一種雙模式消聲器閥門自動(dòng)預(yù)扭焊接檢測設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車零部件的自動(dòng)組裝檢測裝置領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車保有量的急劇增長，汽車排氣噪聲污染成為日益突出的問題。同時(shí)，人們對汽車舒適性要求越來越高，汽車廠商迫切需要降低排氣噪聲以提升車內(nèi)噪聲水平。雙模式消聲器可以有效的降低汽車排氣噪聲，同時(shí)可以減小汽車排氣消聲器的容積以及排氣背壓，在汽車排氣系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用前景(龐劍.汽車噪聲與振動(dòng):理論與應(yīng)用，北京:北京理工大學(xué)出版社，2006)。
[0003]雙模式消聲器的核心部件為閥門結(jié)構(gòu)，閥門結(jié)構(gòu)在高溫排氣氣流的作用下開啟和關(guān)閉，改變氣流通過路徑以及內(nèi)部消聲結(jié)構(gòu)從而實(shí)現(xiàn)排氣背壓的降低以及排氣噪聲的消減。閥門結(jié)構(gòu)閥門的開閉由扭轉(zhuǎn)彈簧控制，閥門扭轉(zhuǎn)彈簧預(yù)緊力的大小決定了閥門的開啟時(shí)機(jī)，閥門扭轉(zhuǎn)彈簧的剛度決定了閥門在各個(gè)轉(zhuǎn)速工況下開啟的大小，因而閥門的預(yù)緊裝配工藝水平以及成品檢測工藝水平成為影響雙模式消聲器性能的關(guān)鍵因素。
[0004]目前市場上尚無雙模式消聲器閥門預(yù)緊焊接及檢測設(shè)備，相關(guān)專利也僅限于自動(dòng)焊接設(shè)備。如專利號(hào)為CN 202591861U的實(shí)用新型專利中，提到了一種閥門頂壓旋轉(zhuǎn)式組裝機(jī)，該閥門頂壓旋轉(zhuǎn)式組裝機(jī)能夠解決現(xiàn)有焊接閥門組裝預(yù)緊力，焊接時(shí)需要人工操作，操作不便等問題。但該實(shí)用新型只能夠適用于壓力彈簧閥門的組裝焊接，并不能解決扭力彈簧自動(dòng)預(yù)緊焊接的問題，也不能對焊接后的成品性能進(jìn)行檢測，另外該實(shí)用新型使用的是液壓驅(qū)動(dòng)，生產(chǎn)成本比較高。專利號(hào)為CN 1950175A的發(fā)明專利中，提到了一種可調(diào)節(jié)力和位置的預(yù)加載的焊接夾具，該裝置能夠通過扭力彈簧調(diào)節(jié)待焊接物體的加載力，同時(shí)能夠感應(yīng)并調(diào)節(jié)待焊接物體的位置，能夠提高焊接的精度。但是，該夾具并不能適用于汽車消聲器用閥門的夾緊，且全過程需手動(dòng)調(diào)節(jié)，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，不利于提高生產(chǎn)效率。又如專利號(hào)為CN101947855A的專利中，提到了一種PE閥門自動(dòng)焊接機(jī)，該裝置雖然能夠?qū)嶒?yàn)自動(dòng)檢測定位和焊接工作，但僅僅是對管道進(jìn)行焊接，沒法對彈性元件進(jìn)行預(yù)緊，也不適于閥門結(jié)構(gòu)的夾緊。如果閥門部件的組裝和焊接靠人工完成，難以保證預(yù)緊力精度和焊接質(zhì)量，同時(shí)生產(chǎn)效率也會(huì)較低。因此發(fā)明一種針對雙模式消聲器閥門自動(dòng)預(yù)扭焊接檢測設(shè)備，是進(jìn)行大規(guī)模高品質(zhì)雙模式消聲器生產(chǎn)的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提出一種雙模式消聲器閥門自動(dòng)預(yù)扭焊接檢測設(shè)備，以解決雙模式消聲器閥門加工過程中出現(xiàn)的自動(dòng)化程度不高，人工操作效率低，彈簧預(yù)扭加載力不易確定且精度不高等問題。該設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，成本較低，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)彈簧預(yù)扭加載力的精確控制，而且還能實(shí)現(xiàn)彈簧的自動(dòng)焊接和成品檢測，大大提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。
