本發(fā)明涉及一種汽車氣門推桿無損檢測裝置,具體說是一種汽車氣門推桿綜合檢測系統(tǒng)。
背景技術:
氣門推桿是汽車發(fā)動機的重要零件之一,其運行的安全性、可靠性將直接影響到現(xiàn)代汽車工業(yè)。因其使用環(huán)境非??量?,工作時,受到氣門挺柱往復頂、壓交變力的周期作用。推桿兩球頭分別和氣門挺柱、氣門發(fā)生摩擦,故要求推桿兩端球頭具有高硬度、高耐磨性,而推桿桿部必須具有足夠的綜合力學性能。通常推桿的材料選用45#鋼,桿部硬度調制至26~31HRC,兩端球頭局部淬硬至48~53HRC。同時氣門推桿屬于細長桿類零件,在加工過程中,有時會產生裂紋、氣孔、彎曲等問題,如果此類問題不能被檢出,將嚴重影響產品的使用安全,造成嚴重的后果。
目前針對氣門推桿的裂紋檢測方法通常采用目測抽檢的方法,推桿圓跳動測量和推桿長度測量方法通常采用抽檢的方法,球頭硬度檢測采用抽檢硬度機檢測。人工檢測不可避免會出現(xiàn)由于人為因素導致產品錯檢、漏檢,而抽檢帶來的問題是一部分不合格件被漏檢,當作合格件使用,給汽車的正常使用埋下隱患。
對氣門推桿的桿部裂紋探傷、桿部圓跳動檢測、推桿長度檢測和球頭硬度檢測等綜合檢測裝置,可以及時判斷氣門推桿生產加工質量,不僅可以提高產品的可靠性和延長產品使用壽命,而且還可以預防事故的發(fā)生,提高生產效率。目前,市場上對于氣門推桿的性能的檢測設備功能都較為單一,未出現(xiàn)100%、綜合、無損、快速檢測系統(tǒng),不能滿足市場的客觀需求。
技術實現(xiàn)要素:
針對上述現(xiàn)有檢測設備功能單一,并且大部分為人工檢測等問題,本發(fā)明提供一種汽車氣門推桿綜合檢測系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠在產品加工完成后,直接對汽車氣門推桿的桿部裂紋探傷、桿部圓跳動檢測、推桿長度檢測和球頭硬度檢測,避免因人為因素導致產品的錯檢和漏檢的發(fā)生。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明專利采用的技術方案是:
所述汽車氣門推桿綜合檢測系統(tǒng),包括工作臺、推送機構、檢測裝置、傳輸機構和分選裝置,其特征是:
所述工作臺為長條狀,由兩條平行的支撐邊構成。所述傳輸機構為滾輪傳輸機構,由電機和若干輸送滾輪構成。所述輸送滾輪按照設定間隔設置在同一直線上,各輸送滾輪輪面上設傳輸槽,各輸送滾輪的傳輸槽構成傳輸線。電機帶動各個輸送滾輪同步滾動。被測汽車氣門推桿在各輸送滾輪的傳輸槽上傳輸。
所述推送機構位于傳輸機構前部,用于將被測汽車氣門推桿送至檢測裝置中。
所述檢測裝置,包括氣門推桿桿部表面渦流探傷機構、圓跳動測量機構、長度測量機構和球頭硬度測量機構,各個機構不限定先后次序地設置在傳輸機構的傳輸線上。
在圓跳動測量機構后部和氣門推桿球頭硬度測量機構后部各設置一個擋板機構,所述擋板機構,由擋板支架、氣缸、浮動接頭、擋板和擋板導軌組成。氣缸固定在擋板支架的上部,擋板導軌豎直固定在擋板支架的中部,擋板滑動套裝在擋板導軌上。氣缸通過浮動接頭連接擋板。擋板支架固定在傳輸線上方。氣缸通過帶動擋塊上下移動,實現(xiàn)工件的止?;蚍判械炔襟E。
