變速器殼體氣密性全自動測試系統及其檢測方法
2023-07-16 00:10:06
專利名稱：變速器殼體氣密性全自動測試系統及其檢測方法
技術領域：
本發明涉及的是一種汽車零部件檢測技術領域的裝置及方法，具體是一種變速器殼體氣密性全自動測試系統及其檢測方法。
背景技術：
汽車變速器殼體的密封性檢測是其生產工藝中的必要環節，氣密檢測有專門一套氣密檢測設備，如美國的洩漏測試儀器氣密檢測設備，法國的ATEQ氣密檢測設備，現有氣密檢測領域急需一種能夠流暢全自動的控制反饋的系統，包括氣密數據的產生，採集，反饋 等一系列處理信息。經過對現有技術的檢索發現，中國專利文獻號CN 201331418，
公開日
2009-10-21，記載了一種「殼體氣密性檢測裝置」，該技術包括機架，機架上部設置有第一油缸，下部設置有敞口的水槽，水槽內設置有充氣裝置，水槽的底板上固定連接有垂直升降裝置，垂直升降裝置上設置有工作檯，工作檯上設置有矽膠板和通氣孔，將工件放置在工作檯的矽膠板上，用第一油缸壓緊，使矽膠板產生變形，進而保證工件與矽膠板的接觸面密封良好，然後通過充氣裝置對工件內腔進行充氣，當充氣達到一定壓力時，如果水槽中的水冒氣泡，則說明工件有缺陷，該工件為不合格產品，如果不冒氣泡，則說明工件是合格產品。但只是通過肉眼來觀察並不科學，沒有科學的數據判定依據。不能達到檢測要求。中國專利文獻號CN101936800A，
公開日2011_01_05，涉及檢測殼體氣密性檢測設備，其技術方案為下油缸的缸體固定在鋼構架的底架上，下油缸的活塞杆向上連接在水槽上；水槽與鋼構件的底架之間設置有下導向組件；水槽的兩側安裝有升降滾輪，升降滾輪嵌在鋼構架立柱的槽鋼內；承壓吊臺懸掛在鋼構架的吊架上；滑臺機構通過起底部設置的滾輪支承在承壓吊臺上；彈壓框機構設置在滑臺機構上方；上油缸的缸體固定在鋼構架的頂架上，上油缸的活塞杆向下連接在彈壓框機構上；所述彈壓框機構與鋼構架的頂架之間設置有上導向組件；推拉油缸水平設置，推拉油缸的缸體固定在鋼構架上，推拉油缸的活塞杆連接滑臺機構。由於機構越多就越容易影響到設備的穩定，氣密試驗機對設備的穩定性要求也相當高，而上述結構相對比較繁瑣，傳動機構較多，很難滿足現有測試要求。
發明內容
本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種變速器殼體氣密性全自動測試系統及其檢測方法，通過整體式結構，將各個封堵全部集中在中間板上，依靠油缸來進行封堵，結構相比現有技術更加穩定；能夠滿足大批量，多品種，高精度檢測的生產需求而研製的通用型殼體氣密性洩漏檢測設備。本發明是通過以下技術方案實現的本發明涉及一種變速器殼體氣密性全自動測試系統，包括帶有封堵框架的系統機架、工件識別裝置、洩漏測試儀器和控制系統，其中工件識別裝置、洩漏測試儀器和控制系統分別固定設置於系統機架上方，工件識別裝置和洩漏測試儀器分別與控制系統相連並輸出觸發信號、殼體鉚接力信號及位移信號，控制系統分別與洩漏測試儀器和網際網路相連並輸出測試指令以及各個待測變速器殼體的測試情況數據包。所述的系統機架包括帶有驅動機構的床身框架以及依次設置於其內部的封堵框架、工位臺、水箱組件，其中驅動機構固定設置於床身框架內部並分別與水箱組件、工位臺和封堵框架相連接，實現水箱組件和封堵框架的升降運動以及工位臺的水平運動，工作檯設置於床身框架外側並與床身剛性連接，封堵框架位於水箱組件的上方且正對待測變速器殼體。