后桥壳焊接总成自动检查夹具机构的设计
DOI：10.3969 / j。 issn。 2095 -509X。 2015.09.009后桥壳焊接总成自动检查工具机构设计陈晓敏（太原工学院机械工程系，山西太原03000８）摘要：为了对关键汽车的几何参数进行100％检查零件，轴箱将在以后焊接。装配装配是一个例子，根据其结构特点，结合定性和定量检测方法，设计了一种自动检测工具，以检测其几何参数，并着重于机械结构和检查工具的检测原理实际生产应用表明，设计的自动检查工具大约需要80秒钟来检查每个后桥壳焊接组件，并且可达到0.1毫米的重复精度，满足检查精度和生产周期，并且达到100％的检查要求关键词：后桥壳我们装配总成；自动检查工具；机制设计中华图书馆分类号：U466文献标识码：A文章编号：2095 -509X（2001５）09 -0030 -05）随着中国汽车工业的发展，汽车制造业呈现出大型化的显着特征。规模化和自动化的生产。为了满足制造过程中组装过程中的互换性以及使用过程中的安全性和舒适性，必须维护诸如后桥壳焊接组件之类的关键组件。几何参数应进行100％检查。因此，高精度，快速，自动的汽车零部件几何参数检测已成为汽车制造过程中的迫切问题。 1后桥结构和检查尺寸后桥壳体组件在汽车底盘中安装重要的基本零件，例如差速器，半轴，轮毂，减震器，拉杆和悬架，以支撑和保护主减速器，差速器和半轴轴等，以及经过检查的后桥壳焊接组件对称的“ U”形长（短）纵向杆安装支架，减震器安装支架，螺旋弹簧安装支架，后稳定杆安装支架和1杆支架为通过焊接连接在一起。
图中的O轴为设计参考，并以X轴和Y轴为单位建立了如图所示的坐标系。要测试的几何参数为：１）对称结构上两个孔的中心线点及其坐标的中心距离（图片中的AB），中心线与每个坐标轴之间的角度（A1）图片中的A2和B1 B2，连接横拉杆支架上两个孔中心的线的中点坐标）线与每个坐标轴之间的角度和间距。 2自动检测设备的原理后桥壳焊接总成的自动检查工具是自动化生产线后桥壳焊接总成结构的三维示意图的组成部分，视安装空间而定因此设计采用定性和定量检测方法相结合。特殊的结构或不规则的定位基准会导致焊接过程不稳定，并且容易出现结构不良的情况（例如长和短的纵向结构）。定量检测拉杆安装支架和稳定杆安装支架的相关几何参数；定性测试简单孔和光轴结构（例如拉杆支架，减震器安装支架和螺旋弹簧安装支架）的几何参数。检验方法。基于后桥焊接组件的结构特性和定性的结合定量检测方法，设计了一种自动检测几何参数的工具，如图2所示。主要包括定位夹紧机构，长，短的纵向拉杆支架，稳定杆支架自动检具，水平拉杆定量检测机构。托架检测机构，螺旋弹簧托架检测机构和减震器支架定性检测机构，激光位移传感器测量载体机构收稿日期：2015-06 -08作者简介：陈晓敏（1957-），男，辽宁葫芦岛，太原工学院助理工程师，主要从事特种机械设备的设计与开发。
不。 44 of 2015图2后桥壳焊接总成自动检查工具机械结构的三维模型2.1定位和夹紧机构定位和夹紧机构的功能是将工件相对于检查机构保持在工件上。自动检查工具。在检测过程中，工件的位置保持不变。其结构如图3所示。它由调平机构，对中机构，膨胀销机构等组成，以实现工件的完全定位。调平机构如图3（a）所示，它限制了工件绕X旋转的自由度。图3定位和夹紧机构是空间曲柄滑块机构。在检测期间，调平臂在工件的重力作用下绕着铰链点旋转压缩弹簧，并在弹簧的力作用下接触工件的底面。由于前后调平臂的高度相同，因此工件的底面始终与XOY平面平行。支撑机构如图3（b）所示，它限制了工件沿X方向的平移运动的自由度，并使用了一个旋转气缸（图中未显示气缸活塞杆来连接一对对称的曲柄滑块结构，气缸在定位过程中旋转，活塞杆驱动左右对称滑块延伸并与后桥壳底部的弧线接触，圆心与坐标的原点重合，它起着中心作用，并限制了X方向上的平移自由度。膨胀销机构如图3（c）所示），限制了沿工件的平移运动的自由度和绕Y和Z轴旋转。锥形膨胀销主体上有4个倾斜的凹槽，该凹槽配有楔形物。测试时，首先将工件放在两个侧面。在侧面的预支架上，调平和定心机构移至预定位置。然后，进给机构将膨胀销机构推入后轴两端的轴孔中，将膨胀销缸活塞杆推出，并使膨胀销体移动。设计与制造工程，2015年9月，第44期安装在膨胀销主体的凹槽中的楔块的推力与导向套筒的阻力形成的共同作用力是由膨胀销主体与导向套筒对楔形件的径向阻力方向限制向轴孔的弹出。沿方向的平移自由度以及绕Y和Z轴旋转的自由度。