所述分選裝置設置在傳輸機構尾部,用于分揀被測汽車氣門推桿。
所述推送機構,包括上料槽、步進電機、直線導軌和推送塊。上料槽為折板狀,由豎邊和向內傾斜的底板構成,優(yōu)選上料槽底板的內傾角度為20o,內傾角度限定了被測汽車氣門推桿初始位置位于傳輸線上。直線導軌設于上料槽豎邊上且與傳輸線平行。推送塊滑動套裝在直線導軌上,推送塊由步進電機驅動在直線導軌上來回滑動,用于推動被測汽車氣門推桿。
與推送機構配合的,還設置有上料機構,所述上料機構,包括上料框和止推板。上料框為矩形,其中一個邊框貼在上料槽底板的側面上,該邊框的頂面與上料槽底板處于同一傾斜面,該邊框下部上料框底板上開有止推口。上料框底板為斜面,傾向與上料槽底板相同。優(yōu)選地,上料框底板斜度為10o。上料框底板的斜度可以使被測汽車氣門推桿自由滾落至上料框底部的止推口。止推板套裝在止推口內,止推板在動力驅動下貼著上料框邊框上下往復運動。止推板頂面為斜面,傾向與上料槽底板相同,當止推板處于最低位置時,止推板頂面位于上料框底板。
止推板厚度等于或小于被測汽車氣門推桿的球頭直徑,保證待檢工件每次只單獨上料一個工件。
所述氣門推桿桿部表面渦流探傷機構,包括渦流探傷儀和夾持機構。渦流探傷儀采用外穿式渦流探頭,外穿式渦流探頭放置在傳輸線上。夾持機構置于外穿式渦流探頭之后,用于對被測汽車氣門推桿導向。當被測汽車氣門推桿穿過外穿式探頭和氣動手指時,氣動手指閉合,起到導向的作用,防止工件偏心,無法穿過外穿式探頭。渦流探傷儀通過濾波、放大等信號預處理,識別探頭線圈阻抗的瞬時變化量,并對阻抗設定一個閾值,當阻抗的瞬時變化量超過閾值時,判定為不合格。
所述圓跳動測量機構,包括兩個氣缸帶動的升舉塊、兩個步進電機同軸驅動的壓輪和兩支電感筆。升舉塊頂部設有V型槽。所述升舉塊的V型槽、壓輪輪軸以及電感筆均位于過傳輸線的豎直面內,兩支電感筆一前一后設置。壓輪和電感筆位于傳輸線上方,升舉塊位于傳輸線下方。兩個升舉塊由氣缸推動,將被測汽車氣門推桿向上升舉,使得兩個壓輪和兩支電感筆同時接觸到被測汽車氣門推桿。步進電機同軸驅動兩個壓輪轉動,借助摩擦力帶動被測汽車氣門推桿在兩個升舉塊的V型槽內自轉。如果推桿彎曲,則兩支電感筆讀數(shù)變化明顯,通過電感筆彈簧壓縮量的變化值計算出工件的圓跳動。
氣門推桿長度測量機構,包括固定位擋板機構、滑動擋板機構、氣缸B、電感筆B和調節(jié)微調平臺。所述固定位擋板機構和滑動擋板機構設置在傳輸線上。固定位擋板機構的擋板支架固定在工作臺的支撐邊上,位于傳輸線上方?;瑒訐醢鍣C構的擋板支架固定在滑板上,滑板套裝兩個滑動導軌上,滑動導軌分別設置在工作臺的兩個支撐邊上。氣缸B固定在工作臺的一個支撐邊上,氣缸桿鉸接在滑板上。調節(jié)微調平臺固定在工作臺的另一個支撐邊上,電感筆B固定在調節(jié)微調平臺上,電感筆的筆頭指向滑板。在固定位擋板機構與滑動擋板機構的中間位置的傳輸線上方設置壓緊氣缸,壓緊氣缸缸桿設壓爪。
