一种双模式消声器阀门自动预扭焊接检测设备，由支架、扭力测量系统、驱动系统、限位系统、焊接系统以及控制系统组成。扭力测量系统、驱动系统、控制系统分别固定在支架上，限位系统、焊接系统安装在驱动系统上。扭力测量系统通过石棉塑料接头将力矩传递到静态扭矩传感器上，实现力矩的测量，同时隔绝焊接产生的热及电流对传感器的冲击；驱动系统通过直线运动和旋转运动的组合实现阀门的自动装夹和预扭；限位系统通过直线运动限位和旋转运动限位控制驱动系统的运动边界位置；焊接系统通过气缸和滑板的组合来实现阀门扭簧固定座的自动焊接；控制系统通过程序控制各个系统的有序运动，使得双模式消声器阀门的预扭、焊接和检测三道工序自动完成。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于汽车零部件的自动组装检测装置领域。
技术介绍
随着汽车保有量的急剧增长，汽车排气噪声污染成为日益突出的问题。同时，人们对汽车舒适性要求越来越高，汽车厂商迫切需要降低排气噪声以提升车内噪声水平。双模式消声器可以有效的降低汽车排气噪声，同时可以减小汽车排气消声器的容积以及排气背压，在汽车排气系统中具有广泛的应用前景(庞剑.汽车噪声与振动：理论与应用，北京：北京理工大学出版社，2006)。双模式消声器的核心部件为阀门结构，阀门结构在高温排气气流的作用下开启和关闭，改变气流通过路径以及内部消声结构从而实现排气背压的降低以及排气噪声的消减。阀门结构阀门的开闭由扭转弹簧控制，阀门扭转弹簧预紧力的大小决定了阀门的开启时机，阀门扭转弹簧的刚度决定了阀门在各个转速工况下开启的大小，因而阀门的预紧装配工艺水平以及成品检测工艺水平成为影响双模式消声器性能的关键因素。目前市场上尚无双模式消声器阀门预紧焊接及检测设备，相关专利也仅限于自动焊接设备。如专利号为CN202591861U的技术专利中，提到了一种阀门顶压旋转式组装机，该阀门顶压旋转式组装机能够解决现有焊接阀门组装预紧力，焊接时需要人工操作，操作不便等问题。但该技术只能够适用于压力弹簧阀门的组装焊接，并不能解决扭力弹簧自动预紧焊接的问题，也不能对焊接后的成品性能进行检测，另外该技术使用的是液压驱动，生产成本比较高。专利号为CN1950175A的专利技术专>利中，提到了一种可调节力和位置的预加载的焊接夹具，该装置能够通过扭力弹簧调节待焊接物体的加载力，同时能够感应并调节待焊接物体的位置，能够提高焊接的精度。但是，该夹具并不能适用于汽车消声器用阀门的夹紧，且全过程需手动调节，不能实现自动化，不利于提高生产效率。又如专利号为CN101947855A的专利中，提到了一种PE阀门自动焊接机，该装置虽然能够实验自动检测定位和焊接工作，但仅仅是对管道进行焊接，没法对弹性元件进行预紧，也不适于阀门结构的夹紧。如果阀门部件的组装和焊接靠人工完成，难以保证预紧力精度和焊接质量，同时生产效率也会较低。因此专利技术一种针对双模式消声器阀门自动预扭焊接检测设备，是进行大规模高品质双模式消声器生产的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种双模式消声器阀门自动预扭焊接检测设备，以解决双模式消声器阀门加工过程中出现的自动化程度不高，人工操作效率低，弹簧预扭加载力不易确定且精度不高等问题。该设备结构设计合理，成本较低，不仅能够实现弹簧预扭加载力的精确控制，而且还能实现弹簧的自动焊接和成品检测，大大提高了生产效率和生产质量。