检查完成后，膨胀销圆柱体的活塞杆缩回，楔块向下移动，工件的下落由预支撑件支撑。然后，支撑机构的活塞杆向反方向旋转，对称滑块缩回，工件完全松开。 2.2长（短）纵向支撑参数检测机构长和短纵向支撑结构相似，所测几何参数相同。因此，两部分采用相同的检测机构，左右支撑各一套，如图4所示。检测机构主要由三层十向滑台，支架，夹具，气缸，测量块，角度传感器，位移传感器等。该机构在检测过程中具有6个自由度。图4长（短）纵向支撑参数检测机制三层十字滑轨是一种在不同方向上具有平移自由度的机制。底层固定在基底上，中间层可以相对于底层沿X方向滑动，顶层可以相对于中间层滑动。在Y方向上滑动。 Z方向滑台和三层交叉滑台的顶层共同安装在定向导轨上，可以沿Z方向滑动，以测量块体和Z方向的平移自由度。夹爪托架和Z方向滑动台通过轴承安装，并且相对于Z轴旋转自由度。夹爪机构通过轴承安装在支架上，并与角度传感器的轴固定连接。夹爪支架可绕Y轴旋转，并且角度传感器的外壳固定在支架上。夹爪机构的两个夹爪配有两个弹簧顶锥销，并且弹簧顶锥销的轴线，夹爪支座的旋转轴线和夹爪的旋转轴线在中心相交夹爪的尖端。在检测过程中，气缸的活塞杆伸出，将两个夹爪上的爆破锥形销推入支架的两个孔中，同时将驱动位移传感器移动。
在此过程中，Z方向滑台和三层交叉滑台分别在每个方向上移动，这些移动将映射到测量块，并且三个激光位移传感器的位置变化为测量以获得两个孔的中心。连接线中点的偏移量以及左右测量块的偏移量可用于计算中点的中心距离和位置坐标。在检测过程中，夹持器机构驱动角度传感器绕Z和Y轴旋转，以实现两个孔的中心线与Z和Y坐标轴之间的角度测量。夹爪驱动换档传感器移动距离测量值。支架参数检测机构间接测量拉杆支架的几何参数自动检具，即通过测量两个安装孔中心的坐标，计算出所有几何参数。如图5所示，拉杆支架检测机构包括三层横向滑动机构，电动缸，双向弹出销机构，进给机构，闩锁和测量块。它基本上类似于多头和空头垂直括号检测机制。区别在于它没有滑动台，并使用双向顶针机构从内部穿透两个孔进行测量。此外，它使用电动缸代替气缸来驱动销孔。图5图5中显示了拉杆支架检测机构的弹簧弹出器销机构。该机构包括一个可沿轴移动的双向花瓣锥销。花瓣状钉的中间有凹槽，顶珠位于凹槽中。顶柱后面有一个弹簧。在弹力的作用下，双向花瓣销始终保持向中心移动。该机构的上下销轴与两个安装孔的理想中心线重合，并且在中性位置检测到前弹簧顶销。
在检查过程中，电动缸首先将顶针机构向上推动，并刺入上部圆形孔中。花瓣形销钉进入锥形表面下的检查孔，直到弹出销钉安装座和横杆上的较小定位平面为止。支架的开口c部适合内部。此时，在花瓣状针的牵引下，2015年第44层的第三层由激光传感器测量。此时传感器的读数是上孔中心的位置坐标。然后，电动缸将推顶销机构向下推动以穿透到下孔中，并使用相同的原理测量下孔中心的位置坐标。根据这些坐标，可以通过计算获得与横杆支座有关的几何参数。另外，通过读取电动缸穿过上孔时的行程和电动缸穿过下孔时的行程，可以计算拉杆支架的跨度。 2.4定性测试机构水平稳定杆安装支架，减震器安装支架和螺旋弹簧安装孔的位置采用定性测试方法。测试机制如图6所示。定性测试机制的形式有所不同，但是它们都使用相似的方法。限位规的检测原理，机构结构基本相同，主要包括限位规（销或孔），电动缸，安装支架和底座。电动缸类似于线性马达。在运行期间，它在控制器的控制下线性移动。圆柱体安装在固定在底座上的支架上，滑块上装有用于检测的销子或孔。准确地确保检测规的空间位置。用户不仅可以通过软件设置电动缸的扭矩（或推力），还可以精确地控制和读取其位移。