氣門推桿球頭硬度測量機構,包括渦流硬度分選儀,渦流硬度分選儀采用外穿式硬度探頭,所述外穿式硬度探頭設置在傳輸線上。當被測汽車氣門推桿球頭進入外穿式硬度探頭,硬度探頭正好包覆球頭,渦流硬度分選儀通過探頭對被測汽車氣門推桿球頭硬度進行測量,將測量結果與標準球頭硬度進行對比。
所述分選裝置由正反轉電機、分選換向桿和分選料框構成,分選換向桿安裝在正反轉電機軸上并位于分選料框底面上。正反轉電機通過正反轉帶動分選換向桿在分選料框底面上轉動,實現(xiàn)被測汽車氣門推桿(工件)的滑動方向的改變,從而實現(xiàn)工件的分選。
本發(fā)明的有益效果是,集成多種檢測功能于一體,可同時檢測推桿的桿部裂紋探傷、桿部圓跳動檢測、推桿長度檢測和球頭硬度檢測,具有體積集約、操作高效方便,與傳統(tǒng)單一對象檢測設備相比,可以更加快速有效的獲取氣門推桿的性能信息。本發(fā)明系統(tǒng)實現(xiàn)了對汽車氣門推桿的全自動、無損、100%全檢測,實現(xiàn)了多參數(shù)綜合檢測。
附圖說明
圖1為本發(fā)明汽車氣門推桿綜合檢測系統(tǒng)主視示意圖。
圖2為本發(fā)明汽車氣門推桿綜合檢測系統(tǒng)軸側示意圖。
圖3為本發(fā)明中推送機構示意圖。
圖4為圖2A-A剖面圖(上料機構示意圖)。
圖5為本發(fā)明中夾持機構示意圖。
圖6為本發(fā)明中圓跳動測量機構示意圖。
圖7為本發(fā)明中氣門推桿長度測量機構剖面示意圖。
圖8為本發(fā)明擋板機構示意圖。其中,a是正視圖,b是側視圖。
圖9為本發(fā)明中滾輪剖視圖。
圖10為本發(fā)明中氣門推桿長度測量機構軸側示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施列對本發(fā)明專利作進一步說明。
實施例:
如圖1和圖2所表示的,是本發(fā)明一種汽車氣門推桿綜合檢測系統(tǒng)。它包括推送機構1、檢測裝置、傳輸機構和分選裝置。
如圖1和圖2所示,首先設置有一個工作臺100,所述工作臺為長條狀,由兩條平行的支撐邊構成。所述傳輸機構為滾輪傳輸機構,由電機和若干輸送滾輪構成。各個輸送滾輪按照設定間隔設置在工作臺100的兩條支撐邊上。如圖9所示,各輸送滾輪輪面上設傳輸槽71,各輸送滾輪的傳輸槽構成傳輸線。電機通過同步輪帶動輸送滾輪,輸送滾輪逐次采用圓皮帶帶動。被測汽車氣門推桿在各輸送滾輪的傳輸槽上傳輸。
設置在檢測系統(tǒng)最前面的是推送機構1。如圖3所示,它包括上料槽12、直線導軌13、推送塊14、步進電機15。上料槽12為折板狀,由豎邊18和向內傾斜的底板19構成,上料槽底板的內傾角度為20o。上料槽12的底板的內傾傾角限定被測汽車氣門推桿(簡稱工件)17初始位置位于傳輸線上。直線導軌13設于上料槽的豎邊上。推送塊14滑動套裝在直線導軌13上。上料槽豎邊的背面前后端設置同步輪,一個為主動輪,一個為從動輪,兩者之間由皮帶傳動。主動輪裝在步進電機軸上,推送塊14卡在皮帶上。推送塊由步進電機15驅動在直線導軌上來回滑動。推送塊14前部設置一個推桿16,該頂桿位于傳輸線上,用于頂推被測汽車氣門推桿17。