[0006]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種雙模式消聲器閥門自動(dòng)預(yù)扭焊接檢測設(shè)備，該設(shè)備由支架(I)、扭力測量系統(tǒng)(6)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(4)、限位系統(tǒng)(3)、焊接系統(tǒng)(5)以及控制系統(tǒng)(2)六大部分組成。
[0008]所述的支架由底座(1-1)、立柱(1-2)組成，兩部分通過螺栓連接在一起。底座為厚鋼板，支承整個(gè)系統(tǒng)并起減振的作用。支架主要用于安裝固定其它五大系統(tǒng)。
[0009]所述的扭力測量系統(tǒng)通過螺栓安裝于支架(I)的底座(1-1)之上，主要由測量支架(6-1)、靜態(tài)扭矩傳感器(6-2)、石棉塑料接頭(6-3)、石棉塑料軸承套(6-4)、傳力軸(6-7)、裝夾板(6-6)組成；測量支架(6-1)與支架的底座(1-1)相連接，用于固定靜態(tài)扭矩傳感器(6-2) —端和石棉塑料軸承套(6-4)，靜態(tài)扭矩傳感器(6-2)另一端通過石棉塑料接頭(6-3)與傳力軸(6-7)相連接;裝夾板(6-6)用于裝夾閥門(6-5)，并與傳力軸(6-7)相連接，將扭力傳遞到靜態(tài)扭矩傳感器(6-2)上。
[0010]所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)安裝于支架(1-2)的立柱之上，由直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)兩部組成:直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由活塞式氣壓缸(4-6)、滑板一 (4-9)、背板(4-8)、電控氣壓調(diào)節(jié)閥(4-7)組成;背板(4-8)通過螺栓連接在支架的立柱(1-2)上，用于支撐整個(gè)直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，活塞式氣壓缸(4-6)驅(qū)動(dòng)滑板一 (4-9)在背板(4-8)的滑軌上滑動(dòng)，從而產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng);旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過螺栓固定在滑板一 (4-9)之上，隨滑板一起運(yùn)動(dòng)，由伺服電機(jī)(4_5)、石棉塑料(4_4)、驅(qū)動(dòng)軸(4_3)、主動(dòng)齒輪(4_2)、從動(dòng)齒輪(4_1)組成，伺服電機(jī)(4-5)通過石棉塑料(4-4)與驅(qū)動(dòng)軸(4-3)連接，帶動(dòng)主動(dòng)齒輪(4-2)旋轉(zhuǎn)，繼而帶動(dòng)從動(dòng)齒輪(4-1)旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，另外從動(dòng)齒輪(4-1)的中心加工有裝夾孔，用于裝夾閥門(6-5)上的閥門扭簧固定座(6-5-1 )，并帶動(dòng)閥門扭簧固定座(6-5-1)旋轉(zhuǎn)，對閥門(6_5)上的扭簧施加扭力。
[0011]所述的限位系統(tǒng)安裝于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(4)之上，分為直線運(yùn)動(dòng)限位系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)限位系統(tǒng)兩部分組成。直線運(yùn)動(dòng)限位系統(tǒng)通過螺栓安裝在背板(4-8)上，由機(jī)械限位螺栓(3-
