飛輪齒（chǐ）圈自動檢測線

2019-12-25    click: 10167

 摘要：針對飛輪齒圈檢（jiǎn）測項目多和測量裝夾難度大的問題（tí），本文在自動生產線測量理念的基礎上（shàng），設計（jì）了一台（tái）上料，吹灰，測量，打標，高壓油衝洗，合格與超差分組五項工作任務於一身的（de）飛輪齒圈自動檢測線。通過將流（liú）水（shuǐ）線測量的（de）項（xiàng）目分解成各種集成模（mó）塊及控（kòng）製單元完（wán）成上述一些列功能需求（qiú）。並在測量模塊中采用哈爾濱青青草网站機械發展有限公司特有（yǒu）的“飛輪齒圈定位裝置結構”，並增加了激光測量裝置以及青青草网站發展公（gōng）司特有（yǒu）的標準（zhǔn）齒（chǐ）輪徑向偏差修正技術的飛輪齒圈（quān）綜（zōng）合自動檢測線，為（wéi）此類特殊的齒圈提供了方便，快捷，準確的測量方法。

  關（guān）鍵詞：飛輪齒（chǐ）圈 檢測線 定位工裝

0.引言

  飛輪總成是汽車發動機啟動裝置中重要的一個（gè）部件（jiàn），飛輪總成與離合器壓盤一並起到吸（xī）收振動（dòng），儲存能量的作用（yòng）。而薄壁齒圈又是飛輪總成部分的一個關鍵零件，由於（yú）其（qí）壁薄，齒多，直徑大等特點（如圖1所示），能夠（gòu）使飛輪總成的安裝結構緊湊，使用壽命長，在汽車啟動裝置中（zhōng）起到（dào）不可或缺的作用。然而由於這類（lèi）齒輪形狀的特殊（shū）性，環形齒輪齒厚變化較大（dà），外形尺寸變形較為嚴重，導致齒輪的精度和各項指標難（nán）於控製，這樣對傳動係統的（de）精度有直接影響，同（tóng）時對（duì）於精準的測量出（chū）其精度與參數也帶來了（le）很大難度。  






   在廠家（jiā）大批（pī）量生產的條件下，雖然齒圈通過機械加工可以達到比較高的精（jīng）度，但是由於熱處理（lǐ）等後續加工導致比較大的變形，齒厚（以特定齒輪跨（kuà）棒（bàng）距來衡量）很難保證（zhèng）一致性，以（yǐ）齒輪雙齧測量方式，由於內徑變化比較大、零件受力變形等原（yuán）因導（dǎo）致測（cè）量時其定位難於實現，帶來測量結果變化大。並且缺（quē）少方便快捷的檢測（cè）方法，隻能通過人工逐個檢測每個齒圈的跨棒距來判定（dìng）工件是否合格。這種檢測方法成本高，效率低，耗費大量（liàng）的人工和時間，因此如何能將這類齒輪高精度快速的檢測出來，成為（wéi）了目前要解決的重點。本文所述（shù）自主研（yán）發的自動（dòng）檢測線是吉林（lín）大華機械製造有限公司（sī）所提出的檢測要求進行研製設計的。該自動檢測線（xiàn）測量部分（fèn）針對此類齒（chǐ）圈的定位裝置和裝夾方式特殊設計（jì），配合青青草网站發展公司獨有的標輪徑向偏差修正技術，可以實現對此類齒（chǐ）圈M值，跨棒距，徑向誤（wù）差等多項參（cān）數精（jīng）準快速（sù）的測量。實現了測量速度快，檢（jiǎn）測效率高，快速準確分選，具有多種輔（fǔ）助功能（néng）的高品質的自動檢測線。為生產量大，檢測精度要求較高的客戶提供了新的檢測途徑，比較好的達（dá）到（dào）了（le）客戶的使用要（yào）求，已（yǐ）經成為客戶提升產品質量必不可（kě）少的自（zì）動檢測設（shè）備。

