专利名称：变速器壳体气密性全自动测试系统及其检测方法
技术领域：
本发明涉及的是一种汽车零部件检测技术领域的装置及方法，具体是一种变速器壳体气密性全自动测试系统及其检测方法。
背景技术：
汽车变速器壳体的密封性检测是其生产工艺中的必要环节，气密检测有专门一套气密检测设备，如美国的泄漏测试仪器气密检测设备，法国的ATEQ气密检测设备，现有气密检测领域急需一种能够流畅全自动的控制反馈的系统，包括气密数据的产生，采集，反馈 等一系列处理信息。经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN 201331418，
公开日
2009-10-21，记载了一种“壳体气密性检测装置”，该技术包括机架，机架上部设置有第一油缸，下部设置有敞口的水槽，水槽内设置有充气装置，水槽的底板上固定连接有垂直升降装置，垂直升降装置上设置有工作台，工作台上设置有硅胶板和通气孔，将工件放置在工作台的硅胶板上，用第一油缸压紧，使硅胶板产生变形，进而保证工件与硅胶板的接触面密封良好，然后通过充气装置对工件内腔进行充气，当充气达到一定压力时，如果水槽中的水冒气泡，则说明工件有缺陷，该工件为不合格产品，如果不冒气泡，则说明工件是合格产品。但只是通过肉眼来观察并不科学，没有科学的数据判定依据。不能达到检测要求。中国专利文献号CN101936800A，
公开日2011_01_05，涉及检测壳体气密性检测设备，其技术方案为下油缸的缸体固定在钢构架的底架上，下油缸的活塞杆向上连接在水槽上；水槽与钢构件的底架之间设置有下导向组件；水槽的两侧安装有升降滚轮，升降滚轮嵌在钢构架立柱的槽钢内；承压吊台悬挂在钢构架的吊架上；滑台机构通过起底部设置的滚轮支承在承压吊台上；弹压框机构设置在滑台机构上方；上油缸的缸体固定在钢构架的顶架上，上油缸的活塞杆向下连接在弹压框机构上；所述弹压框机构与钢构架的顶架之间设置有上导向组件；推拉油缸水平设置，推拉油缸的缸体固定在钢构架上，推拉油缸的活塞杆连接滑台机构。由于机构越多就越容易影响到设备的稳定，气密试验机对设备的稳定性要求也相当高，而上述结构相对比较繁琐，传动机构较多，很难满足现有测试要求。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种变速器壳体气密性全自动测试系统及其检测方法，通过整体式结构，将各个封堵全部集中在中间板上，依靠油缸来进行封堵，结构相比现有技术更加稳定；能够满足大批量，多品种，高精度检测的生产需求而研制的通用型壳体气密性泄漏检测设备。本发明是通过以下技术方案实现的本发明涉及一种变速器壳体气密性全自动测试系统，包括带有封堵框架的系统机架、工件识别装置、泄漏测试仪器和控制系统，其中工件识别装置、泄漏测试仪器和控制系统分别固定设置于系统机架上方，工件识别装置和泄漏测试仪器分别与控制系统相连并输出触发信号、壳体铆接力信号及位移信号，控制系统分别与泄漏测试仪器和互联网相连并输出测试指令以及各个待测变速器壳体的测试情况数据包。所述的系统机架包括带有驱动机构的床身框架以及依次设置于其内部的封堵框架、工位台、水箱组件，其中驱动机构固定设置于床身框架内部并分别与水箱组件、工位台和封堵框架相连接，实现水箱组件和封堵框架的升降运动以及工位台的水平运动，工作台设置于床身框架外侧并与床身刚性连接，封堵框架位于水箱组件的上方且正对待测变速器壳体。所述的工件识别装置包括设置于系统机架上多个位置若干个发信开关和与之相连且设置于系统机架上的信号接收单元，所述发信开关由待测试壳体的通过以及系统机架的运动实现触发，并输出触发信号至信号接收单元，由信号接收单元将触发信号与触发时间一并输出至控制系统。所述的控制系统包括信号解析单元、内置定时器的识别单元以及输出单元，其 中信号解析单元接收工件识别系统输出的触发信号和触发时间，并根据识别单元读取得到的测试信息进行编号核对、测试位置核对以及测试项目核对，并将核对结果输出至识别单元；识别单元接收信号解析单元输出的核对结果并分别输出驱动指令和测试指令至系统机架和泄漏测试仪器，并根据内置的定时器定时接收泄漏测试仪器输出的壳体铆接力信号及位移信号，经模数转换后与预设值进行比对后输出测试项结果至输出单元；输出单元根据信号解析单元输出的变速器壳体的编号、当前测试时间、核对结果以及识别单元输出的测试项结果合并编码制成测试情况数据包，并通过互联网输出。本发明涉及上述系统的检测方法，包括以下步骤第一步、系统机架启动并逐个接收待测变速器壳体，工件识别装置根据待测变速器壳体在各个不同运行轨迹上触发的发信开关输出对应的触发信号至控制系统，当控制系统收到含有测变速器壳体到位的触发信号后核对编号以及测试项，并输出测试指令至泄漏测试仪器。第二步、泄漏测试仪器首先采用IkHz的频率对铆接力信号进行循环判断，当连续