本专利技术采用如下技术方案：一种双模式消声器阀门自动预扭焊接检测设备，该设备由支架(1)、扭力测量系统(6)、驱动系统(4)、限位系统(3)、焊接系统(5)以及控制系统(2)六大部分组成。所述的支架由底座(1-1)、立柱(1-2)组成，两部分通过螺栓连接在一起。底座为厚钢板，支承整个系统并起减振的作用。支架主要用于安装固定其它五大系统。所述的扭力测量系统通过螺栓安装于支架(1)的底座(1-1)之上，主要由测量支架(6-1)、静态扭矩传感器(6-2)、石棉塑料接头(6-3)、石棉塑料轴承套(6-4)、传力轴(6-7)、装夹板(6-6)组成；测量支架(6-1)与支架的底座(1-1)相连接，用于固定静态扭矩传感器(6-2)一端和石棉塑料轴承套(6-4)，静态扭矩传感器(6-2)另一端通过石棉塑料接头(6-3)与传力轴(6-7)相连接；装夹板(6-6)用于装夹阀门(6-5)，并与传力轴(6-7)相连接，将扭力传递到静态扭矩传感器(6-2)上。所述的驱动系统安装于支架(1-2)的立柱之上，由直线运动驱动系统和旋转运动驱动系统两部组成：直线运动驱动系统由活塞式气压缸(4-6)、滑板一(4-9)、背板(4-8)、电控气压调节阀(4-7)组成；背板(4-8)通过螺栓连接在支架的立柱(1-2)上，用于支撑整个直线运动系统，活塞式气压缸(4-6)驱动滑板一(4-9)在背板(4-8)的滑轨上滑动，从而产生直线运动；旋转运动驱动系统通过螺栓固定在滑板一(4-9)之上，随滑板一起运动，由伺服电机(4-5)、石棉塑料(4-4)、驱动轴(4-3)、主动齿轮(4-2)、从动齿轮(4-1)组成，伺服电机(4-5)通过石棉塑料(4-4)与驱动轴(4-3)连接，带动主动齿轮(4-2)旋转，继而带动从动齿轮(4-1)旋转，从而产生旋转运动，另外从动齿轮(4-1)的中心加工有装夹孔，用于装夹阀门(6-5)上的阀门扭簧固定座(6-5-1)，并带动阀门扭簧固定座(6-5-1)旋转，对阀门(6-5)上的扭簧施加扭力。所述的限位系统安装于驱动系统(4)之上，分为直线运动限位系统和旋转运动限位系统两部分组成。直线运动限位系统通过螺栓安装在背板(4-8)上，由机械限位螺栓(3-1)和两个上下布置的直线运动定位磁电霍尔传感器(3-4)组成；机械限位螺栓(3-1)限定直线运动的最低位置，用于保护扭力测量系统，而直线运动定位磁电霍尔传感器(3-4)与滑板一(4-9)相配合，用于限定滑板的上行和下行终点，从而能够控制阀门(6-5)的装夹；旋转运动限位系统由两个旋转定位块(3-2)和两个旋转运动定位磁电霍尔传感器(3-3)组成，两个旋转运动定位磁电霍尔传感器(3-3)通过螺栓固定在滑板一(4-9)上，两个旋转定位块(3-2)安装在驱动轴(4-3)上，两部分相互配合用于确定阀门的初始装配角度以及阀门(6-5)所能旋转的最大角度，保证阀门(6-5)的正确装夹，同时进行扭矩检测时，旋转角度不至于过大而损坏阀门(6-5)。所述的焊接系统固定在驱动系统(4)之上，主要由固定框架(5-1)、滑板二(5-2)、焊枪(5-3)、焊枪夹板(5-4)、小活塞气缸(5-5)组成；固定框架(5-1)通过螺栓与滑板一(4-9)连接，小活塞气缸(5-5)驱动滑板二(5-2)在固定框架(5-1)的滑槽内上下移动，滑板二(5-2)用于固定焊枪夹板(5-4)和焊枪(5-3)，实现焊枪(5-3)的上下移动，从而实现对阀门结构的自动焊接。