汽车组合仪表指针自动压装***
技术领域
本发明涉及一种仪表指针压装***,特别是一种汽车组合仪表指针自动压装***。
背景技术
汽车仪表是用来显示汽车的各种性能状态,汽车常规的组合仪表包括里程表、发动机转速表、机油压力表、水温表、燃油表、蓄电池电量表。传统的汽车组合仪表主要采用指针式仪表来显示各种性能状态,指针式仪表主要部件是小型步进电机和指针。在生产时,传统仪表指针的压装方法主要采用特别定制的专用压装设备,通过手动控制气动气缸,驱动多个压装头一次性压装完成。授权公告号为CN201261394Y的中国专利公开了一种“汽车组合仪表压装指针***”,该专利对压力传感器获取到的压力值利用触摸屏进行实时显现并监控压针过程,采用油压式压针使得压力更加平稳,提高了产品的质量并缩短了制造周期,可在一定程度上降低制造成本。但上述的压装方法存在的最大缺点均是:压装压力无法实时控制,极易压坏仪表,直接造成产品的报废,或者因指针轴孔过大,压装压力不足使指针连接不牢固而造成脱落的现象,容易造成产品不合格。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:提供一种汽车组合仪表指针自动压装***,使该***可自动控制压装压力,排除压装压力过小或过大的情况,以降低产品的废品率。
解决上述技术问题的技术方案是:一种汽车组合仪表指针自动压装***,该***包括用于对组合仪表的水平固定和平移的仪表安放与移送平台、用于对仪表指针进行压装的指针压装***、用于对压装指针压力进行实时检测的压力检测***、用于对电流、压力及压装流程进行控制的自动压装电控***;所述自动压装电控***的输入输出端分别与仪表安放与移送平台的输出输入端连接,自动压装电控***的输入端还与压力检测***的输出端连接,自动压装电控***的输出端还与指针压装***的输入端连接。
本发明的进一步技术方案是:所述的仪表安放与移送平台包括用于水平定位和夹紧仪表的弹性夹页、用于将组合仪表及弹性夹页移动到压装位置的平移气缸、用于检测平台移动到位情况并将信号传送给自动压装电控***的光电限位开关,所述的弹性夹页、平移气缸的输入端分别与自动压装电控***的输出端连接,光电限位开关的输出端与自动压装电控***的输入端连接。
本发明的进一步技术方案是:所述的指针压装***包括伺服电机、XY轴坐标伺服运动机构、垂直压装气缸、压装缓冲器和压装***;所述的XY轴坐标伺服运动机构用于对垂直压装气缸的精确压装点坐标定位移送,所述的垂直压装气缸用于垂直压装指针,该垂直压装气缸固定安装在XY轴坐标伺服运动机构上;压装缓冲器用作垂直压装气缸活塞杆的伸缩运动缓冲;所述的压装***用于压装指针的精确限位,保证指针和仪表盘面之间的合理间隙;所述伺服电机的输入端与自动压装电控***的输出端连接,伺服电机的输出端与XY轴坐标伺服运动机构的输入端连接,XY轴坐标伺服运动机构的输出端与垂直压装气缸的输入端连接,压装缓冲器、压装***分别与垂直压装气缸连接,压装***的输入端与自动压装电控***的输出端连接。
本发明的再进一步技术方案是:所述的XY轴坐标伺服运动机构包括XY轴二维平面运动丝杠、限位光电开关,所述的XY轴二维平面运动丝杠的输入端与伺服电机输出端连接,限位光电开关分别安装于XY轴二维平面运动丝杠两端。
本发明的再进一步技术方案是:所述的压装***包括限位压柱、上限位板、下限位板和由气动顶针气缸带动的气动顶针,所述的限位压柱安装于上限位板,上限位板安装于垂直压装气缸的活塞杆上端,下限位板安装于垂直压装气缸缸体的上端,气动顶针安装于下限位板。
所述的压装缓冲器安装在所述的下限位板上。
本发明的进一步技术方案是:所述的压力检测***包括直流电源、压力传感器、压力变送器;所述的直流电源用于为压力传感器和压力变送器提供直流电源,压力传感器用于对指针的接触式压装和压装压力的实时检测,压力变送器用于对压力传感器的检测信号进行放大并转换成标准电压信号,所述的直流电源输出端分别与压力传感器、压力变送器的输入端连接,压力传感器的输出端与压力变送器的输入端连接,压力变送器的输出端与自动压装电控***的输入端连接。