10个点的铆接力大于0. IkN时，通过控制系统发出指令分别启动称重传感器和位移传感器并开始力信号和位移信号的采集，当连续30个点的铆接力在0. IkN范围内波动时结束当前接头的力和位移信号采集；第三步、识别单元采用算术平均滤波法或中位值滤波法根据检测到的壳体铆接力信号及位移信号计算得到力-时间曲线和位移-时间曲线；然后通过对若干次重复性测试得到的力-时间曲线和位移-时间曲线确定特征窗口及特征公差带；最后根据特征窗口及特征公差得到测试结果。第四步、当第三步检测得到的测试结果符合测试气密性标准则，则识别单元输出驱动指令至系统机架并退出待测变速器壳体，否则则输出驱动指令至系统机架并由水箱组件将整个发动机壳体浸没并重复进行第二步和第三步，即湿式测试，通过气泡泄露的位置确定壳体具体缺陷位置。本系统同时配有液压和气动系统，能够实现变速器壳体的气检与水检，通过电气单元PLC控制，设备检测精度高，稳定性强。
图I为发明系统结构示意图。图2为系统机架示意图。
具体实施例方式下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。如图I和图2所示，本实施例涉及的变速器壳体气密性全自动测试系统，包括带有封堵框架的系统机架、工件识别装置、泄漏测试仪 器和控制系统，其中工件识别装置、泄漏测试仪器和控制系统分别固定设置于系统机架上方，工件识别装置和泄漏测试仪器分别与控制系统相连并输出触发信号、壳体铆接力信号及位移信号，控制系统分别与泄漏测试仪器和互联网相连并输出测试指令以及各个待测变速器壳体的测试情况数据包。所述的触发信号包括工件位置信息如待测变速器壳体的当前运行位置等和工件识别信息如待测变速器壳体的编号等。所述的测试情况数据包包括待测变速器壳体的编号、当前测试时间、核对结果以及识别单元输出的测试项结果。所述的壳体铆接力信号及位移信号为时域模拟信号。所述的系统机架包括带有驱动机构4的床身框架0以及依次设置于其内部的封堵框架I、工位台2、水箱组件3，其中驱动机构4固定设置于床身框架0内部并分别与水箱组件3、工位台和封堵框架I相连接，实现水箱组件3和封堵框架I的升降运动以及工位台的水平运动，工作台2设置于床身框架0外侧并与床身刚性连接，封堵框架I位于水箱组件3的上方且正对待测变速器壳体。所述的封堵框架I包括分别与驱动机构4相连的封堵件组合，该封堵件组合包括大端面封堵、小型腔封堵、侧向排气孔封堵、斜向孔封堵和顶侧排气孔封堵。所述的水箱组件3包括箱体5、液压机构6和举升机构7，其中箱体5位于床身框0架底部且四周分别与液压机构6固定连接，液压机构6设置于举升机构7内部并通过其内部的油缸推动举升装置7上升。所述的驱动机构4包括带有驱动电机8以及组合泵的液压站9和气缸组件10，其中驱动电机8设置于液压站9上，各个气缸组件10与封堵框架I的封堵件相连接。所述的工件识别装置(图中未示出)包括设置于系统机架上多个位置若干个发信开关和与之相连且设置于系统机架上的信号接收单元，所述发信开关由待测试壳体的通过以及系统机架的运动实现触发，并输出触发信号至信号接收单元，由信号接收单元将触发信号与触发时间一并输出至控制系统。所述的发信开关具体设置于系统机架的壳体测试区域周边以及待测变速器壳体运行轨迹上。所述的发信开关包括触发开关、条码扫描器和光学二极管视觉开关。