CN104907828A - 全自动数字化切换的前桥板簧柔性装配台 - Google Patents

Abstract

本发明提出了全自动数字化切换的前桥板簧柔性装配台，包括工作台、能调整的板簧定位机构、实施全自动切换的电器控制部分，能调整的板簧安装在工作台上，能调整的板簧定位机构由前板簧定位机构、后板簧定位机构组成，通过工控机控制五台步进电机运动，从而使能调整的板簧定位机构能够与当前板簧型号匹配，实施装配台的全自动数字化柔性切换，满足板簧长度、板簧宽度和中心距不同的商用车前桥装配，切换效率高（柔性切换时间不超过1分钟），位置精度高，调整精度达到0.1mm。

Description

全自动数字化切换的前桥板簧柔性装配台

技术领域

本发明涉及一种商用车前桥板簧装配台，尤其是全自动数字化切换的前桥板簧柔性装配台。

背景技术

随着商用车大平台和系列化的推进，车型越来越多，零部件的种类也越来越多，例如，需要改变商用车前桥板簧长度、板簧宽度、两板簧的中心距和板簧卷耳孔径等关键参数才能适应车型变化，因此，前桥板簧装配台需要快速切换从而满足柔性装配的要求。目前，板簧柔性装配台的切换方式以手动或者半自动切换为主，授权公告号为CN201300413Y的实用新型专利就公开了“汽车前桥装配用的分装台”，切换内容包括转动手轮适应板簧长度变化、人工松开螺栓更换专用夹具适应板簧宽度变化、启动液压缸或电机调节两板簧中心距，切换时间通常在4-6分钟。随着商用车装配总线柔性化程度的不断提高，手动或半自动切换的柔性装配台无法满足节拍要求，装配精度也无法进一步提高，需要开发一键式全自动切换的前桥板簧柔性装配台，提高装配精度和切换效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种全自动数字化切换的前桥板簧柔性装配台，适用于各种型号的汽车前桥板簧柔性装配，且实现一键式全自动切换，调整精度高。

本发明的技术方案如下：全自动数字化切换的前桥板簧柔性装配台，包括工作台、能调整的板簧定位机构、实施全自动切换的电器控制部分，能调整的板簧安装在工作台上，

其特征在于：能调整的板簧定位机构由前板簧定位机构、后板簧定位机构组成，

前板簧定位机构包括前左定位部分、前右定位部分，前左定位部分包括前横向滑座、前夹板传动螺杆、两个第一夹板，两个第一夹板在前横向滑座上导向，并通过两端螺纹旋向相反的前夹板传动螺杆连接，三号步进电机通过蜗轮蜗杆减速器三与前夹板传动螺杆连接；前右定位部分包括前纵向滑轨、支撑在前纵向滑轨的前滑块，前滑块与前纵向滑轨之间设有前传动丝杆副，一号步进电机通过蜗轮蜗杆减速器一驱动前传动丝杆副，前滑块上设有辅助的弹簧定位机构、定位销；

前横向滑座、前纵向滑轨分别支撑在前横向滑轨上，两个前横向滑轨固定在工作台上，前横向滑座、前纵向滑轨通过连接板连接到一起，五号步进电机通过蜗轮蜗杆减速器五、传动丝杆副与连接板传动连接；

后板簧定位机构包括后左定位部分、后右定位部分，后左定位部分包括后横向滑座、后夹板传动螺杆、两个第二夹板，两个第二夹板在后横向滑座上导向，并通过两端螺纹旋向相反的后夹板传动螺杆连接，四号步进电机通过蜗轮蜗杆减速器四与后夹板传动螺杆连接；后右定位部分包括后纵向滑轨、支撑在后纵向滑轨的后滑块，后滑块与后纵向滑轨之间设有后传动丝杆副，二号步进电机通过蜗轮蜗杆减速器二驱动后传动丝杆副，后滑块上设有辅助的弹簧定位机构、定位销；

后横向滑座、后纵向滑轨直接固定在工作台上；

在工作台设有分别控制一号步进电机、二号步进电机、三号步进电机、四号步进电机及五号步进电机处于初始位置的传感器；

实施全自动切换的电器控制部分，包括工控机、步进电机控制器、显示器和键盘、鼠标，工控机内安装有板簧数据库及与板簧数据库对应的自动切换软件，传感器与工控机连接，工控机与步进电机控制器连接，通过步进电机控制器控制一号步进电机、二号步进电机、三号步进电机、四号步进电机及五号步进电机。