所述的工件識別裝置包括設置於系統機架上多個位置若干個發信開關和與之相連且設置於系統機架上的信號接收單元，所述發信開關由待測試殼體的通過以及系統機架的運動實現觸發，並輸出觸發信號至信號接收單元，由信號接收單元將觸發信號與觸發時間一併輸出至控制系統。所述的控制系統包括信號解析單元、內置定時器的識別單元以及輸出單元，其 中信號解析單元接收工件識別系統輸出的觸發信號和觸發時間，並根據識別單元讀取得到的測試信息進行編號核對、測試位置核對以及測試項目核對，並將核對結果輸出至識別單元；識別單元接收信號解析單元輸出的核對結果並分別輸出驅動指令和測試指令至系統機架和洩漏測試儀器，並根據內置的定時器定時接收洩漏測試儀器輸出的殼體鉚接力信號及位移信號，經模數轉換後與預設值進行比對後輸出測試項結果至輸出單元；輸出單元根據信號解析單元輸出的變速器殼體的編號、當前測試時間、核對結果以及識別單元輸出的測試項結果合併編碼製成測試情況數據包，並通過網際網路輸出。本發明涉及上述系統的檢測方法，包括以下步驟第一步、系統機架啟動並逐個接收待測變速器殼體，工件識別裝置根據待測變速器殼體在各個不同運行軌跡上觸發的發信開關輸出對應的觸發信號至控制系統，當控制系統收到含有測變速器殼體到位的觸發信號後核對編號以及測試項，並輸出測試指令至洩漏測試儀器。第二步、洩漏測試儀器首先採用IkHz的頻率對鉚接力信號進行循環判斷，當連續
10個點的鉚接力大於0. IkN時，通過控制系統發出指令分別啟動稱重傳感器和位移傳感器並開始力信號和位移信號的採集，當連續30個點的鉚接力在0. IkN範圍內波動時結束當前接頭的力和位移信號採集；第三步、識別單元採用算術平均濾波法或中位值濾波法根據檢測到的殼體鉚接力信號及位移信號計算得到力-時間曲線和位移-時間曲線；然後通過對若干次重複性測試得到的力-時間曲線和位移-時間曲線確定特徵窗口及特徵公差帶；最後根據特徵窗口及特徵公差得到測試結果。第四步、當第三步檢測得到的測試結果符合測試氣密性標準則，則識別單元輸出驅動指令至系統機架並退出待測變速器殼體，否則則輸出驅動指令至系統機架並由水箱組件將整個發動機殼體浸沒並重複進行第二步和第三步，即溼式測試，通過氣泡洩露的位置確定殼體具體缺陷位置。本系統同時配有液壓和氣動系統，能夠實現變速器殼體的氣檢與水檢，通過電氣單元PLC控制，設備檢測精度高，穩定性強。
圖I為發明系統結構示意圖。圖2為系統機架示意圖。
具體實施例方式下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。如圖I和圖2所示，本實施例涉及的變速器殼體氣密性全自動測試系統，包括帶有封堵框架的系統機架、工件識別裝置、洩漏測試儀 器和控制系統，其中工件識別裝置、洩漏測試儀器和控制系統分別固定設置於系統機架上方，工件識別裝置和洩漏測試儀器分別與控制系統相連並輸出觸發信號、殼體鉚接力信號及位移信號，控制系統分別與洩漏測試儀器和網際網路相連並輸出測試指令以及各個待測變速器殼體的測試情況數據包。所述的觸發信號包括工件位置信息如待測變速器殼體的當前運行位置等和工件識別信息如待測變速器殼體的編號等。所述的測試情況數據包包括待測變速器殼體的編號、當前測試時間、核對結果以及識別單元輸出的測試項結果。