所述的控制系统(图中未示出)包括信号解析单元、内置定时器的识别单元以及输出单元，其中信号解析单元接收工件识别系统输出的触发信号和触发时间，并根据识别单元读取得到的测试信息进行编号核对、测试位置核对以及测试项目核对，并将核对结果输出至识别单元；识别单元接收信号解析单元输出的核对结果并分别输出驱动指令和测试指令至系统机架和泄漏测试仪器，并根据内置的定时器定时接收泄漏测试仪器输出的壳体铆接力信号及位移信号，经模数转换后与预设值进行比对后输出测试项结果至输出单元；输出单元根据信号解析单元输出的变速器壳体的编号、当前测试时间、核对结果以及识别单元输出的测试项结果合并编码制成测试情况数据包，并通过互联网输出。所述的泄漏测试仪器为电容性压差传感器，包括称重传感器、位移传感器，该传感器的分辨率为0. 01-0. IMbar，测试范围为0_19. 9Mbar，线性测试范围为± I %测量范围且支持 Dp/Dt 模式(mbar/s)。上述系统通过以下步骤实现检测第一步、系统机架启动并逐个接收待测变速器壳体，工件识别装置根据待测变速器壳体在各个不同运行轨迹上触发的发信开关输出对应的触发信号至控制系统，当控制系统收到含有测变速器壳体到位的触发信号后核对编号以及测试项，并输出测试指令至泄漏测试仪器。第二步、泄漏测试仪器首先采用IkHz的频率对铆接力信号进行循环判断，当连续10个点的铆接力大于0. IkN时，通过控制系统发出指令分别启动称重传感器和位移传感器并开始力信号和位移信号的采集，当连续30个点的铆接力在0. IkN范围内波动时结束当前接头的力和位移信号采集；第三步、识别单元采用算术平均滤波法或中位值滤波法根据检测到的壳体铆接力 信号及位移信号计算得到力-时间曲线和位移-时间曲线；然后通过对若干次重复性测试得到的力-时间曲线和位移-时间曲线确定特征窗口及特征公差带；最后根据特征窗口及特征公差得到测试结果。第四步、当第三步检测得到的测试结果符合测试气密性标准则，则识别单元输出驱动指令至系统机架并退出待测变速器壳体，否则则输出驱动指令至系统机架并由水箱组件3将整个发动机壳体浸没并重复进行第二步和第三步，即湿式测试，通过气泡泄露的位置确定壳体具体缺陷位置。实施说明工作时，将工件置于上下料工位的夹具上，推动到指定位置后，手动按下双手启动按钮，工件和预定位夹具一起被送到粗定位位置，封堵支架下降到测试位置，主压紧油缸压紧将插销插入夹具底板上的精定位孔，回转油缸将工件夹紧，完成工件测试位置的完全夹紧。随后，侧向和轴向的堵头动作将工件上的泄漏孔堵住，完成工件的封堵，封堵完成信号到位后即对所试验的容腔中充入压缩空气进行试验，如发生泄漏，则可将水池提升至测试位置，查看泄漏的具体位置，循环结束。
权利要求
1.一种变速器壳体气密性全自动测试系统，其特征在于，包括带有封堵框架的系统机架、工件识别装置、泄漏测试仪器和控制系统，其中工件识别装置、泄漏测试仪器和控制系统分别固定设置于系统机架上方，工件识别装置和泄漏测试仪器分别与控制系统相连并输出触发信号、壳体铆接力信号及位移信号，控制系统分别与泄漏测试仪器和互联网相连并输出测试指令以及各个待测变速器壳体的测试情况数据包； 所述的控制系统包括信号解析单元、内置定时器的识别单元以及输出单元，其中信号解析单元接收工件识别系统输出的触发信号和触发时间，并根据识别单元读取得到的测试信息进行编号核对、测试位置核对以及测试项目核对，并将核对结果输出至识别单元；识别单元接收信号解析单元输出的核对结果并分别输出驱动指令和测试指令至系统机架和泄漏测试仪器，并根据内置的定时器定时接收泄漏测试仪器输出的壳体铆接力信号及位移信号，经模数转换后与预设值进行比对后输出测试项结果至输出单元；输出单元根据信号解析单元输出的变速器壳体的编号、当前测试时间、核对结果以及识别单元输出的测试项结果合并编码制成测试情况数据包，并通过互联网输出； 所述的触发信号包括工件位置信息和工件识别信息； 所述的测试情况数据包包括待测变速器壳体的编号、当前测试时间、核对结果以及识别单元输出的测试项结果； 所述的壳体铆接力信号及位移信号为时域模拟信号。
2.根据权利要求I所述的系统，其特征是，所述的工件位置信息包括待测变速器壳体的当前运行位置；所述的工件识别信息包括待测变速器壳体的编号。