所述的控制系统的硬件通过螺栓安装于支架(1)的立柱(1-2)上，主要由配电箱(2-2)和电控箱(2-1)组成；配电箱(2-2)主要用于给伺服电机(4-5)、电控气压调节阀(4-7)、焊枪(5-3)以及电控箱(2-1)供电；电控箱(2-1)配备有触摸屏和起停按钮，触摸屏主要用于设定参数以及显示扭矩信息，起停按钮本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双模式消声器阀门自动预扭焊接检测设备，其特征是由支架(1)、扭力测量系统(6)、驱动系统(4)、限位系统(3)、焊接系统(5)以及控制系统(2)组成；所述的支架由底座(1‑1)、立柱(1‑2)组成，两部分通过螺栓连接；所述的扭力测量系统通过螺栓安装于支架(1)的底座(1‑1)之上，由测量支架(6‑1)、静态扭矩传感器(6‑2)、石棉塑料接头(6‑3)、石棉塑料轴承套(6‑4)、传力轴(6‑7)、装夹板(6‑6)组成；测量支架(6‑1)与支架的底座(1‑1)相连接，用于固定静态扭矩传感器(6‑2)一端和石棉塑料轴承套(6‑4)，静态扭矩传感器(6‑2)另一端通过石棉塑料接头(6‑3)与传力轴(6‑7)相连接；装夹板(6‑6)用于装夹阀门样件(6‑5)，并与传力轴相(6‑7)连接，将扭力传递到静态扭矩传感器(6‑2)上；所述的驱动系统安装于支架(1‑2)的立柱之上，由直线运动驱动系统和旋转运动驱动系统两部组成；直线运动驱动系统由活塞式气压缸(4‑6)、滑板一(4‑9)、背板(4‑8)、电控气压调节阀(4‑7)组成，背板(4‑8)通过螺栓连接在支架的立柱(1‑2)上，用于支撑整个直线运动系统，活塞式气压缸(4‑6)驱动滑板一(4‑9)在背板(4‑8)的滑轨上滑动，从而产生直线运动；旋转运动驱动系统由伺服电机(4‑5)、石棉塑料(4‑4)、驱动轴(4‑3)、主动齿轮(4‑2)、从动齿轮(4‑1)组成，通过螺栓固定在滑板一(4‑9)之上，随滑板一起运动，伺服电机(4‑5)通过石棉塑料(4‑4)与驱动轴(4‑3)连接，带动主动齿轮(4‑2)旋转，继而带动从动齿轮(4‑1)旋转，从而产生旋转运动，从动齿轮(4‑1)的中心加工有装夹孔，用于装夹阀门(6‑5)上的阀门扭簧固定座(6‑5‑1)，并带动阀门扭簧固定座(6‑5‑1)旋转，对阀门(6‑5)上的扭簧施加扭力；所述的限位系统安装于驱动系统(4)之上，由直线运动限位系统和旋转运动限位系统两部分组成；直线运动限位系统由机械限位螺栓(3‑1)和两个上下布置的直线运动定位磁电霍尔传感器(3‑4)组成，通过螺栓安装在背板(4‑8)上，机械限位螺栓(3‑1)限定直线运动的最低位置，用于保护扭力测量系统，而直线运动定位磁电霍尔传感器(3‑4)与滑板一(4‑9)相配合，用于限定滑板的上行和下行终点，控制阀门(6‑5)的装夹；旋转运动限位系统由两个旋转定位块(3‑2)和两个旋转运动定位磁电霍尔传感器(3‑3)组成，两个旋转运动定位磁电霍尔传感器(3‑3)通过螺栓固定在滑板一(4‑9)上，两个旋转定位块(3‑2)安装在驱动轴(4‑3)上，两部分相互配合用于确定阀门的初始装配角度以及阀门(6‑5)旋转的最大角度，保证阀门(6‑5)的正确装夹，同时进行扭矩检测时，旋转角度不至于过大而损坏阀门。