1)和兩個(gè)上下布置的直線運(yùn)動(dòng)定位磁電霍爾傳感器(3-4)組成;機(jī)械限位螺栓(3-1)限定直線運(yùn)動(dòng)的最低位置，用于保護(hù)扭力測量系統(tǒng)，而直線運(yùn)動(dòng)定位磁電霍爾傳感器(3-4)與滑板一(4-9)相配合，用于限定滑板的上行和下行終點(diǎn)，從而能夠控制閥門(6-5)的裝夾;旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)限位系統(tǒng)由兩個(gè)旋轉(zhuǎn)定位塊(3-2)和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)定位磁電霍爾傳感器(3-3)組成，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)定位磁電霍爾傳感器(3-3)通過螺栓固定在滑板一 (4-9)上，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)定位塊(3-
2)安裝在驅(qū)動(dòng)軸(4-3)上，兩部分相互配合用于確定閥門的初始裝配角度以及閥門(6-5)所能旋轉(zhuǎn)的最大角度，保證閥門(6-5)的正確裝夾，同時(shí)進(jìn)行扭矩檢測時(shí)，旋轉(zhuǎn)角度不至于過大而損壞閥門(6-5)。
[0012]所述的焊接系統(tǒng)固定在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(4)之上，主要由固定框架(5-1)、滑板二(5-2)、焊槍(5-3)、焊槍夾板(5-4)、小活塞氣缸(5-5)組成；固定框架(5-1)通過螺栓與滑板一(4-9)連接，小活塞氣缸(5-5)驅(qū)動(dòng)滑板二(5-2)在固定框架(5-1)的滑槽內(nèi)上下移動(dòng)，滑板二(5-2)用于固定焊槍夾板(5-4)和焊槍(5-3)，實(shí)現(xiàn)焊槍(5-3)的上下移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對閥門結(jié)構(gòu)的自動(dòng)焊接。
[0013]所述的控制系統(tǒng)的硬件通過螺栓安裝于支架(I)的立柱(1-2)上，主要由配電箱(2-2)和電控箱(2-1)組成;配電箱(2-2)主要用于給伺服電機(jī)(4-5)、電控氣壓調(diào)節(jié)閥(4-7)、焊槍(5-3)以及電控箱(2-1)供電；電控箱(2-1)配備有觸摸屏和起停按鈕，觸摸屏主要用于設(shè)定參數(shù)以及顯示扭矩信息，起停按鈕用于控制整個(gè)系統(tǒng)的起停，同時(shí)電控箱內(nèi)部有電子控制單元，用于采集傳感器電位信息進(jìn)行運(yùn)算和處理，輸出電位信號(hào)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，從而使得雙模式消聲器閥門的預(yù)扭、焊接和檢測自動(dòng)完成。設(shè)備的控制流程圖如圖8所不O
[0014]本發(fā)明所述的設(shè)備的六大部分相互配合，一套設(shè)備完成了閥門結(jié)構(gòu)的預(yù)緊焊接以及檢測三道工序過程，提高了生產(chǎn)效率，有效降低了生產(chǎn)成本；
[0015]所述測力系統(tǒng)中，運(yùn)用作用力與反作用力定律，將測力系統(tǒng)固定于底板上，利用反作用力矩使傳感器產(chǎn)生電信號(hào)；測力系統(tǒng)固定于底板上，有利于減小振動(dòng)和樣件的運(yùn)動(dòng)對其測量產(chǎn)生不利影響，有效提高了測量精度。
[0016]所述扭力測量系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，裝夾用的裝夾板和從動(dòng)齒輪為可拆卸結(jié)構(gòu)，方便對不同類型的閥門結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)扭焊接及檢測，提高了設(shè)備的通用性。
[0017]所述扭力測量系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，采用了石棉塑料接頭和石棉塑料軸承套部件，從而實(shí)現(xiàn)了傳感器和伺服電機(jī)與支架系統(tǒng)的電氣隔離，防止焊接系統(tǒng)產(chǎn)生的強(qiáng)大電流對傳感器和電機(jī)產(chǎn)生不利影響。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0019](I)本發(fā)明的一種雙模式消聲器閥門自動(dòng)預(yù)扭焊接檢測設(shè)備，可以一次性完成閥門結(jié)構(gòu)的預(yù)緊焊接和檢測三道工序，提高了生產(chǎn)效率和裝配精度，有效降低生產(chǎn)成本；