3.根据权利要求I所述的系统，其特征是，所述的系统机架包括带有驱动机构的床身框架以及依次设置于其内部的封堵框架、工位台、水箱组件，其中驱动机构固定设置于床身框架内部并分别与水箱组件、工位台和封堵框架相连接，实现水箱组件和封堵框架的升降运动以及工位台的水平运动，工作台设置于床身框架外侧并与床身刚性连接，封堵框架位于水箱组件的上方且正对待测变速器壳体。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征是，所述的封堵框架包括分别与驱动机构相连的封堵件组合，该封堵件组合包括大端面封堵、小型腔封堵、侧向排气孔封堵、斜向孔封堵和顶侧排气孔封堵。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征是，所述的水箱组件包括箱体、液压机构和举升机构，其中箱体位于床身框架底部且四周分别与液压机构固定连接，液压机构设置于举升机构内部并通过其内部的油缸推动举升装置上升。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征是，所述的驱动机构包括带有驱动电机以及组合泵的液压站和气缸组件，其中驱动电机设置于液压站上，各个气缸组件10与封堵框架I的封堵件相连接。
7.根据权利要求I所述的系统，其特征是，所述的工件识别装置包括设置于系统机架上多个位置若干个发信开关和与之相连且设置于系统机架上的信号接收单元，所述发信开关由待测试壳体的通过以及系统机架的运动实现触发，并输出触发信号至信号接收单元，由信号接收单元将触发信号与触发时间一并输出至控制系统。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征是，所述的发信开关设置于系统机架的壳体测试区域周边以及待测变速器壳体运行轨迹上，该发信开关包括触发开关、条码扫描器和光学二极管视觉开关。
9.根据权利要求I所述的系统，其特征是，所述的泄漏测试仪器为电容性压差传感器，包括称重传感器、位移传感器，该传感器的分辨率为0. 01-0. IMbar,测试范围为0-19. 9Mbar，线性测试范围为± I %测量范围且支持Dp/Dt模式(mbar/s)。
10.一种根据上述任一权利要求所述系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤 第一步、系统机架启动并逐个接收待测变速器壳体，工件识别装置根据待测变速器壳体在各个不同运行轨迹上触发的发信开关输出对应的触发信号至控制系统，当控制系统收到含有测变速器壳体到位的触发信号后核对编号以及测试项，并输出测试指令至泄漏测试仪器； 第二步、泄漏测试仪器首先采用IkHz的频率对铆接力信号进行循环判断，当连续10个点的铆接力大于0. IkN时，通过控制系统发出指令分别启动称重传感器和位移传感器并开始力信号和位移信号的采集，当连续30个点的铆接力在0. IkN范围内波动时结束当前接头的力和位移信号采集； 第三步、识别单元采用算术平均滤波法或中位值滤波法根据检测到的壳体铆接力信号及位移信号计算得到力-时间曲线和位移-时间曲线；然后通过对若干次重复性测试得到的力-时间曲线和位移-时间曲线确定特征窗口及特征公差带；最后根据特征窗口及特征公差得到测试结果； 第四步、当第三步检测得到的测试结果符合测试气密性标准则，则识别单元输出驱动指令至系统机架并退出待测变速器壳体，否则则输出驱动指令至系统机架并由水箱组件将整个发动机壳体浸没并重复进行第二步和第三步，即湿式测试，通过气泡泄露的位置确定壳体具体缺陷位置。
全文摘要
一种汽车零部件检测技术领域的变速器壳体气密性全自动测试系统，包括带有封堵框架的系统机架、工件识别装置、泄漏测试仪器和控制系统，工件识别装置、泄漏测试仪器和控制系统分别固定设置于系统机架上方，工件识别装置和泄漏测试仪器分别与控制系统相连并输出触发信号、壳体铆接力信号及位移信号，控制系统分别与泄漏测试仪器和互联网相连并输出测试指令以及各个待测变速器壳体的测试情况数据包；本发明通过整体式结构，将各个封堵全部集中在中间板上，依靠油缸来进行封堵，结构相比现有技术更加稳定；能够满足大批量，多品种，高精度检测的生产需求而研制的通用型壳体气密性泄漏检测设备。
文档编号G01M3/06GK102706520SQ20121017975
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者顾荣荣, 骆正龙 申请人:上海众骋机械设备制造有限公司, 上海汽车变速器有限公司