一种全自动数字化切换的前桥板簧柔性装配台的使用方法：操作人员判断前桥板簧型号，并在显示器上操作自动切换软件，找到对应代号，点击鼠标实施柔性切换；接下来，对位置实施初始化，自动切换软件启动一号步进电机、二号步进电机、三号步进电机、四号步进电机及五号步进电机回到初始位置；最后，软件依据当前板簧代号从板簧数据库中调出相应的板簧长度参数、板簧宽度参数和板簧中心距参数，并分别计算位移差，自动切换软件依据该位移差的大小来分别驱动相应的步进电机，从而使板簧定位机构能够与当前板簧型号匹配，至此全自动数字化柔性切换工作结束。

本发明的有益效果：通过工控机控制五台步进电机运动，从而使能调整的板簧定位机构能够与当前板簧型号匹配，实施装配台的全自动数字化柔性切换，满足板簧长度、板簧宽度和中心距不同的商用车前桥装配，切换效率高（柔性切换时间不超过1分钟），位置精度高（调整精度达到0.1mm）。

附图说明

图1是本发明的正视示意图；

图2是本发明的俯视示意图；

图3是图3中的B-B剖视的示意图；

图4是前桥板簧装配台柔性调节的原理图；

图5是数字化切换软件流程图（以长度切换为例）。

图中所示，1.支撑腿，2.工作台，3.三号步进电机，4.蜗杆蜗轮减速器三，5.前夹板，6.前板簧，7.定位销，8.前定位滑块，9. 前传动丝杆副，10.蜗轮蜗杆减速器一，11.一号步进电机，12.前纵向滑轨，13.传感器，14.前横向滑轨，15. 前横向滑座， 16.连接板，17. 后夹板传动螺杆，18.后板簧，19.五号步进电机，20. 传动丝杆副，21.传感器，22. 后纵向滑轨，23.限位弹簧，24. 后滑块，25. 后传动丝杆副，26.二号步进电机,27. 后横向滑座，28.四号步进电机，29.后夹板，30. 前夹板传动螺杆，31.传感器。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4所示的全自动数字化切换的前桥板簧柔性装配台，包括工作台1、能调整的板簧定位机构、实施全自动切换的电器控制部分，能调整的板簧安装在工作台1上，工作台1下面带有支撑腿2，使工作台1处于一定高度；

能调整的板簧定位机构由前板簧定位机构、后板簧定位机构组成；

前板簧定位机构包括前左定位部分、前右定位部分，前左定位部分包括前横向滑座15、前夹板传动螺杆30、两个第一夹板5，两个第一夹板5在前横向滑座15上导向，并通过两端螺纹旋向相反的前夹板传动螺杆30连接，三号步进电机3通过蜗轮蜗杆减速器三4与前夹板传动螺杆30连接；前右定位部分包括前纵向滑轨12、支撑在前纵向滑轨的前滑块8，前滑块与前纵向滑轨之间设有前传动丝杆副，一号步进电机11通过蜗轮蜗杆减速器一10驱动前传动丝杆副9，前滑块8上设有辅助的弹簧定位机构、定位销7；

前横向滑座15、前纵向滑轨12分别支撑在前横向滑轨14上，两个前横向滑轨14固定在工作台1上，前横向滑座15、前纵向滑轨12通过连接板16连接到一起，五号步进电机19通过蜗轮蜗杆减速器五、传动丝杆副20与连接板16传动连接；

后板簧定位机构包括后左定位部分、后右定位部分，后左定位部分包括后横向滑座27、后夹板传动螺杆17、两个第二夹板16，两个第二夹板16在后横向滑座27上导向，并通过两端螺纹旋向相反的后夹板传动螺杆17连接，四号步进电机27通过蜗轮蜗杆减速器四与后夹板传动螺杆17连接；后右定位部分包括后纵向滑轨22、支撑在后纵向滑轨的后滑块24，后滑块24与后纵向滑轨22之间设有后传动丝杆副，二号步进电机26通过蜗轮蜗杆减速器二驱动后传动丝杆副25，后滑块24设有辅助的弹簧定位机构23、定位销7；

后横向滑座27、后纵向滑轨22直接固定在工作台上；

在工作台1设有分别控制一号步进电机、二号步进电机、三号步进电机、四号步进电机及五号步进电机处于初始位置的传感器（如图1、图2所示，表达了控制一号步进电机的传感器13，表达了控制五号步进电机的传感器21，其余省略）；

实施全自动切换的电器控制部分，包括工控机、步进电机控制器、显示器和键盘、鼠标，工控机内安装有板簧数据库及与板簧数据库对应的自动切换软件，传感器与工控机连接，工控机与步进电机控制器连接，通过步进电机控制器控制一号步进电机、二号步进电机、三号步进电机、四号步进电机及五号步进电机。