上料機構設置在檢測系統(tǒng)推送機構測部。如圖4所示,包括上料框10和止推板11。上料框為矩形,其中一個邊框貼在上料槽底板的側面上,該邊框的頂面與上料槽底板19處于同一傾斜面,該邊框下部上料框底板上開有止推口。上料框底板為斜面,傾向與上料槽底板相同,斜度為10o。上料框底板的斜度可以使被測汽車氣門推桿自由滾落至上料框底部的止推口。止推口套裝在止推口內,止推板在動力驅動下貼著上料框邊框上下往復運動。止推板頂面為斜面,傾向與上料槽底板相同,當止推板處于最低位置時,止推板頂面位于上料框底板。止推板厚度略小于被測汽車氣門推桿的球頭直徑,保證待檢工件每次只單獨上料一個工件。
工件17借助自身重力,在有斜度的上料框10內,自主滑落至上料框底部止推口處。底部的止推板11在氣缸組件的推動下,向上推舉,將工件17推送到上料槽12內,上料槽12與止推板11頂面存在相同的傾角,工件滑落至上料槽底內,由上料推送機構將工件推送至傳輸機構的傳輸滾輪上,實現(xiàn)自主上料。
如圖1所示,所述檢測裝置,分為氣門推桿桿部表面渦流探傷機構2、圓跳動測量機構3、長度測量機構4和球頭硬度測量機構5四個部分,它們按照次序布置在傳輸線上。在圓跳動測量機構3后部和球頭硬度測量機構5后部各設置一個擋板機構6。如圖8所示,所述擋板機構6,由擋板支架60、迷你氣缸62、浮動接頭63、擋板61和擋板導軌64組成。迷你氣缸固定在擋板支架的上部,擋板導軌豎直固定在擋板支架的中部,擋板滑動套裝在擋板導軌上。迷你氣缸通過浮動接頭連接擋板。擋板支架固定在工作臺100的支撐邊上,位于傳輸線上方。迷你氣缸通過帶動擋塊上下移動,實現(xiàn)工件的止?;蚍判械炔襟E。
氣門推桿桿部表面渦流探傷機構2。包括渦流探傷儀和夾持機構21。渦流探傷儀采用外穿式渦流探頭20,外穿式渦流探頭設置在傳輸線上。當工件被推送至輸送滾輪上,通過滾輪帶動工件前進,工件穿過外穿式渦流探頭20,檢測主機通過濾波、放大等信號預處理,識別探頭線圈阻抗的瞬時變化量,并對阻抗設定一個閾值,當阻抗的瞬時變化量超過閾值時,判定為不合格。由于外穿式探頭進行表面缺陷探傷為近表面,必須保證外穿式探頭與工件的同軸度要求在0.5mm以內。為防止工件偏心,無法穿過外穿式探頭,本專利設計了夾持機構21,將其置于外穿式渦流探頭之后,用于對被測汽車氣門推桿導向。夾持機構如圖5所示,當工件前方球頭穿過夾持機構后,其自動閉合,夾持口23的圓心位于傳輸線上,起到工件導向作用;當后方靠緊夾持機構時,其自動張開,停止導向作用。待檢測完畢后,工件通過輸送滾輪進入圓跳動測量工位。
圓跳動測量機構3,如圖6和圖2所示,包括升舉氣缸帶動的兩個升舉塊30、步進電機B33同軸驅動的兩個壓輪32和兩支電感筆31。升舉塊頂部設有V型槽。所述升舉塊的V型槽、壓輪32輪軸34以及電感筆31均位于過傳輸線的豎直面內,兩支電感筆一前一后設置。壓輪32和電感筆31位于傳輸線上方,升舉塊位于傳輸線下方。在工件傳送至圓跳動測量工位時,位于圓跳動測量機構后部的擋板組件6的擋塊61下降,工件停止運動。兩個升舉塊由氣缸推動,將工件向上升舉,使得兩個壓輪和兩支電感筆同時接觸到工件。步進電機同軸驅動兩個壓輪轉動,借助摩擦力帶動工件在兩個升舉塊的V型槽內自轉。如果推桿彎曲,則兩支電感筆讀數(shù)變化明顯,通過電感筆彈簧壓縮量的變化值計算出工件的圓跳動。檢測結束后,擋板組件抬升,推桿進入長度測量機構。
