汽车减振器压缩阀自动拧紧旋铆装置的制作方法

本实用新型属于汽车配件加工设备技术领域，特别是一种汽车减振器压缩阀自动拧紧旋铆装置。

背景技术：

汽车减振器是保证汽车在行驶中的平顺性和舒适性的主要部件之一，目前，汽车悬架系统中采用的减振器多是液力减振器，而减震器压缩阀是液力减振器上的一个部件，这个部件由补偿阀片总成、压缩阀座、压缩节流阀片、压缩阀片、压缩阀垫片和压缩阀螺栓按照一定的装配顺序拧紧旋铆在一起，它是减振器的一个关键部件。在进行减震器压缩阀各零件的组装旋紧时，对其旋紧力量的大小有着严格的技术要求，对零部件的一致性要求也很严格，如果旋紧力量过大，引起零件变形：旋紧力过小，不能拧压到位，会对减振器的性能造成影响。另外，对减振器压缩阀的旋铆质量也有着严格的规定，任何一项组装上的差错都会对减振器的性能造成不良影响，达不到预期的减振效果，严重时甚至会造成减振器的损坏报废。

在现有技术中，减振器压缩阀在拧紧旋铆的前一道工序就是通过人工操作，把压缩阀的所有零件按照工艺要求的顺序联接在一起，称预联接工序，经过预连接的压缩阀组件首先由操作工放在拧紧工装上，然后手握扳手手柄对准压缩阀组件上的螺母，再由伺服扳手进行拧紧。拧紧以后的压缩阀组件被转移至旋铆机旁，另一个操作工把拧紧的压缩阀组件放在旋铆工装上进行旋铆工作。人工拧紧旋铆存在的问题是：一是效率较低，且需要两名以上的操作工进行操作；二是操作者熟练程度和个体技术水平上的差异很难保证产品质量的一致性与合格性。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种能够实现减振器压缩阀拧紧、旋铆的自动化，并能保证拧紧、旋铆的质量和一致性，且效率高、可靠性强的汽车减振器压缩阀自动拧紧旋铆装置。

实现本实用新型的目的所采取的技术方案是：该装置包括机械拧紧旋铆部分和自动控制部分，机械拧紧旋铆部分包括：工作台，工位回转盘、变频调速电机、分割器、伺服板手拧紧机构、自动旋铆机构、气动机械手和工件收取盒，其中，在工作台的台面上固装有工位回转盘，工位回转盘上均布设有若干个工位，工位上嵌装有用于拧紧旋铆压缩阀组件的工装，在工作台台面的底部设有分割器，分割器的输入轴通过联轴器与变频调速电机相连，输出轴与工位回转盘的转轴相连，在工位回转盘上其中一个工位对应一侧的工作台面上固装有伺服扳手自动拧紧机构，在另一个工位对应一侧的工作台面上固装有自动旋铆机构，与其相邻的下一个工位对应一侧的工作台面上固装有气动机械手和位于气动机械手后部的工件收取盒；

自动控制部分包括：

一个可编程逻辑控制器（以下简称PLC），是主控部件，包括CPU运算处理器和可编制程序的存储器，用来执行存储逻辑运算和顺序控制、定时、计数以及运算处理各类数据信息，并发出操作的指令，通过数字或模拟的输入端口和输出端口，控制生产过程中工位回转盘旋转定位动作、自动拧紧、旋铆动作、以及自动取放工件的动作，PLC带有一个RS232端口，用于与计算机相连，并通过计算机编写、修改控制程序；

一个变频器，通过导线与PLC的输出端口连接，用于接受PLC的指令改变输出频率，根据变频器的输出频率控制变频调速电机的运行转数以及分割器的运动角度，并控制变频调速电机的启、停；

一个工位感应开关，通过导线与PLC的输入端口连接，工位感应开关通过一个支架安装在分割器输入轴的侧面，用于分割器运转角度位置的识别，当分割器带动工位回转盘每转动一个工位时，工位感应开关就发出一个运转到位信号给PLC，同时，PLC发出启停指令，变频调速电机转停；

一个扳手到位感应开关，通过数据线与PLC相连，扳手到位感应开关安装在伺服板手拧紧机构中扳手支架的一侧，用于扳手到位信号的识别；

一个伺服板手控制器，配套安装在伺服板手自动拧紧机构的一侧，该控制器通过数据线与PLC和计算机相连，在PLC的指令下可实现减振器压缩阀的自动拧紧，并通过计算机进行设定、查询更改拧紧力矩、上下公差设置、拧紧角度、拧紧速度的调整，以及设定的历史数据查询和不合格报警输出的功能；

一个旋铆控制器，安装在旋铆机的一侧，旋铆控制器通过数据线与PLC和计算机相连，在PLC的指令下可实现减振器压缩阀的自动旋铆，并通过计算机进行旋铆速度、旋铆时间、旋铆力的调整；