所述的自动压装电控***包括PLC模拟量输入模块、PLC***CPU模块、伺服驱动器;所述的PLC模拟量输入模块用于接收仪表电流检测值、压装压力检测值,并转换成标准的数字数据传送给PLC***CPU模块,所述的PLC***CPU模块用于综合处理仪表电流、压力检测值,并监控整个压装动作流程,控制伺服驱动器;所述的伺服驱动器用于驱动指针压装***,并接收来自PLC***CPU模块的控制与脉冲信号,所述的PLC模拟量输入模块的输入端与压力检测***的输出端连接,PLC模拟量输入模块的输出端与PLC***CPU模块输入端连接,PLC***CPU模块的输出端与伺服驱动器的输入端连接,伺服驱动器的输出端与指针压装***连接。
所述的汽车组合仪表指针自动压装***还包括有用于检测仪表通电瞬间和正常通电状态下电流值的仪表电流检测***,所述的仪表电流检测***包括有直流电源、电压转换开关、电流/电压信号转换电路;所述的直流电源用于为电流/电压信号转换电路提供双路稳压直流电源;所述的电压转换开关用于不同仪表需要不同电源的切换选择;所述的电流/电压信号转换电路用于检测仪表通电瞬间即稳定状态电流,并转换成标准信号传送到自动压装电控***。
所述的自动压装电控***还包括有手动操作板、指示灯及声光报警器,其中所述的手动操作板用于手动操作运行,所述的指示灯及声光报警器用于直观的提示***运行与报警状态;所述的手动操作板的输出端与PLC***CPU模块的输入端连接,指示灯及声光报警器的输入端与PLC***CPU模块的输出端连接;所述自动压装电控***的输入输出端还连接有触摸显示屏,该触摸显示屏用于设定压装点的坐标参数,设定压装压力值,设定压装下压限位,动画监控压装过程,显示压力值、电流值、坐标值,选择压装点、选择压装限位点和***调试。
由于采用上述结构,本发明之汽车组合仪表指针自动压装***与现有技术相比,具有以下有益效果:
1. 可实时监控压装压力,降低产品的废品率:
由于本发明包括仪表安放与移送平台、指针压装***、压力检测***以及自动压装电控***,其中自动压装电控***用于对电流压力及压装流程进行控制,压力检测***用于对压装指针压力进行实时检测,该压力检测***包括直流电源、压力传感器和压力变送器,其中压力传感器用于对指针的接触式压装和压装压力的实时检测,压力变送器用于对压力传感器的检测信号进行放大并转换成标准电压信号。因此,本发明可通过压力检测***的压力传感器实时监测压装指针压力值,同时通过自动压装电控***的PLC***CPU模块根据指针压力合格范围实时对仪表指针进行自动压装和监控,避免了压装压力过低导致指针脱落,以及因压装压力过大损坏仪表的情况,大大降低了废品率。
2. 可保证指针的精确定位:
本发明的指针压装***包括有XY轴坐标伺服运动机构、伺服电机、垂直压装气缸、压装***和压装缓冲器,其中XY轴坐标伺服运动机构用于对垂直压装气缸的精确压装点坐标定位移送,所述的垂直压装气缸用于垂直压装指针,压装缓冲器用于根据压装速度要求和气源压力情况调节合适的平稳压装速度;压装***用于压装指针的精确限位,保证指针和仪表盘面之间的合理间隙;因此,本发明可保证指针的精确定位,从而可提高指针的压装速度和进一步提高产品的合格率。此外,本发明还可通过压装坐标的灵活选择,能实现一个组合仪表多达八个指针的任意连续压制。
3. 可提前淘汰废品,提高生产效率:
由于本发明还包括有仪表电流检测***,该***用于检测仪表通电瞬间和正常通电状态下的电流值,从而可为自动压装电控***对仪表电路的合格判断提供数据,提前淘汰废品,并提高生产效率。