氣門推桿長度測量機構4,如圖7、圖10和圖2所示。包括一個固定位擋板機構41、滑動擋板機構42、迷你氣缸B43、電感筆B46和調節(jié)微調平臺48。所述固定位擋板機構和滑動擋板機構設置在傳輸線上,固定位擋板機構、滑動擋板機構與前面所述擋板機構6結構完全相同。固定位擋板機構的擋板支架60固定在工作臺100的支撐邊上,位于傳輸線上方?;瑒訐醢鍣C構的擋板支架固定在滑板45上,滑板套裝兩個滑動導軌44,滑動導軌分別設置在工作臺100的支撐邊上。迷你氣缸B固定在工作臺100的一個支撐邊上,氣缸桿鉸接在滑板上。因此滑動擋板機構能夠在迷你氣缸B的驅動下,沿著傳輸線來回移動。調節(jié)微調平臺48固定在工作臺100的另一個支撐邊上,電感筆B46固定在調節(jié)微調平臺48上,電感筆的筆頭指向滑板。工作原理:首先要進行標準工件的標定。將標準工件放入氣門推桿長度測量機構4,固定位擋板機構的擋板下降,將標準工件的一個球頭擋住。迷你氣缸B43帶動滑板45移動,滑動擋板機構隨之向標準工件的另一個球頭位置移動,滑動擋板機構的擋板靠緊工件球頭,滑板觸碰并壓迫電感筆筆頭,此時調節(jié)微調平臺48,讓電感筆46的讀數(shù)正好為電感筆讀數(shù)量程的一半,及6mm。為防止工件由于一端受力,工件彈起,在工件的中間位置的上方設置壓緊氣缸40,壓緊氣缸缸桿設壓爪,可以壓緊工件,保證長度測量的準確性。以后待檢測工件進入長度測量機構時,當工件的長度不同時,滑動擋板機構的擋板49靠緊工件球頭時,電感筆46的伸縮量也相應不同,通過電感筆的伸縮變化量對工件長度進行檢測。
球頭硬度測量機構5,包括渦流硬度分選儀,渦流硬度分選儀采用外穿式硬度探頭50,所述外穿式硬度探頭設置在傳輸線上。當推桿一端球頭進入外穿式硬度探頭50內,球頭硬度測量機構5后部的擋板組件6的擋塊下降,推桿停止運動。外穿式硬度探頭50測量工件球頭的硬度,與渦流硬度分選裝置的標準硬度工件對比,判定待檢工件硬度在48~53HRC判定合格。檢測結束后,擋板組件抬升,工件進入分選裝置。
分選裝置由正反轉電機、分選換向桿和分選料框70構成。分選料框70傾斜設置在系統(tǒng)最后部,正反轉電機固定在分選料框70的底面的下部,分選料框70底面上有一個軸孔,正反轉電機的軸穿過該軸孔,分選換向桿安裝在正反轉電機軸上并位于分選料框底面上。檢測主機判定工件是否合格,將信號傳輸給PLC,PLC控制正反轉電機正轉或反轉,正反轉電機帶動分選換向桿左右擺動,變更工件滑動的方向,實現(xiàn)對工件分選,分別撥料至不同的分選料框內,最終實現(xiàn)工件的分類。
圖9示意的是汽車氣門推桿綜合檢測系統(tǒng)的滾輪傳輸機構的輸送滾輪。由滾輪體71、滾輪軸72構成,滾輪體71通過兩個深溝球軸承73套裝在滾輪軸72上。
為了本發(fā)明裝置的工件全程全自動推送、檢測和分選,可以設置檢測主機(工控電腦系統(tǒng)),同時還設置PLC控制上料推送控制電路、工件傳輸控制電路、工件檢測電路和分選控制電路,檢測主機通過各個電路分別控制整個檢測流程的自動化進行。