於在文

摘要：本文根據(jù)汽車空調(diào)壓縮機(jī)中偏心銷裝配精度要求和外形特征，設(shè)計(jì)了一種偏心銷垂直度和高度自動(dòng)檢測設(shè)備，包括全自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)、工裝板頂升臺(tái)、夾抱定位機(jī)構(gòu)、移栽機(jī)構(gòu)和吸油管壓裝機(jī)構(gòu)。此自動(dòng)壓裝設(shè)備應(yīng)用于冰箱壓縮機(jī)曲軸吸油管裝配，極大地提高了生產(chǎn)效率和裝配精度，具有較高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：壓縮機(jī);偏心銷;垂直度;高度;自動(dòng)檢測設(shè)備

1.引言

渦旋式壓縮機(jī)因其具有容積效率高、運(yùn)行可靠、零部件少、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)、被廣泛應(yīng)用于制冷和空調(diào)領(lǐng)域汽車中[1]。渦旋式壓縮機(jī)最重要的零部件是偏心主軸和渦盤，為節(jié)省加工成本和降低后期維護(hù)難度，二者之間常常使用偏心銷連接。但在實(shí)際生產(chǎn)中，偏心銷的安裝精度往往成為影響主軸和渦盤使用壽命的主要因素。這是因?yàn)槠匿N與偏心主軸端面之間的垂直度和偏心銷高度精度較低時(shí)，會(huì)引起渦盤運(yùn)轉(zhuǎn)失穩(wěn)，導(dǎo)致壓縮機(jī)無法穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，降低壓縮機(jī)使用壽命[2]。故為保證偏心銷裝配質(zhì)量，往往需要裝配后進(jìn)行垂直度和高度檢測。現(xiàn)階段偏心銷的檢測方法主要是檢測人員手工持量具測量，這種方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且長時(shí)間的檢測工作容易使檢測人員疲勞，無法保證測量準(zhǔn)確，使不合格品流入下道工序[3]。

綜上所述，為降低檢測人員勞動(dòng)強(qiáng)度和提高檢測效率，需要一種自動(dòng)檢測裝置來檢測偏心銷垂直度和高度，并在出現(xiàn)不合格品時(shí)可以自動(dòng)標(biāo)記。故本文以汽車空調(diào)壓縮機(jī)為主要研究對象，設(shè)計(jì)了一種偏心銷垂直度和高度自動(dòng)檢測設(shè)備，保證了偏心銷檢測效率和質(zhì)量。

2.偏心銷裝配時(shí)所存在的問題

2.1 偏心銷的裝配技術(shù)要求

偏心銷中軸線與偏心主軸端面垂直度要求為A mm;偏心銷上端面至曲軸上端面距離為B mm，公差要求為±b mm。安裝前偏心銷中軸線和偏心主軸端面保持垂直，保證偏心銷和偏心主軸表面潔凈無污物。

2.2 偏心銷的傳統(tǒng)檢測方式

偏心銷的傳統(tǒng)檢測方式采用人工持量具測量的方式，出現(xiàn)不合格品后，人工將不合格產(chǎn)品挑出，并進(jìn)行調(diào)整。

2.3 傳統(tǒng)檢測方式存在的問題

偏心銷的檢測主要靠檢測人員視覺，不僅檢測準(zhǔn)確程度比較依賴檢測人員熟練程度，而且長時(shí)間工作后檢測人員易疲勞，影響測量準(zhǔn)確度，使不合格工件流入下道工序，對整件產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。

3. 偏心銷垂直度和高度自動(dòng)檢測設(shè)備總體設(shè)計(jì)方案

3.1 設(shè)計(jì)原則

為實(shí)現(xiàn)偏心銷垂直度和高度的自動(dòng)檢測，自動(dòng)檢測設(shè)備應(yīng)滿足以下要求：

（1） 保證產(chǎn)品從生產(chǎn)線移載到檢測機(jī)構(gòu)后的準(zhǔn)確定位。準(zhǔn)確的初始定位是自動(dòng)檢測設(shè)備最基本的要求，為垂直度和高度檢測劃定了基準(zhǔn)。

（2） 保證測量過程的全自動(dòng)化。自動(dòng)檢測設(shè)備應(yīng)避免人工參與，全自動(dòng)進(jìn)行測量工作。

（3） 保證測量精度準(zhǔn)確無誤。自動(dòng)檢測設(shè)備在工作時(shí)應(yīng)將合格品和不合格品準(zhǔn)確分類，并進(jìn)行標(biāo)記。

3.2 工藝方案設(shè)計(jì)

汽車空調(diào)壓縮機(jī)偏心銷垂直度和高度自動(dòng)檢測設(shè)備完成偏心銷裝配精度檢測需要4個(gè)檢測流程：工裝板頂升、上料移載、接料定位和偏心銷檢測。每個(gè)工藝流程均設(shè)計(jì)了專門的機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)其功能。