所述的殼體鉚接力信號及位移信號為時域模擬信號。所述的系統機架包括帶有驅動機構4的床身框架0以及依次設置於其內部的封堵框架I、工位臺2、水箱組件3，其中驅動機構4固定設置於床身框架0內部並分別與水箱組件3、工位臺和封堵框架I相連接，實現水箱組件3和封堵框架I的升降運動以及工位臺的水平運動，工作檯2設置於床身框架0外側並與床身剛性連接，封堵框架I位於水箱組件3的上方且正對待測變速器殼體。所述的封堵框架I包括分別與驅動機構4相連的封堵件組合，該封堵件組合包括大端面封堵、小型腔封堵、側向排氣孔封堵、斜向孔封堵和頂側排氣孔封堵。所述的水箱組件3包括箱體5、液壓機構6和舉升機構7，其中箱體5位於床身框0架底部且四周分別與液壓機構6固定連接，液壓機構6設置於舉升機構7內部並通過其內部的油缸推動舉升裝置7上升。所述的驅動機構4包括帶有驅動電機8以及組合泵的液壓站9和氣缸組件10，其中驅動電機8設置於液壓站9上，各個氣缸組件10與封堵框架I的封堵件相連接。所述的工件識別裝置(圖中未示出)包括設置於系統機架上多個位置若干個發信開關和與之相連且設置於系統機架上的信號接收單元，所述發信開關由待測試殼體的通過以及系統機架的運動實現觸發，並輸出觸發信號至信號接收單元，由信號接收單元將觸發信號與觸發時間一併輸出至控制系統。所述的發信開關具體設置於系統機架的殼體測試區域周邊以及待測變速器殼體運行軌跡上。所述的發信開關包括觸發開關、條碼掃描器和光學二極體視覺開關。所述的控制系統(圖中未示出)包括信號解析單元、內置定時器的識別單元以及輸出單元，其中信號解析單元接收工件識別系統輸出的觸發信號和觸發時間，並根據識別單元讀取得到的測試信息進行編號核對、測試位置核對以及測試項目核對，並將核對結果輸出至識別單元；識別單元接收信號解析單元輸出的核對結果並分別輸出驅動指令和測試指令至系統機架和洩漏測試儀器，並根據內置的定時器定時接收洩漏測試儀器輸出的殼體鉚接力信號及位移信號，經模數轉換後與預設值進行比對後輸出測試項結果至輸出單元；輸出單元根據信號解析單元輸出的變速器殼體的編號、當前測試時間、核對結果以及識別單元輸出的測試項結果合併編碼製成測試情況數據包，並通過網際網路輸出。所述的洩漏測試儀器為電容性壓差傳感器，包括稱重傳感器、位移傳感器，該傳感器的解析度為0. 01-0. IMbar，測試範圍為0_19. 9Mbar，線性測試範圍為± I %測量範圍且支持 Dp/Dt 模式(mbar/s)。上述系統通過以下步驟實現檢測第一步、系統機架啟動並逐個接收待測變速器殼體，工件識別裝置根據待測變速器殼體在各個不同運行軌跡上觸發的發信開關輸出對應的觸發信號至控制系統，當控制系統收到含有測變速器殼體到位的觸發信號後核對編號以及測試項，並輸出測試指令至洩漏測試儀器。第二步、洩漏測試儀器首先採用IkHz的頻率對鉚接力信號進行循環判斷，當連續10個點的鉚接力大於0. IkN時，通過控制系統發出指令分別啟動稱重傳感器和位移傳感器並開始力信號和位移信號的採集，當連續30個點的鉚接力在0. IkN範圍內波動時結束當前接頭的力和位移信號採集；第三步、識別單元採用算術平均濾波法或中位值濾波法根據檢測到的殼體鉚接力 信號及位移信號計算得到力-時間曲線和位移-時間曲線；然後通過對若干次重複性測試得到的力-時間曲線和位移-時間曲線確定特徵窗口及特徵公差帶；最後根據特徵窗口及特徵公差得到測試結果。