所述的焊接系统固定在驱动系统(4)之上，主要由固定框架(5‑1)、滑板二(5‑2)、焊枪(5‑3)、焊枪夹板(5‑4)、小活塞气缸(5‑5)组成；固定框架(5‑1)通过螺栓与滑板一(4‑9)连接，小活塞气缸(5‑5)驱动滑板二(5‑2)在固定框架(5‑1)的滑槽内上下移动，滑板二(5‑2)用于固定焊枪夹板(5‑4)和焊枪(5‑3)，实现焊枪(5‑3)的上下移动，实现对阀门(6‑5)结构的自动焊接。所述的控制系统的硬件通过螺栓安装于支架(1)的立柱(1‑2)上，主要由配电箱(2‑2)和电控箱(2‑1)组成；配电箱(2‑2)用于给伺服电机(4‑5)、电控气压调节阀(4‑7)、焊枪(5‑3)以及电控箱(2‑1)供电；电控箱(2‑1)配备有触摸屏和起停按钮，触摸屏用于设定参数以及显示扭矩信息，起停按钮用于控制整个系统的起停，同时电控箱内部有电子控制单元，用于采集传感器电位信息进行运算和处理，输出电位信号控制执行机构动作，使得双模式消声器阀门的预扭、焊接和检测自动完成。...
【技术特征摘要】
1.一种双模式消声器阀门自动预扭焊接检测设备，其特征是由支架(1)、扭力测
量系统(6)、驱动系统(4)、限位系统(3)、焊接系统(5)以及控制系统(2)组成；
所述的支架由底座(1-1)、立柱(1-2)组成，两部分通过螺栓连接；
所述的扭力测量系统通过螺栓安装于支架(1)的底座(1-1)之上，由测量支架
(6-1)、静态扭矩传感器(6-2)、石棉塑料接头(6-3)、石棉塑料轴承套(6-4)、传力
轴(6-7)、装夹板(6-6)组成；测量支架(6-1)与支架的底座(1-1)相连接，用于
固定静态扭矩传感器(6-2)一端和石棉塑料轴承套(6-4)，静态扭矩传感器(6-2)另
一端通过石棉塑料接头(6-3)与传力轴(6-7)相连接；装夹板(6-6)用于装夹阀门
样件(6-5)，并与传力轴相(6-7)连接，将扭力传递到静态扭矩传感器(6-2)上；
所述的驱动系统安装于支架(1-2)的立柱之上，由直线运动驱动系统和旋转运动
驱动系统两部组成；直线运动驱动系统由活塞式气压缸(4-6)、滑板一(4-9)、背板
(4-8)、电控气压调节阀(4-7)组成，背板(4-8)通过螺栓连接在支架的立柱(1-2)
上，用于支撑整个直线运动系统，活塞式气压缸(4-6)驱动滑板一(4-9)在背板(4-8)
的滑轨上滑动，从而产生直线运动；旋转运动驱动系统由伺服电机(4-5)、石棉塑料
(4-4)、驱动轴(4-3)、主动齿轮(4-2)、从动齿轮(4-1)组成，通过螺栓固定在滑
板一(4-9)之上，随滑板一起运动，伺服电机(4-5)通过石棉塑料(4-4)与驱动轴
(4-3)连接，带动主动齿轮(4-2)旋转，继而带动从动齿轮(4-1)旋转，从而产生
旋转运动，从动齿轮(4-1)的中心加工有装夹孔，用于装夹阀门(6-5)上的阀门扭
簧固定座(6-5-1)，并带动阀门扭簧固定座(6-5-1)旋转，对阀门(6-5)上的扭簧施
加扭力；
所述的限位系统安装于驱动系统(4)之上，由...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘海涛，刘林芽，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：江西;36
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