如图4所示，一种全自动数字化切换的前桥板簧柔性装配台的使用方法：

自动柔性切换分成三个步骤，第一步，操作者依据前桥外观判断前桥中心距A、板簧长度L和宽度W等三个参数，并通过显示器从自动切换软件中找到唯一的对应代号，点击鼠标实施柔性切换；第二步，将切换工作交给自动切换软件和工控机，自动切换软件先对滑块位置实施初始化，即启动5台步进电机(M1-M5)使滑块回到系统设定的原点，触碰到传感器为止，此时的滑块位置为L0、W0和A0；第三步，自动切换软件依据板簧代号从数据库中调出相应的板簧长度参数L、板簧宽度参数W和板簧中心距参数A，并依据ΔL、ΔW和ΔA的大小和符号来驱动步进电机，带动丝杠旋转使滑块达正好移动一个位移差的距离，到达板簧所需要的长度、宽度和中心距，从而完成板簧装配台的全自动数字化柔性切换。

在本发明中，五号步进电机带动前板簧定位机构整体移动，实现板簧中心距的移动；通过一号步进电机调整前右定位部分，二号步进电机调整后右定位部分，实现长度调整；三号步进电机、四号步进电机分别控制前夹板、后夹板，实现宽度调整。

图5是数字化切换软件流程图，以长度切换为例。

柔性切换实例：若产量最大的某型号前板簧定义为001板簧，则长度为L001=1450mm，宽度为W001=90mm，两板簧中心距为A001=820mm，则依据该数据来设定零位传感器的位置，即布置在该距离正向附近，保持一定的距离是便于观察装配台的是否有动作，如定义L0=1400mm，W0=85mm，A0=800mm。若需要切换编号为009的板簧，其数据为长度L009=1500mm，宽度为W009=95mm，中心距为A009=800mm。操作者从切换软件输入009，一键点击切换即可，接下来的工作由装配台全自动完成。软件首先对滑块位置执行复位操作，回到零位传感器的位置停下，软件分别计算位移差ΔL=L009-L0=1500-1400=100，同理ΔW=10，ΔA=0，此时位移差均为正值，软件依据该值分别向5台步进电机发送正向定频旋转脉冲，使滑块移动的距离分别为100、100、10、10和0，从而完成全自动的柔性切换。此例中ΔA=0，理论上电机是不需要动作的，但是为了让操作者观察到装配台的三个切换动作，软件设定当位移差为零时，电机正向旋转100圈，接着反向旋转100圈回到原位，避免操作者误认为该电机没有工作。调整完毕后，系统发出声光信号，提示操作者，柔性切换完毕。

Claims (1)

1.全自动数字化切换的前桥板簧柔性装配台，包括工作台、能调整的板簧定位机构、实施全自动切换的电器控制部分，能调整的板簧安装在工作台上，

其特征在于：能调整的板簧定位机构由前板簧定位机构、后板簧定位机构组成，

前板簧定位机构包括前左定位部分、前右定位部分，前左定位部分包括前横向滑座、前夹板传动螺杆、两个第一夹板，两个第一夹板在前横向滑座上导向，并通过两端螺纹旋向相反的前夹板传动螺杆连接，三号步进电机通过蜗轮蜗杆减速器三与前夹板传动螺杆连接；前右定位部分包括前纵向滑轨、支撑在前纵向滑轨的前滑块，前滑块与前纵向滑轨之间设有前传动丝杆副，一号步进电机通过蜗轮蜗杆减速器一驱动前传动丝杆副，前滑块上设有辅助的弹簧定位机构、定位销；

前横向滑座、前纵向滑轨分别支撑在前横向滑轨上，两个前横向滑轨固定在工作台上，前横向滑座、前纵向滑轨通过连接板连接到一起，五号步进电机通过蜗轮蜗杆减速器五、传动丝杆副与连接板传动连接；

后板簧定位机构包括后左定位部分、后右定位部分，后左定位部分包括后横向滑座、后夹板传动螺杆、两个第二夹板，两个第二夹板在后横向滑座上导向，并通过两端螺纹旋向相反的后夹板传动螺杆连接，四号步进电机通过蜗轮蜗杆减速器四与后夹板传动螺杆连接；后右定位部分包括后纵向滑轨、支撑在后纵向滑轨的后滑块，后滑块与后纵向滑轨之间设有后传动丝杆副，二号步进电机通过蜗轮蜗杆减速器二驱动后传动丝杆副，后滑块上设有辅助的弹簧定位机构、定位销；

后横向滑座、后纵向滑轨直接固定在工作台上；

在工作台设有分别控制一号步进电机、二号步进电机、三号步进电机、四号步进电机及五号步进电机处于初始位置的传感器；

实施全自动切换的电器控制部分，包括工控机、步进电机控制器、显示器和键盘、鼠标，工控机内安装有板簧数据库及与板簧数据库对应的自动切换软件，传感器与工控机连接，工控机与步进电机控制器连接，通过步进电机控制器控制一号步进电机、二号步进电机、三号步进电机、四号步进电机及五号步进电机。