第四步、當第三步檢測得到的測試結果符合測試氣密性標準則，則識別單元輸出驅動指令至系統機架並退出待測變速器殼體，否則則輸出驅動指令至系統機架並由水箱組件3將整個發動機殼體浸沒並重複進行第二步和第三步，即溼式測試，通過氣泡洩露的位置確定殼體具體缺陷位置。實施說明工作時，將工件置於上下料工位的夾具上，推動到指定位置後，手動按下雙手啟動按鈕，工件和預定位夾具一起被送到粗定位位置，封堵支架下降到測試位置，主壓緊油缸壓緊將插銷插入夾具底板上的精定位孔，迴轉油缸將工件夾緊，完成工件測試位置的完全夾緊。隨後，側向和軸向的堵頭動作將工件上的洩漏孔堵住，完成工件的封堵，封堵完成信號到位後即對所試驗的容腔中充入壓縮空氣進行試驗，如發生洩漏，則可將水池提升至測試位置，查看洩漏的具體位置，循環結束。
權利要求
1.一種變速器殼體氣密性全自動測試系統，其特徵在於，包括帶有封堵框架的系統機架、工件識別裝置、洩漏測試儀器和控制系統，其中工件識別裝置、洩漏測試儀器和控制系統分別固定設置於系統機架上方，工件識別裝置和洩漏測試儀器分別與控制系統相連並輸出觸發信號、殼體鉚接力信號及位移信號，控制系統分別與洩漏測試儀器和網際網路相連並輸出測試指令以及各個待測變速器殼體的測試情況數據包； 所述的控制系統包括信號解析單元、內置定時器的識別單元以及輸出單元，其中信號解析單元接收工件識別系統輸出的觸發信號和觸發時間，並根據識別單元讀取得到的測試信息進行編號核對、測試位置核對以及測試項目核對，並將核對結果輸出至識別單元；識別單元接收信號解析單元輸出的核對結果並分別輸出驅動指令和測試指令至系統機架和洩漏測試儀器，並根據內置的定時器定時接收洩漏測試儀器輸出的殼體鉚接力信號及位移信號，經模數轉換後與預設值進行比對後輸出測試項結果至輸出單元；輸出單元根據信號解析單元輸出的變速器殼體的編號、當前測試時間、核對結果以及識別單元輸出的測試項結果合併編碼製成測試情況數據包，並通過網際網路輸出； 所述的觸發信號包括工件位置信息和工件識別信息； 所述的測試情況數據包包括待測變速器殼體的編號、當前測試時間、核對結果以及識別單元輸出的測試項結果； 所述的殼體鉚接力信號及位移信號為時域模擬信號。
2.根據權利要求I所述的系統，其特徵是，所述的工件位置信息包括待測變速器殼體的當前運行位置；所述的工件識別信息包括待測變速器殼體的編號。
3.根據權利要求I所述的系統，其特徵是，所述的系統機架包括帶有驅動機構的床身框架以及依次設置於其內部的封堵框架、工位臺、水箱組件，其中驅動機構固定設置於床身框架內部並分別與水箱組件、工位臺和封堵框架相連接，實現水箱組件和封堵框架的升降運動以及工位臺的水平運動，工作檯設置於床身框架外側並與床身剛性連接，封堵框架位於水箱組件的上方且正對待測變速器殼體。
4.根據權利要求3所述的系統，其特徵是，所述的封堵框架包括分別與驅動機構相連的封堵件組合，該封堵件組合包括大端面封堵、小型腔封堵、側向排氣孔封堵、斜向孔封堵和頂側排氣孔封堵。
5.根據權利要求3所述的系統，其特徵是，所述的水箱組件包括箱體、液壓機構和舉升機構，其中箱體位於床身框架底部且四周分別與液壓機構固定連接，液壓機構設置於舉升機構內部並通過其內部的油缸推動舉升裝置上升。
