轎車C-EPS對(duì)中打銷檢測(cè)機(jī)技術(shù)分析

李樹娣

（廣州市嘉特斯機(jī)電制造有限公司，廣東廣州510850）

0 引言

轉(zhuǎn)向軸總成（圖1）由輸出軸總成和輸入軸扭桿壓裝總成等組成，輸出軸總成一般由輸出軸、蝸輪組成的，輸入軸扭桿壓裝總成一般由軸套、扭桿、輸入軸組成。轉(zhuǎn)向軸的作用是將駕駛員作用于轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向力矩傳遞給轉(zhuǎn)向器，它的上部與轉(zhuǎn)向盤固定連接，下部與轉(zhuǎn)向器相連。轉(zhuǎn)向軸從轉(zhuǎn)向柱管中穿過(guò)，支承在柱管內(nèi)的軸承和襯套上。有些轉(zhuǎn)向軸不但具有一定的剛度，還具有吸能功能，起到防傷作用。轉(zhuǎn)向軸總成是轉(zhuǎn)向器中的重要部分，轉(zhuǎn)向器是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的重要總成，其作用主要有三個(gè)方面：一是增大來(lái)自轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)矩，使之大到足以克服轉(zhuǎn)向輪與路面之間的轉(zhuǎn)向阻力矩；二是降低轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，并使轉(zhuǎn)向搖臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)搖臂擺動(dòng)，使其末端獲得所需要的位移，或是將與轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸連接在一起的主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成齒輪齒條的直線運(yùn)動(dòng)而獲得所需要的位移；三是通過(guò)選取不同的蝸桿上的螺紋螺旋方向，達(dá)到使轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向協(xié)調(diào)一致的目的。

圖1 轉(zhuǎn)向軸總成

以上分析顯示，轉(zhuǎn)向軸總成的壓裝、檢測(cè)都是非常重要的。因此，我們根據(jù)多年的不斷學(xué)習(xí)改進(jìn)設(shè)計(jì)出一臺(tái)對(duì)中打銷檢測(cè)機(jī)，以下就對(duì)這臺(tái)機(jī)器進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

1 對(duì)中打銷檢測(cè)機(jī)的組成

本設(shè)備采用機(jī)械、電氣、液壓、氣動(dòng)一體化控制，動(dòng)作循環(huán)順序由可編程控制器控制。主機(jī)由機(jī)床底座、機(jī)床護(hù)罩、夾緊機(jī)構(gòu)、壓銷機(jī)構(gòu)、調(diào)中機(jī)構(gòu)、調(diào)中上升降機(jī)構(gòu)、上夾緊機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等組成。

2 對(duì)中打銷檢測(cè)機(jī)工位排序及工作原理

2.1 工位排序

轉(zhuǎn)向軸總成上下料工位→找中工位→鉆中心孔工位→鉆孔工位→倒角工位→鉸孔工位→壓銷工位→電壓特性檢測(cè)、角度特性檢測(cè)工位。

轉(zhuǎn)向軸總成通過(guò)夾緊油缸夾緊后由回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)到各加工工位上加工，大大提高了生產(chǎn)效率，多機(jī)種加工能力也比以前提高了。

2.2 工作原理

上下料工位用于人工放入和人工取出工件，有在席檢測(cè)傳感器防止機(jī)器誤動(dòng)作，兩側(cè)安裝了安全光柵保護(hù)人身安全。

找中工位由夾緊油缸、伺服電機(jī)、扭矩傳感器和角度傳感器組成，有兩種模式：機(jī)械找中和電壓找中。機(jī)械找中是輸出軸夾緊不動(dòng)，由伺服電機(jī)帶動(dòng)輸入軸左旋轉(zhuǎn)到極限再右旋轉(zhuǎn)到極限，通過(guò)電腦讀取角度傳感器角度值計(jì)算出角度中心值后，回到中心位。電壓找中是輸出軸夾緊不動(dòng)，由伺服電機(jī)帶動(dòng)輸入軸左旋轉(zhuǎn)到極限再右旋轉(zhuǎn)到極限，通過(guò)電腦讀取傳感器電壓值和角度值計(jì)算出電壓中心值2.5 V后，回到中心位。

鉆中心孔工位是動(dòng)力頭和行程開關(guān)組成，工件找到中心位后鉆中心孔。

鉆孔工位由動(dòng)力頭和行程開關(guān)組成，中心孔完成后進(jìn)行鉆孔。

倒角工位由動(dòng)力頭和行程開關(guān)組成，鉆孔完成后進(jìn)行倒角。鉸孔工位由動(dòng)力頭和行程開關(guān)組成，倒角完成后進(jìn)行鉸孔。壓銷工位由液壓油缸、壓力傳感器和位移傳感器組成。工件中心孔鉆好后進(jìn)行壓入銷，壓力一般為6～9 kN。電腦通過(guò)采集卡描出壓力和位移曲線圖判斷出壓銷壓力和壓入深度，可以很好地檢測(cè)出壓入銷的松緊度。