五个电控气阀，集中固装在工作台1下部一侧的阀件固定板上（图中未示），电控气阀通过导线与PLC的输出端口的连接，分别用于控制自动拧紧机构、自动旋铆机构8中以及气动机械手中各个气缸的运动。

所述伺服板手自动拧紧机构包括扳手支架、伺服扳手、扳手接杆、拧紧套筒，导杆、活动连接板、以及用于控制伺服扳手上下运动的扳手气缸，其中，扳手气缸固装在扳手支架的外侧，扳手支架上设有导杆和与导杆穿装连接的活动连接板，活动连接板的一端伸出支架外与扳手气缸的活塞杆连接并连动，伺服扳手穿装固定在活动连接板上，在伺服扳手下部通过扳手接杆连接有拧紧套筒，可随活塞杆做上下同步运动，扳手气缸通过气管线与外部的空气压缩机连接。

所述自动旋铆机构是由旋铆机、旋铆支架、旋铆气缸、旋铆头组成，其中，旋铆支架通过螺栓固定在工作台的台面上，旋铆支架上固装有旋铆机和旋铆气缸，旋铆气缸的活塞杆通过连接件与旋铆机的旋铆头连接并连动，旋铆头与工位回转盘上被压装工件的位置相对应，旋铆气缸通过气管线与外部的空气压缩机相接。

所述气动机械手是由转塔、上下气缸、旋转气缸、手指气缸、气动手指和组成，其中，旋转气缸固定在工作台面上，转塔通过转轴与旋转气缸连接，上下气缸固装在转塔上并可随转塔同步转动，在上下气缸的一侧设有滑槽，滑槽内通过滑块连接有沿滑槽上下移动的手指气缸，手指气缸与气动手指连接，并带动气动手指作夹紧或松开动作，各气缸通过气管线与外部的空气压缩机连接。

所述分割器为共轭凸轮式间歇分割器。

所述PLC采用三菱FXIN-24MR微型PLC。

按照上述方案制成的汽车减振器压缩阀自动拧紧旋铆装置，能够实现减震器压缩阀拧紧、旋铆、回收的自动化，使用时操作者只需把经过预联接后的压缩阀组件，按顺序摆放在工位回转盘的工装上，其余工作就由PLC可编程逻辑控制器控制变频调速电机、分割器、拧紧机、旋铆机、机械手按预先设定好的程序分别完成工位旋转到位、拧紧、旋铆、回收的自动化生产，其工作效率由人工时的两人工班产1500件提高到自动化时的一人班产3000件，产量翻了一倍。而且压缩阀组件拧紧旋铆的一致性、可靠性也得到了充分保证，拧紧旋铆的质量也大大提升。该装置可实现压缩阀组件的连续自动拧紧旋铆，并能提高拧紧旋铆的速度及准确性，具有操作简便、快捷、拧紧旋铆精度高、动作可靠、一致性强、成本低等优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的俯视示意图；

图3是感应开关位置示意图。

具体实施方式

参看图1、图2，本实用新型的汽车减振器压缩阀自动拧紧旋铆装置，该装置包括机械拧紧旋铆部分和自动控制部分，机械拧紧旋铆部分包括：工作台1，变频调速电机2、分割器3、工位回转盘5、伺服板手自动拧紧机构8、自动旋铆机构9、气动机械手10和工件收取盒11，其中，在工作台1的台面上固装有工位回转盘5，工位回转盘5上均布设有若干个工位6，工位6上嵌装有用于固定压缩阀的工装7，在工作台1台面的底部设有分割器3，分割器3为共轭凸轮式间歇分割器，分割器3的输入轴通过联轴器与变频调速电机2相连，输出轴与工位回转盘5的转轴5-1相连；在工位回转盘5上其中一个工位对应一侧的工作台1的台面上固装有伺服扳手拧紧机构8，在另一个工位对应一侧的工作台1的台面上固装有自动旋铆机构9，与其相邻的下一个工位对应一侧的工作台1的台面上固装有气动机械手10和位于气动机械手10后部的工件收取盒11。

所述伺服板手自动拧紧机构8包括扳手支架8-8、伺服扳手8-5、拧紧套筒8-1，扳手接杆8-2、导杆8-7、活动连接板8-6、以及用于控制伺服扳手8-5上下运动的扳手气缸8-4，其中，扳手气缸8-4固装在扳手支架8-8的外侧，扳手支架8-8上设有导杆8-7和与导杆8-7穿装连接的活动连接板8-6，活动连接板8-6的一端伸出支架外与扳手气缸8-4的活塞杆连接并连动，伺服扳手8-5穿装固定在活动连接板8-6上，可随气缸活塞杆做上下同步运动，在伺服扳手8-5的下部通过扳手接杆8-2连接有拧紧套筒8-1，扳手气缸8-4通过气管线与外部的空气压缩机连接，在扳手支架8-8的一侧，配套装有伺服板手控制器8-3，伺服板手8-5与伺服板手控制器8-3之间通过专用电缆线连接。

