLC的輸出端口連接，分別用于控制自動擰緊機構8、自動旋鉚機構9中以及氣動機械手10中各個氣缸的運動。

本實用新型中所用到的可編程邏輯控制器、變頻器、電源開關、按鈕、以及控制電路部分的電器元件均安裝在電控箱4內，該電控箱4設置在工作臺1的外側，箱內的控制電路及各電器元件之間的連接均為常識性公知技術，此處不在贅述。本實用新型未詳盡描述的技術內容均為公知技術。

實現汽車減振器壓縮閥自動擰緊旋鉚控制的實施例：打開電源開關，電器控制元件得電，電源指示燈亮；打開壓縮空氣的供氣閥門，氣動元件回歸原始狀態，選擇“自動控制”，按下“啟動”按鈕，機器進入自動控制狀態；進入自動控制狀態后，PLC首先檢測分割器3和氣動機械手10位置信號正常，并發出啟動信號給變頻器，驅動變頻調速電機2，變頻調速電機2帶動分割器3的輸入軸旋轉，由分割器3帶動工位回轉盤5轉動，同時將預連接好的壓縮閥組件放在工位回轉盤5中待擰緊工位的工裝上，當安裝在分割器輸入軸3-1側面的工位感應開關12感應到分割器3旋轉到位信號時，將其到位信號發送給PLC，PLC向變頻器發出停止信號，變頻器輸出端斷電，分割器3停止轉動；分割器3停止轉動后，PLC給伺服板手控制器8-3發出擰緊指令，在伺服板手控制器8-3的控制下，伺服板手8-5開始執行自動擰緊工作，接通扳手氣缸8-4的電控氣閥，將壓縮空氣送入扳手氣缸8-4，由扳手氣缸8-4帶動擰緊套筒8-1向下運動，當擰緊套筒8-1套住壓縮閥組件上的螺母時，扳手到位感應開關8-9給伺服板手控制器8-4一個到位信號，伺服扳手8-5開始按照設定的力矩、速度進行擰緊工作，達到設定力矩后停止工作，輸出擰緊結果，并發出擰緊結束信號給PLC；PLC接收到擰緊結束信號后，同時給旋鉚控制器9-3發出旋鉚指令， 在旋鉚控制器9-3控制下，旋鉚機開始執行自動旋鉚工作，接通旋鉚氣缸9-1的電控氣閥，將壓縮空氣送入旋鉚氣缸9-1，由旋鉚氣缸9-1帶動旋鉚機的旋鉚頭9-2向下運動，對壓縮閥組件進行旋鉚，當旋鉚時間到達設定時間，旋鉚機自動停止，并發出旋鉚結束信號給PLC；PLC接收到旋鉚結束信號后，同時給氣動機械手10發出收件指令，氣動機械手10開始執行自動收件工作，接通氣動機械手10中的各個電控氣閥，將壓縮空氣分別送入氣動機械手10中的上下氣缸10-3、手指氣缸10-1和旋轉氣缸10-5，各氣缸開始工作，由上下氣缸10-3帶動手指氣缸10-1向下運動，并通過手指氣缸10-1上的氣動手指10-2夾緊壓裝好的三聯件，繼而上下氣缸10-3返回上位，稍后旋轉氣缸10-5帶動上下氣缸10-3旋轉180?，氣動手指10-2松開，壓縮閥組件自然掉落工件收取盒11中；氣動手指10-2將工件放入工件收取盒11中后，手指氣缸10-1、上下氣缸10-3、旋轉氣缸10-5回原位，同時發出一個工作結束回到原位的信號給PLC，表示一個自動循環過程結束；PLC發出信號，再次接通變頻調速電機2，進入下一個自動循環過程；當發生意外停電或停氣的情況，恢復供電或供氣后，自動擰緊旋鉚裝置需要復位，按下“復位”按鈕，PLC接到復位信號，發控制信號給變頻器，控制變頻調速電機2運轉，直到工位感應開關12輸出到位信號給PLC，調速變頻電機2停轉。

工作原理：該裝置采用變頻減速電機2驅動，通過變頻器實現調速。變頻調速電機2和分割器的輸入軸采用聯軸器連接，分割器3的輸出軸與工位回轉盤5的轉軸5-1連接，并在分割器輸入軸3-1的側面加裝了工位感應開關12作為工位回轉盤5旋轉角度位置識別，當分割器3回轉一個工位停穩之后，裝在分割器輸入軸3-1側面的工位感應開關12發出一個到位信號給PLC，PLC發出一個開始工作的電信號，伺服板手控制器8-3開始控制執行自動工作，由扳手氣缸8-4帶動伺服扳手8-5向下運動，當擰緊套筒8-1到位時，由扳手到位感應開關8-9給伺服板手控制器8-3一個到位信號，伺服扳手8-5開始按照設定的力矩、速度對其工位上的壓縮閥組件進行擰緊工作，達到設定力矩后停止工作。并發出一個擰緊結束信號給PLC，PLC發出旋鉚指令信號，旋鉚控制器9-3接到指令信號后，自動旋鉚機構9開始執行自動旋鉚工作，由旋鉚氣缸9-1帶動旋鉚頭9-2向下運動對工件進行旋鉚，當旋鉚時間到達設定的旋鉚時間，自動旋鉚機構9自動停止，并發出一個旋鉚結束信號給PLC，由PLC發給氣動機械手10一個收件信號，氣動機械手10中的上下氣缸10-3自動向下，由手指氣缸10-1帶動氣動手指10-2自動夾緊壓縮閥組件，然后轉體180?，氣動手指10-2松開將壓縮閥組件放入工件收取盒11中，回到原始狀態，等待下一個命令，至此自動完成一個壓縮閥組件的擰緊旋鉚回收過程。氣動機械手10將壓縮閥組件放入工件收取盒11中的同時，會發出一個工作結束信號給PLC，PLC發出信號，再次接通變頻調速電機2，進入下一個過程。