1.自動線總體介紹（shào）

  本（běn）文所述用於薄壁圓環類齒圈（quān）檢測自動檢測線，設計為多工位串行工作的方式，能夠實現快速裝夾工件，測量，打標，噴油清（qīng）洗，分選等功能（néng）。該設備集合了計算機（jī）多點控製（zhì），多軸聯動，齒輪雙齧測量，激光（guāng）測量，傳感器判斷，電動，氣動，液壓等多項先進的技術，實現了被測工件自動上下料，零件相關誤差項檢測，方向判斷，翻轉打標，高壓清洗，分（fèn）選等功能。工件從上料到分選出合格（gé）不合格整個過程（chéng）僅（jǐn）需20秒，檢測時間是人工檢測時間的1/5，是三坐（zuò）標檢測時間的1/10，而且（qiě）三坐標與人工隻（zhī）能測量一些外形誤差，無法測量齒輪（lún）的精度誤差，而此台自動線都可以滿足測量要求。圖2為自動線整體結構（gòu）示意圖。針對（duì）該檢測線自主開發相應配套軟件詳情見圖3。








2.自動線工（gōng）作流程

  如圖4所示，自動線由料倉工位，吹灰工位（wèi），測（cè）量工位，翻轉打標（biāo）工位，高（gāo）壓（yā）油清洗（xǐ）工位，分選工位等組成。



    （1）人工將被測齒圈放到圓形料倉上，料倉共3個上料裝（zhuāng）置，料倉下麵裝有旋轉軸係從而實現3個上料裝置的自（zì）動切換，傳感器檢測到上料裝置（zhì）有工件時，升（shēng）降平台帶動托盤上升到一定高度停止，機械手將工件抓取到吹灰工位。

  （2）機械手將工件放到吹灰工位後，三爪定位裝置（zhì）帶動工（gōng）件旋轉，同時（shí）四周分（fèn）布的高壓氣槍同時（shí）對工件進行高壓氣吹，把工件的表麵汙物清理幹淨（jìng）達到可檢測標準，被清理出的油汙（wū）灰塵（chén）收集到汙（wū）垢收集（jí）箱中（人工定期清理收集箱）。

  （3）工件吹淨後機械手將工件抓取（qǔ）到測量工（gōng）位（wèi），工件就位後被自動快（kuài）速裝夾定位采用雙齧的原理測量出齒輪（lún）的徑向誤差，采用激光測量（liàng）出齒輪的內徑尺寸，齒頂，齒根直徑等誤差（chà），通過（guò）激光照射判斷出齒圈的正反麵。

  （4）測量完畢，工件被抓取到翻轉打標工位，如工件（jiàn）方向正確且檢測為（wéi）合格零（líng）件則直接進行（háng）打標；如工件方向為反向且檢（jiǎn）測合格（gé）則翻轉夾爪先進行零件翻轉後再進行打標；如工件檢測不合格無（wú）論工（gōng）件擺放反正都（dōu）不打標，通過不同顏色的噴槍（qiāng）點在工件表麵進（jìn）行標記，這樣很容易（yì）分辨出齒圈哪項參數超差。

  （5）標記完的工（gōng）件被抓到清洗工位，不合格工件放到甩幹工位不進行高壓油衝洗甩幹；合格（gé）的工（gōng）件放到工位，倉門閉合，高壓（yā）油進行衝（chōng）洗，衝洗完畢後，工件與三爪定位裝置高速旋轉把工件上殘留（liú）的油甩幹。

  所（suǒ）有工序完成機械手根據工件檢測的（de）結果進行分組，分別將工件放置在合格與不合格的小推車上，工件裝滿後儀器提示工人將小車（chē）推走，卸料（liào）更換。