所述的伺服板手是采用英格索兰QM3SS020H62S06型，可在市场上直接购置，其结构不再赘述。

所述自动旋铆机构是由旋铆机、旋铆支架9-4、旋铆气缸9-1、旋铆头9-2组成，其中，旋铆支架9-4通过螺栓固定在工作台1的台面上，旋铆支架9-4上固装有旋铆机（图中未示）和旋铆气缸9-1，旋铆气缸9-4的活塞杆通过连接件与旋铆机的旋铆头9-2连接并连动，旋铆头9-2与工位回转盘5上被压装工件的位置相对应，旋铆气缸9-1通过气管线与外部的空气压缩机相接。所述旋铆机可在市场上直接购置，其结构不再赘述。

所述气动机械手是由转塔10-4、上下气缸10-3、旋转气缸10-5、手指气缸10-1和气动手指10-2组成，其中，旋转气缸10-5固定在工作台1面上，转塔10-4通过转轴与旋转气缸10-5连接，上下气缸10-3固装在转塔10-4上并可随转塔10-4同步转动，在上下气缸10-3的一侧设有滑槽（图中未示），滑槽内通过滑块连接有沿滑槽上下移动的手指气缸10-1，手指气缸10-1与气动手指10-2连接，并带动气动手指10-2作夹紧或松开动作，各气缸通过气管线与外部的空气压缩机连接。

实现汽车减振器压缩阀自动拧紧旋铆的自动控制部分包括：

一个可编程逻辑控制器，（以下简称PLC）是主控部件，该PLC采用三菱FXIN-24MR微型PLC，包括CPU运算处理器和可编制程序的存储器，用来执行存储逻辑运算和顺序控制、定时、计数以及运算处理各类数据信息，并发出操作的指令，通过数字或模拟的输入端口和输出端口，控制生产过程中工位回转盘旋转定位动作、自动拧紧、旋铆动作、以及自动取放工件的动作，PLC带有一个RS232端口，用于与计算机相连，并通过计算机编写、修改控制程序，程序编写完成后PLC可以脱机工作；

一个变频器，通过导线与PLC的输出端口连接，用于接受PLC的指令改变输出频率，根据变频器的输出频率控制变频调速电机2的运行转数以及分割器的运动角度，并控制变频调速电机2的启、停；

一个工位感应开关12，通过导线与PLC的输入端口连接，工位感应开关12通过一个支架13安装在分割器输入轴3-1（见图3）的侧面，用于分割器3运转角度位置的识别，当分割器3带动工位回转盘5每转动一个工位时，工位感应开关12就发出一个运转到位信号给PLC，同时，PLC发出启停指令，变频调速电机2转停；所述的工位感应开关12可采用电磁感应开关或电容感应开关。

一个伺服板手控制器8-3，配套安装在伺服板手自动拧紧机构的一侧，该控制器通过数据线与PLC和计算机相连，在PLC的指令下可实现减振器压缩阀的自动拧紧，并通过计算机进行设定、查询更改拧紧力矩、上下公差设置、拧紧角度、拧紧速度的调整，以及设定的历史数据查询和不合格报警输出的功能；

一个扳手到位感应开关8-9，通过导线与PLC的输入端口连接，扳手到位感应开关8-9安装在伺服板手拧紧机构中扳手支架8-8的一侧，用于监测扳手到位的识别；所述的扳手到位感应开关8-9可采用电磁感应开关或电容感应开关；

一个旋铆控制器9-3（见图1），安装在自动旋铆机构9的一侧，旋铆控制器9-3通过数据线与PLC和计算机相连，在PLC的指令下可实现减振器压缩阀的自动旋铆，并通过计算机进行旋铆速度、旋铆时间、旋铆力的调整；

五个电控气阀，集中固装在工作台1下部一侧的阀件固定板上（图中未示），电控气阀通过导线与PLC的输出端口连接，分别用于控制自动拧紧机构8、自动旋铆机构9中以及气动机械手10中各个气缸的运动。

本实用新型中所用到的可编程逻辑控制器、变频器、电源开关、按钮、以及控制电路部分的电器元件均安装在电控箱4内，该电控箱4设置在工作台1的外侧，箱内的控制电路及各电器元件之间的连接均为常识性公知技术，此处不在赘述。本实用新型未详尽描述的技术内容均为公知技术。