6.根據權利要求3所述的系統，其特徵是，所述的驅動機構包括帶有驅動電機以及組合泵的液壓站和氣缸組件，其中驅動電機設置於液壓站上，各個氣缸組件10與封堵框架I的封堵件相連接。
7.根據權利要求I所述的系統，其特徵是，所述的工件識別裝置包括設置於系統機架上多個位置若干個發信開關和與之相連且設置於系統機架上的信號接收單元，所述發信開關由待測試殼體的通過以及系統機架的運動實現觸發，並輸出觸發信號至信號接收單元，由信號接收單元將觸發信號與觸發時間一併輸出至控制系統。
8.根據權利要求7所述的系統，其特徵是，所述的發信開關設置於系統機架的殼體測試區域周邊以及待測變速器殼體運行軌跡上，該發信開關包括觸發開關、條碼掃描器和光學二極體視覺開關。
9.根據權利要求I所述的系統，其特徵是，所述的洩漏測試儀器為電容性壓差傳感器，包括稱重傳感器、位移傳感器，該傳感器的解析度為0. 01-0. IMbar,測試範圍為0-19. 9Mbar，線性測試範圍為± I %測量範圍且支持Dp/Dt模式(mbar/s)。
10.一種根據上述任一權利要求所述系統的檢測方法，其特徵在於，包括以下步驟 第一步、系統機架啟動並逐個接收待測變速器殼體，工件識別裝置根據待測變速器殼體在各個不同運行軌跡上觸發的發信開關輸出對應的觸發信號至控制系統，當控制系統收到含有測變速器殼體到位的觸發信號後核對編號以及測試項，並輸出測試指令至洩漏測試儀器； 第二步、洩漏測試儀器首先採用IkHz的頻率對鉚接力信號進行循環判斷，當連續10個點的鉚接力大於0. IkN時，通過控制系統發出指令分別啟動稱重傳感器和位移傳感器並開始力信號和位移信號的採集，當連續30個點的鉚接力在0. IkN範圍內波動時結束當前接頭的力和位移信號採集； 第三步、識別單元採用算術平均濾波法或中位值濾波法根據檢測到的殼體鉚接力信號及位移信號計算得到力-時間曲線和位移-時間曲線；然後通過對若干次重複性測試得到的力-時間曲線和位移-時間曲線確定特徵窗口及特徵公差帶；最後根據特徵窗口及特徵公差得到測試結果； 第四步、當第三步檢測得到的測試結果符合測試氣密性標準則，則識別單元輸出驅動指令至系統機架並退出待測變速器殼體，否則則輸出驅動指令至系統機架並由水箱組件將整個發動機殼體浸沒並重複進行第二步和第三步，即溼式測試，通過氣泡洩露的位置確定殼體具體缺陷位置。
全文摘要
一種汽車零部件檢測技術領域的變速器殼體氣密性全自動測試系統，包括帶有封堵框架的系統機架、工件識別裝置、洩漏測試儀器和控制系統，工件識別裝置、洩漏測試儀器和控制系統分別固定設置於系統機架上方，工件識別裝置和洩漏測試儀器分別與控制系統相連並輸出觸發信號、殼體鉚接力信號及位移信號，控制系統分別與洩漏測試儀器和網際網路相連並輸出測試指令以及各個待測變速器殼體的測試情況數據包；本發明通過整體式結構，將各個封堵全部集中在中間板上，依靠油缸來進行封堵，結構相比現有技術更加穩定；能夠滿足大批量，多品種，高精度檢測的生產需求而研製的通用型殼體氣密性洩漏檢測設備。
文檔編號G01M3/06GK102706520SQ20121017975
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月1日 優先權日2012年6月1日
發明者顧榮榮, 駱正龍 申請人:上海眾騁機械設備製造有限公司, 上海汽車變速器有限公司