3.自動線測量工（gōng）位的設計

  測量工位（wèi）的設計是整個測（cè）量線的關鍵，如圖5所示為測量工位以及工件裝夾結（jié）構示意圖，圖的右半部分采用的是青青草网站發展公司獨有的單滑板（bǎn）雙齧結構，傳統雙齧儀一般都是使用兩層滑板結構（一層移（yí）動滑板用於（yú）齒輪大小調（diào）整，一層浮動滑板用於齒輪（lún）齧合測量）結構比較繁瑣，安裝起來（lái）比較麻（má）煩，而單滑板雙齧結（jié）構化（huà）繁（fán）為簡把兩層滑板融（róng）合到一層滑板使（shǐ）用（yòng），浮（fú）動移動使用一個光柵計數，這樣結構簡單緊湊，便於安裝調整（zhěng），節約成本，該結構更適合應用於自動生產線中。

  圖5的左（zuǒ）邊是工件（jiàn）的（de）定位裝夾裝置，在底部的4個精密滑台上有3個滑台（tái）安裝著高精度的萬向軸承（3個萬向軸承的高（gāo）度必須一致），根（gēn）據（jù）被（bèi）測工件的直徑（jìng）大小調整每個精（jīng）密滑（huá）台的位置，用3個萬向軸承支撐著工件表麵（miàn）使工件保持水平，並且能夠（gòu）靈活的旋轉；在另一個滑台（tái）上裝（zhuāng）有高精度軸承，將滑台調整到相應位置鎖緊，當機械手把工件放到測量位置時（shí），標（biāo）輪向前移動與工件齧（niè）合後，繼續向前（qián）直到高精度（dù）軸承將工件擋住，開始齧合測量（liàng）。由於此（cǐ）類薄（báo）壁（bì）環形齒圈在（zài）熱處理時外（wài）形尺寸變形比較嚴重，所以測量時會出（chū）現擺動（dòng）現象，因此（cǐ）在中間安裝了一個型材滑軌和兩個滑塊。滑塊1上安裝了一（yī）個彈性機構，放工件前氣缸通氣將萬向球1向後頂開，工件就位後氣缸鬆開萬向球1通過彈簧的作用緊緊地頂在工件內（nèi）壁（bì）上，滑塊2上的（de）萬向球2則（zé）提前調整到（dào）固定（dìng）位（wèi）置鎖緊，通過萬向球1和2的相互作用將工件撐（chēng）起，固定在中心位置，確保了齧合（hé）測量結果的穩定性。在另一個型材滑軌上（shàng）安裝著兩個（gè）激光位移傳感器。一個安裝在工件內（nèi）部，一個在工件外部（bù）分別測量齒圈的內孔直徑與齒（chǐ）頂圓，齒根圓直徑等（děng）誤差項（xiàng）。

    在每個機械結構相（xiàng）互配合下保證了測量結果的穩定性，測量速度快，此（cǐ）結構通（tōng）過多次實驗並與三坐（zuò）標測量結果進行（háng）對比，該結構（gòu）測量齒圈的各項精度重複性在±0.01mm。






4.總結

  傳統的人工檢測方法已經不在適（shì）合產量大，高節拍，高（gāo）精（jīng）度的（de）生產需求。此（cǐ）類薄壁環形齒圈自動檢查線的應用取得良（liáng）好的效果，保證產品的檢查穩定（dìng）性和效率，提升了生產自動（dòng）化程度。隨著工業生產自動化水平的提高，這種（zhǒng）智能一體化設計的檢測線越來越被認可和（hé）需要，而（ér）自動線的關鍵技（jì）術是根據被測工件的特定技術要求設計對應的測量單元，在滿足測量效率的基礎上（shàng）要求測量結果準確，工件定位的穩（wěn）定可靠。該自動測量線的應（yīng）用得到了（le）客戶的認可和好評。提高了檢測效率並降低了客戶的大量成本，成為了現代工業裏控製（zhì）質量的最佳（jiā）檢測（cè）方式之一。

參考文獻：

[1]張紅（hóng）梅（méi）.齒（chǐ）圈類零件的在線檢測及校正生產線的設計. 哈爾濱青青草网站機械發展有限公司, 2017.

[2]湯潔. 齒輪雙麵（miàn）齧合多維測量理論及技術研究[D].北京工（gōng）業大學（xué）, 2009.