3.3 總體設(shè)計(jì)方案

根據(jù)檢測需要和工藝流程優(yōu)化分析，上述工藝動(dòng)作需設(shè)計(jì)自動(dòng)化機(jī)構(gòu)來完成。偏心銷垂直度和高度自動(dòng)檢測設(shè)備裝配總圖如圖1所示。偏心銷垂直度和高度自動(dòng)檢測設(shè)備主要由主機(jī)架1、防護(hù)罩2、舉升機(jī)構(gòu)3、上料移載機(jī)構(gòu)4、接料定位機(jī)構(gòu)5、偏心銷檢測機(jī)構(gòu)6以及電氣控制系統(tǒng)等組成。其中主機(jī)架起支撐作用，呈框架結(jié)構(gòu);防護(hù)罩由鋁型材構(gòu)成支架，外裝玻璃，起保護(hù)作用;舉升機(jī)構(gòu)位于流水線中心，工作時(shí)將流水線上的定位工裝板頂升并定位;上料移載機(jī)構(gòu)將待檢測工件從定位工裝板移載至接料定位機(jī)構(gòu);接料定位機(jī)構(gòu)接到待檢測工件后，先進(jìn)行工件角度調(diào)整和夾抱定位，再將工件移載至偏心銷檢測機(jī)構(gòu);偏心銷檢測機(jī)構(gòu)包括垂直度檢測和高度檢測，主要運(yùn)用測量表筆接觸到工件時(shí)所發(fā)生的位移來判斷工件裝配精度是否合格。

4.偏心銷垂直度和高度自動(dòng)檢測設(shè)備主要機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

4.1 舉升機(jī)構(gòu)

舉升機(jī)構(gòu)中的舉升氣缸通過活塞連接桿與舉升板連接，起到了支撐整個(gè)托盤的作用，依靠分布在舉升板四角的導(dǎo)桿保證舉升板在升起狀態(tài)下能夠保持水平。舉升板上設(shè)有定位銷，舉升板一側(cè)設(shè)有防回彈機(jī)構(gòu)，另一側(cè)設(shè)有阻擋氣缸，當(dāng)流水線帶著工裝板運(yùn)轉(zhuǎn)至本工位時(shí)，在工裝板前進(jìn)方向進(jìn)行阻擋;當(dāng)工裝板撞擊到阻擋氣缸后會(huì)產(chǎn)生回彈，通過防回彈機(jī)構(gòu)將工裝板回彈限位。

4.2 上料移載機(jī)構(gòu)

上料移載機(jī)構(gòu)由移載氣缸、升降氣缸、夾取機(jī)構(gòu)以及各類安裝板和附件組成。上料移載機(jī)構(gòu)工作時(shí)，夾取機(jī)構(gòu)將待檢測工件夾持后，升降氣缸升起，同時(shí)移載氣缸帶動(dòng)上述部分開始移載。經(jīng)過直線導(dǎo)軌導(dǎo)正和限位裝置限位后，各氣缸按照預(yù)先設(shè)定的程序?qū)⒋龣z測工件準(zhǔn)確放入接料定位機(jī)構(gòu)中。

4.3 接料定位機(jī)構(gòu)

接料定位機(jī)構(gòu)由工件角度調(diào)整機(jī)構(gòu)、工件定位機(jī)構(gòu)、移載機(jī)構(gòu)組成。該機(jī)構(gòu)工作時(shí)，工件角度調(diào)整機(jī)構(gòu)先將待檢測工件推至預(yù)先設(shè)定的角度，后移載機(jī)構(gòu)將待檢測工件推至檢測的準(zhǔn)確位置。

4.4 偏心銷檢測機(jī)構(gòu)

偏心銷檢測機(jī)構(gòu)包括垂直度檢測裝置和高度檢測裝置。垂直度檢測之前，預(yù)先設(shè)置測量基準(zhǔn)和公差范圍。測量時(shí)，四個(gè)角度和高度不同的垂直度測量表筆與偏心銷四周接觸，記錄測量表筆產(chǎn)生的位移數(shù)據(jù)，并與測量基準(zhǔn)進(jìn)行比對，計(jì)算出實(shí)際公差，從而判斷垂直度精度是否在公差范圍內(nèi)。高度檢測原理與垂直度檢測相類似，在測量之前預(yù)先設(shè)置高度基準(zhǔn)和上下偏差范圍，測量時(shí)高度測量表筆與偏心銷上端面接觸，記錄測量表筆產(chǎn)生的位移數(shù)據(jù)，并與高度基準(zhǔn)進(jìn)行比對，計(jì)算出高度偏差，從而判斷高度精度是否在偏差范圍內(nèi)。

5.偏心銷垂直度和高度自動(dòng)檢測設(shè)備控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

5.1 氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

偏心銷垂直度和高度自動(dòng)檢測設(shè)備的氣動(dòng)壓力設(shè)定為0.5 MPa，氣動(dòng)系統(tǒng)由氣缸、節(jié)流閥、減壓閥、電磁閥等元器件組成。車間氣源引入至自動(dòng)檢測設(shè)備系統(tǒng)后，電磁閥控制氣缸運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測控制。

5.2 控制系統(tǒng)設(shè)

偏心銷垂直度和高度自動(dòng)檢測設(shè)備采用獨(dú)立電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)工作，同時(shí)設(shè)計(jì)有急停按鈕和防護(hù)罩等保護(hù)裝置。

6. 結(jié)論

針對現(xiàn)階段汽車空調(diào)壓縮機(jī)生產(chǎn)線上偏心銷垂直度和高度檢測需人工完成的現(xiàn)狀，本研究設(shè)計(jì)了一種偏心銷垂直度和高度自動(dòng)檢測設(shè)備。在實(shí)際生產(chǎn)中的結(jié)果表明，該自動(dòng)檢測設(shè)備檢測效率高，精度高，自動(dòng)化程度高，可行性和可靠性良好，維護(hù)成本低，節(jié)約了大量人力成本，為企業(yè)生產(chǎn)提供了一定的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，具有較大的推廣價(jià)值。

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