在定性测试中，应将电动缸的推力设置为较小的值。只要遇到小的阻力，滑台就可以立即停止。此时，您可以读取电动缸的排量，以确定几何参数的偏差是否在设计范围内。定位并夹紧工件后，电动缸移动以驱动检测仪。如果检测到的孔或轴在设计公差范围内（通过量规，停止量规），则电动缸的冲程将大于指定值；如果通过孔检测到工件或轴超出公差，则电动缸的行程小于指定值。 2.5激光位移传感器的测量和承载机构在长，短纵向杆和横杆托架的定量检测中，将关键点的坐标位置映射到测量块，并使用激光位移传感器测量5个测量块在X，Y，Z方向位移偏移。如果不考虑成本，可以在每个测量位置安装一个激光位移传感器，总共需要15个激光位移传感器。考虑到激光位移传感器的高昂价格，设计了如图7所示的激光传感器测量和承载机构。根据图1所示的工件方向，如图所示，前面有3个测量块，对应于检测短的纵向和横杆支撑，后面有2个测量块，对应于检测纵向的支撑。在图7中。这6个激光传感器被分为两组，并以对称结构安装在传感器基座上，以分别检测前后测量块的位移。传感器底座安装在电动缸的滑台上，滑台可以在方向上精确移动和定位。在检测过程中，测量和携带机构将在控制系统的控制下运行到测量块附近，以读取测量块的位移。
可以直接获得Y和Z方向上的位移，而X方向是为了确保测量载体沿X方向运行和检测，因此在该方向上的测量块被切成斜面。测量时，首先测量垂直斜率方向的位移，然后间接计算测量方向的位移。图7激光传感器的测量和承载机构3后桥壳焊接组件控制系统简介自动检查工具是典型的机电设备。对于任何机电一体化系统，机械部分和电气控制部分都是不可分割的。只有在控制系统的控制下，通过机电，液压和气体传输装置，机械部件才能按要求完成工作并实现相应的检测功能。因此，稳定而可靠的控制系统对于机电设备是必要的，也是至关重要的。该自动检查工具控制系统基于西门子s7200 PLC，Wincc组态软件和现场总线技术，旨在实现对电动缸和气缸的控制，然后驱动检查机构执行相应的动作以完成检查任务。由于空间限制，将不详细介绍控制系统的组成和工作原理。机械设计与制造工程2015年9月第44期MachineDesign Manufacturing Engining Engining Vol。 44 No. 9 4应用与结论如图8所示，作者设计制造的后桥壳焊接总成自动检查工具已经设计制造，并成功应用于生产现场。
实际结果表明，后桥壳体的自动检查工具实现了对后桥壳体几何参数的自动检测，可重复精度达到0.1 mm，从而保证了后桥焊接组件的质量。同时，可以保证每个自动检查工具的现场检查周期为80s，满足后桥壳焊接总成100％的检查要求，满足了生产周期，提高了企业的生产效率，并且降低生产成本。另外，所设计的自动检查工具具有自动归档检查结果和其他数据的功能，以及友好的人机交互环境，实现了操作员对自动检查工具的“透明”操作和对检查结果的“直观”理解。作者的研究为汽车关键零部件的几何参数的自动，高效，高精度检测提供了参考，具有实际应用价值。参考文献：[1]高静。中国汽车制造业集聚研究[D]。长春：吉林大学，2014。[2]王穗。零件尺寸累积误差对汽车后桥差速器传动特性的影响分析[J]。机械，2000（增刊１）：49-50。[3]彭斌，周平祥，赵霞。汽车车架的焊接变形及控制方法[J]。热处理技术，2011（７）：164 -170。 [4]张永红，陈建伟，韩福生。汽车车架焊接过程中焊接变形的控制方法[J]。汽车工程师，2012（５）：54-56。[5]王锡亮，廖惠江。汽车焊接生产过程中的后轴[J]焊接，2006（６）:. 63 -65机构设计自动检查夹具后焊接轴总成陈晓敏（太原机械工程学院，山西太原030008）摘要：。为了满足互换性关键部件重新焊接的车桥组件100％必要的测量几何参数。基于基础的结构特征确定的后焊接车桥组件，自动检查夹具的尺寸。其几何参数结合的定量方法介绍了机械结构的测量原理e。实践应用表明，该装置可实现约80秒的重复性精度测量，100％的测量零件。这满足了测量精度的屈服时间。后焊接轴组件；自动检查符合2015年机械设计第44号的固件
