李樹娣

（廣州市嘉特斯機電制造有限公司，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，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，其作用主要有三個方面：一是增大來自轉(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)向傳動軸的轉(zhuǎn)速，并使轉(zhuǎn)向搖臂軸轉(zhuǎn)動，帶動搖臂擺動，使其末端獲得所需要的位移，或是將與轉(zhuǎn)向傳動軸連接在一起的主動齒輪的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成齒輪齒條的直線運動而獲得所需要的位移；三是通過選取不同的蝸桿上的螺紋螺旋方向，達到使轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動方向與轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動方向協(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、檢測都是非常重要的。因此，我們根據(jù)多年的不斷學習改進設計出一臺對中打銷檢測機，以下就對這臺機器進行簡要介紹。

1 對中打銷檢測機的組成

本設備采用機械、電氣、液壓、氣動一體化控制，動作循環(huán)順序由可編程控制器控制。主機由機床底座、機床護罩、夾緊機構(gòu)、壓銷機構(gòu)、調(diào)中機構(gòu)、調(diào)中上升降機構(gòu)、上夾緊機構(gòu)、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等組成。

2 對中打銷檢測機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、角度特性檢測工位。

轉(zhuǎn)向軸總成通過夾緊油缸夾緊后由回轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)到各加工工位上加工，大大提高了生產(chǎn)效率，多機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，有在席檢測傳感器防止機器誤動作，兩側(cè)安裝了安全光柵保護人身安全。

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

鉆中心孔工位是動力頭和行程開關組成，工件找到中心位后鉆中心孔。

鉆孔工位由動力頭和行程開關組成，中心孔完成后進行鉆孔。

倒角工位由動力頭和行程開關組成，鉆孔完成后進行倒角。鉸孔工位由動力頭和行程開關組成，倒角完成后進行鉸孔。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行壓入銷，壓力一般為6～9 kN。電腦通過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，可以很好地檢測出壓入銷的松緊度。

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

3 對中打銷檢測機工作過程

開啟電源，操作電源打開并復位→人工將工件放在夾具上→雙手啟動設備→下端升降機構(gòu)通過伺服帶動調(diào)中機構(gòu)上升夾緊工件（輸出軸）→調(diào)中機構(gòu)通過伺服將工件（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→上端夾緊機構(gòu)通過氣缸帶動下降來夾緊工件（輸入軸）→調(diào)中機構(gòu)通過伺服將工件（輸出軸）下拉（0.6±0.1）mm（拉拔量）→調(diào)中機構(gòu)通過伺服帶動工件（轉(zhuǎn)向軸總成）正反時針旋轉(zhuǎn)，并自動監(jiān)測和判斷轉(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→動力頭①快進打中心孔→打中心孔OK→旋轉(zhuǎn)到鉆孔工位→動力頭②快進鉆孔→鉆孔OK→旋轉(zhuǎn)到倒角工位→動力頭③快進倒角→倒角OK→旋轉(zhuǎn)到鉸孔工位→動力頭④快進鉸孔→鉸孔OK→旋轉(zhuǎn)到壓銷工位→壓銷機構(gòu)壓銷→壓銷完畢→旋轉(zhuǎn)回到調(diào)中工位→調(diào)中電機帶動工件旋轉(zhuǎn)→檢測力矩與傳感器的輸出電壓特性曲線，判定線性度，并測試滯后量，線性度和滯后量不合格時紅色燈亮，計算機顯示對應測試曲線→檢測完畢→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中打銷檢測質(zhì)量的關鍵要素，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，可有效地提高設備的壓裝精度，而其他部件則不受壓裝力影響。

夾緊機構(gòu)是一個自制的油缸夾盤，由夾緊安裝板、活塞、缸體、油缸前蓋、油缸后蓋、彈性夾頭、工件定位套等組成。該油缸夾盤是為適應多種轉(zhuǎn)向軸總成而設計的，夾盤小而巧，通過彈性夾頭和工件定位套來更換機種。

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

本設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、工控機和工控軟件。

5 結(jié)語

為確保設備安全可靠地工作循環(huán)，還需靠電氣控制系統(tǒng)保證各動作順序的嚴密互鎖關系和程序的精準控制。隨著科技的高速發(fā)展和進步，在市場對產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高的情況下，為了更好地跟市場接軌，與世界同步，為客戶利益著想，要不斷改進對中打銷檢測機的檢測技術，以客戶需求為導向，求真務實，精益求精，才能跟得上社會發(fā)展的需求。

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