实现汽车减振器压缩阀自动拧紧旋铆控制的实施例：打开电源开关，电器控制元件得电，电源指示灯亮；打开压缩空气的供气阀门，气动元件回归原始状态，选择“自动控制”，按下“启动”按钮，机器进入自动控制状态；进入自动控制状态后，PLC首先检测分割器3和气动机械手10位置信号正常，并发出启动信号给变频器，驱动变频调速电机2，变频调速电机2带动分割器3的输入轴旋转，由分割器3带动工位回转盘5转动，同时将预连接好的压缩阀组件放在工位回转盘5中待拧紧工位的工装上，当安装在分割器输入轴3-1侧面的工位感应开关12感应到分割器3旋转到位信号时，将其到位信号发送给PLC，PLC向变频器发出停止信号，变频器输出端断电，分割器3停止转动；分割器3停止转动后，PLC给伺服板手控制器8-3发出拧紧指令，在伺服板手控制器8-3的控制下，伺服板手8-5开始执行自动拧紧工作，接通扳手气缸8-4的电控气阀，将压缩空气送入扳手气缸8-4，由扳手气缸8-4带动拧紧套筒8-1向下运动，当拧紧套筒8-1套住压缩阀组件上的螺母时，扳手到位感应开关8-9给伺服板手控制器8-4一个到位信号，伺服扳手8-5开始按照设定的力矩、速度进行拧紧工作，达到设定力矩后停止工作，输出拧紧结果，并发出拧紧结束信号给PLC；PLC接收到拧紧结束信号后，同时给旋铆控制器9-3发出旋铆指令， 在旋铆控制器9-3控制下，旋铆机开始执行自动旋铆工作，接通旋铆气缸9-1的电控气阀，将压缩空气送入旋铆气缸9-1，由旋铆气缸9-1带动旋铆机的旋铆头9-2向下运动，对压缩阀组件进行旋铆，当旋铆时间到达设定时间，旋铆机自动停止，并发出旋铆结束信号给PLC；PLC接收到旋铆结束信号后，同时给气动机械手10发出收件指令，气动机械手10开始执行自动收件工作，接通气动机械手10中的各个电控气阀，将压缩空气分别送入气动机械手10中的上下气缸10-3、手指气缸10-1和旋转气缸10-5，各气缸开始工作，由上下气缸10-3带动手指气缸10-1向下运动，并通过手指气缸10-1上的气动手指10-2夹紧压装好的三联件，继而上下气缸10-3返回上位，稍后旋转气缸10-5带动上下气缸10-3旋转180˚，气动手指10-2松开，压缩阀组件自然掉落工件收取盒11中；气动手指10-2将工件放入工件收取盒11中后，手指气缸10-1、上下气缸10-3、旋转气缸10-5回原位，同时发出一个工作结束回到原位的信号给PLC，表示一个自动循环过程结束；PLC发出信号，再次接通变频调速电机2，进入下一个自动循环过程；当发生意外停电或停气的情况，恢复供电或供气后，自动拧紧旋铆装置需要复位，按下“复位”按钮，PLC接到复位信号，发控制信号给变频器，控制变频调速电机2运转，直到工位感应开关12输出到位信号给PLC，调速变频电机2停转。

工作原理：该装置采用变频减速电机2驱动，通过变频器实现调速。变频调速电机2和分割器的输入轴采用联轴器连接，分割器3的输出轴与工位回转盘5的转轴5-1连接，并在分割器输入轴3-1的侧面加装了工位感应开关12作为工位回转盘5旋转角度位置识别，当分割器3回转一个工位停稳之后，装在分割器输入轴3-1侧面的工位感应开关12发出一个到位信号给PLC，PLC发出一个开始工作的电信号，伺服板手控制器8-3开始控制执行自动工作，由扳手气缸8-4带动伺服扳手8-5向下运动，当拧紧套筒8-1到位时，由扳手到位感应开关8-9给伺服板手控制器8-3一个到位信号，伺服扳手8-5开始按照设定的力矩、速度对其工位上的压缩阀组件进行拧紧工作，达到设定力矩后停止工作。并发出一个拧紧结束信号给PLC，PLC发出旋铆指令信号，旋铆控制器9-3接到指令信号后，自动旋铆机构9开始执行自动旋铆工作，由旋铆气缸9-1带动旋铆头9-2向下运动对工件进行旋铆，当旋铆时间到达设定的旋铆时间，自动旋铆机构9自动停止，并发出一个旋铆结束信号给PLC，由PLC发给气动机械手10一个收件信号，气动机械手10中的上下气缸10-3自动向下，由手指气缸10-1带动气动手指10-2自动夹紧压缩阀组件，然后转体180˚，气动手指10-2松开将压缩阀组件放入工件收取盒11中，回到原始状态，等待下一个命令，至此自动完成一个压缩阀组件的拧紧旋铆回收过程。气动机械手10将压缩阀组件放入工件收取盒11中的同时，会发出一个工作结束信号给PLC，PLC发出信号，再次接通变频调速电机2，进入下一个过程。