[0020](2)本發(fā)明設(shè)備中的扭力測量系統(tǒng)中，將測力系統(tǒng)固定于底板上，利用反作用力矩使傳感器產(chǎn)生電信號(hào)，減小驅(qū)動(dòng)部件產(chǎn)生的振動(dòng)對傳感器產(chǎn)生影響，有效提高測量精度；
[0021](3)本發(fā)明設(shè)備中的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，采用直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)組合的方式，實(shí)現(xiàn)了閥門結(jié)構(gòu)的精確裝夾和預(yù)扭動(dòng)作，保證設(shè)備的自動(dòng)化和高效率。
[0022](4)本發(fā)明設(shè)備中的扭力測量系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，采用了石棉塑料接頭和石棉塑料軸承套部件，從而實(shí)現(xiàn)了傳感器和伺服電機(jī)與支架系統(tǒng)的電氣隔離，有效防止焊接系統(tǒng)產(chǎn)生的強(qiáng)大電流對傳感器和電機(jī)產(chǎn)生不利影響。
[0023](5)本發(fā)明設(shè)備中的控制系統(tǒng)采用了可編程智能控制，在觸摸板上輸入?yún)?shù)，即可完成不同預(yù)緊扭矩的焊接和檢測，另外裝夾用的裝夾板和從動(dòng)齒輪為可拆卸結(jié)構(gòu)，提高了設(shè)備的通用性。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的雙模式消聲器閥門自動(dòng)預(yù)扭焊接檢測設(shè)備。
[0025]圖2為本發(fā)明設(shè)備的支架。
[0026]圖3為本發(fā)明設(shè)備的控制系統(tǒng)。
[0027]圖4為本發(fā)明設(shè)備的限位系統(tǒng)。
[0028]圖5為本發(fā)明設(shè)備的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
[0029]圖6為本發(fā)明設(shè)備的焊接系統(tǒng)。
[0030]圖7為本發(fā)明設(shè)備的扭力測量系統(tǒng)。
[0031 ]圖8為本發(fā)明設(shè)備的控制流程圖。
[0032]圖中:I為支架;2為控制系統(tǒng);3為限位系統(tǒng);4為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng);5為焊接系統(tǒng);6為扭力測量系統(tǒng)；1-1為底座；1-2為立柱;2-1為電控箱;2-2為配電箱;3-1為機(jī)械限位螺栓;3-2為旋轉(zhuǎn)定位塊;3-3為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)定位磁電霍爾傳感器;3-4為直線運(yùn)動(dòng)定位磁電霍爾傳感器;4-1為從動(dòng)齒輪;4-2為主動(dòng)齒輪;4-3為驅(qū)動(dòng)軸;4-4為石棉塑料;4-5為伺服電機(jī);4_6為活塞式氣壓缸;4-7為電控氣壓調(diào)節(jié)閥;4-8為背板;4-9為滑板一;5-1為固定框架;5-2為滑板二;5-3為焊槍;5-4為焊槍夾板;5-5為小活塞氣缸;6-1為測量支架;6-2為靜態(tài)扭矩傳感器;6_3為石棉塑料接頭;6-4為石棉塑料軸承套;6-5為閥門；6-6為裝夾板;6-7為傳力軸;6-5-1為閥門扭簧固定座。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的說明。
[0034]如附圖1所示，本發(fā)明主要由由支架1、控制系統(tǒng)2、限位系統(tǒng)3、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)4、焊接系統(tǒng)5、扭力測量系統(tǒng)6六大部分組成，其中支架I主要用于支撐其它五個(gè)系統(tǒng)。
[0035]如附圖2所示，支架I主要由底座1-1和立柱1-2兩部分組成:底座1-1由厚鋼板制成，便于降低整體質(zhì)心以及減少振動(dòng)，同時(shí)底座上加工有多個(gè)螺栓孔，便于安裝扭力測量系統(tǒng)6;立柱1-2由鋁合金型材制成，外側(cè)面有多條溝槽，便于通過螺栓固定其它系統(tǒng)。
[0036]如附