檢測(cè)工位由夾緊油缸、伺服電機(jī)、扭矩傳感器和角度傳感器組成。工件打完銷后進(jìn)行特性檢測(cè)，輸出軸夾緊不動(dòng)，由伺服電機(jī)帶動(dòng)輸入軸左旋轉(zhuǎn)到極限再右旋轉(zhuǎn)到極限，再回到中位。電腦通過(guò)采集卡描出特性圖判斷出工件左右對(duì)稱關(guān)系。特性檢測(cè)有兩種：一種是扭矩和電壓線性圖，另一種是扭矩和角度線性圖。

3 對(duì)中打銷檢測(cè)機(jī)工作過(guò)程

開啟電源，操作電源打開并復(fù)位→人工將工件放在夾具上→雙手啟動(dòng)設(shè)備→下端升降機(jī)構(gòu)通過(guò)伺服帶動(dòng)調(diào)中機(jī)構(gòu)上升夾緊工件（輸出軸）→調(diào)中機(jī)構(gòu)通過(guò)伺服將工件（轉(zhuǎn)向軸總成）整體提高2 mm（高度可調(diào)），讓工件平面不與夾頭平面接觸→上端夾緊機(jī)構(gòu)通過(guò)氣缸帶動(dòng)下降來(lái)夾緊工件（輸入軸）→調(diào)中機(jī)構(gòu)通過(guò)伺服將工件（輸出軸）下拉（0.6±0.1）mm（拉拔量）→調(diào)中機(jī)構(gòu)通過(guò)伺服帶動(dòng)工件（轉(zhuǎn)向軸總成）正反時(shí)針旋轉(zhuǎn)，并自動(dòng)監(jiān)測(cè)和判斷轉(zhuǎn)向輸出電壓是否在中位→調(diào)中OK→旋轉(zhuǎn)到鉆中心孔工位→動(dòng)力頭①快進(jìn)打中心孔→打中心孔OK→旋轉(zhuǎn)到鉆孔工位→動(dòng)力頭②快進(jìn)鉆孔→鉆孔OK→旋轉(zhuǎn)到倒角工位→動(dòng)力頭③快進(jìn)倒角→倒角OK→旋轉(zhuǎn)到鉸孔工位→動(dòng)力頭④快進(jìn)鉸孔→鉸孔OK→旋轉(zhuǎn)到壓銷工位→壓銷機(jī)構(gòu)壓銷→壓銷完畢→旋轉(zhuǎn)回到調(diào)中工位→調(diào)中電機(jī)帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)→檢測(cè)力矩與傳感器的輸出電壓特性曲線，判定線性度，并測(cè)試滯后量，線性度和滯后量不合格時(shí)紅色燈亮，計(jì)算機(jī)顯示對(duì)應(yīng)測(cè)試曲線→檢測(cè)完畢→上下料工位→人工下料→循環(huán)。

4 其他重要部件

床身的剛性是保證對(duì)中打銷檢測(cè)質(zhì)量的關(guān)鍵要素，采用焊接結(jié)構(gòu)，壓銷力在受力框架中形成內(nèi)力的壓裝方法，可有效地提高設(shè)備的壓裝精度，而其他部件則不受壓裝力影響。

夾緊機(jī)構(gòu)是一個(gè)自制的油缸夾盤，由夾緊安裝板、活塞、缸體、油缸前蓋、油缸后蓋、彈性?shī)A頭、工件定位套等組成。該油缸夾盤是為適應(yīng)多種轉(zhuǎn)向軸總成而設(shè)計(jì)的，夾盤小而巧，通過(guò)彈性?shī)A頭和工件定位套來(lái)更換機(jī)種。

該設(shè)備采用了氣液電滑環(huán)，解決了旋轉(zhuǎn)臺(tái)上氣源、液壓和電源的同時(shí)旋轉(zhuǎn)供給問題，實(shí)現(xiàn)了無(wú)限旋轉(zhuǎn)，安全性高，可靠性好，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性。

本設(shè)備電氣方面采用了三菱的Q系列PLC自帶的以太網(wǎng)網(wǎng)口和CC-LINK通訊功能，電腦數(shù)據(jù)采集卡、工控機(jī)和工控軟件。

5 結(jié)語(yǔ)

為確保設(shè)備安全可靠地工作循環(huán)，還需靠電氣控制系統(tǒng)保證各動(dòng)作順序的嚴(yán)密互鎖關(guān)系和程序的精準(zhǔn)控制。隨著科技的高速發(fā)展和進(jìn)步，在市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求越來(lái)越高的情況下，為了更好地跟市場(chǎng)接軌，與世界同步，為客戶利益著想，要不斷改進(jìn)對(duì)中打銷檢測(cè)機(jī)的檢測(cè)技術(shù)，以客戶需求為導(dǎo)向，求真務(wù)實(shí)，精益求精，才能跟得上社會(huì)發(fā)展的需求。

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