综上所述,本发明采用了科学合理的***设计,仅需要汽配厂常备的正常气源和电源即可,本***通过对仪表通电的动态电流进行监控,在压制指针前自动淘汰废品;对指针压装的压力值实时监测,根据指针压力合格范围进行自动压装,避免压装压力过低导致指针脱落,以及因压装压力过大损坏仪表的情况,大大降低了废品率。
下面,结合附图和实施例对本发明之汽车组合仪表指针自动压装***的技术特征作进一步的说明。
附图说明:
图1:实施例一所述本发明之汽车组合仪表指针自动压装***的功能结构框图;
图2:实施例一所述指针压装***的XY轴坐标伺服运动机构之结构示意图;
图3:实施例一所述指针压装***的压装***、压装缓冲器之安装结构示意图;
在上述附图中,各零件的标号如下:
A0-触摸显示屏,B0-自动压装电控***,B1-手动操作板,B2-PLC***CPU模块,
B3-PLC模拟量输入模块,B4-伺服驱动器,B5-指示灯及声光报警器,
C0-仪表安放与移送平台,C1-弹性夹页,C2-平移气缸,C3-光电限位开关,
D0-指针压装***,D1-伺服电机,D2-XY轴坐标伺服运动机构,
D21-XY轴二维平面运动丝杠,D22-限位光电开关,D3-垂直压装气缸,
D31-活塞杆,D4-压装缓冲器,D5-压装***,D51-限位压柱,D52-上限位板,
D53-下限位板,D54-气动顶针,D55-气动顶针气缸, E0-仪表电流检测***,
E1-直流电源,E2-电压转换开关,E3-电流/电压信号转换电路,F0-压力检测***,
F1-直流电源,F2-压力传感器,F3-压力变送器, X-X轴, Y-Y轴。
具体实施方式:
实施例一:
一种汽车组合仪表指针自动压装***,其功能结构框图参见图1,该***包括触摸显示屏A0、自动压装电控***B0、仪表安放与移送平台C0、指针压装***D0、仪表电流检测***E0、压力检测***F0;所述自动压装电控***B0的输入输出端分别与仪表安放与移送平台C0、触摸显示屏A0的输出输入端连接,自动压装电控***B0的输入端还与压力检测***F0、仪表电流检测***E0的输出端连接,自动压装电控***B0的输出端还与指针压装***D0的输入端连接;其中:
触摸显示屏A0,用于设定压装点的坐标参数,设定压装压力值,设定压装下压限位,动画监控压装过程,显示压力值、电流值、坐标值,选择压装点、选择压装限位点和***调试等;
自动压装电控***B0,用于接受电流、压力检测判断和压装流程监控,该电控***B0包括手动操作板B1、PLC***CPU模块B2、PLC模拟量输入模块B3、伺服驱动器B4、指示灯及声光报警器B5,所述的PLC模拟量输入模块B3的输入端分别与手动操作板B1、仪表电流检测***E0、压力检测***F0的输出端连接,PLC模拟量输入模块B3的输出端与PLC***CPU模块B2输入端连接,PLC***CPU模块B2的输出端与伺服驱动器B4的输入端连接,伺服驱动器B4的输出端与指针压装***D0、指示灯及声光报警器B5连接;其中所述手动操作板B1用于手动操作运行,包括***启动、停止、复位、故障清除、X轴机构左行右行调试、Y轴机构前进后退调试、仪表上电等操作,其中所述PLC***CPU模块B2用于综合处理仪表电流、压力检测值,并监控整个压装动作流程,控制伺服驱动器B4,与触摸显示屏进行实时数据通讯等;其中所述PLC模拟量输入模块B3用于接收仪表电流检测值、压装压力检测值等,并转换成标准的数字数据传送给B2,其中所述伺服驱动器B4用于驱动XY轴的伺服电机D1,并接收来自PLC***的控制与脉冲信号,其中所述指示灯及声光报警器B5用于直观的提示***运行与报警状态等;
仪表安放与移送平台C0,用于固定待装配的汽车组合仪表,以及把仪表移送到指定的压装位置,该仪表安放与移送平台C0包括弹性夹页C1,平移气缸C2和光电限位开关C3,所述的弹性夹页C1、平移气缸C2的输入端分别与自动压装电控***B0的输出端连接,光电限位开关C3的输出端与自动压装电控***B0的输入端连接;其中所述弹性夹页C1用于夹紧仪表和定位放置待压装的指针,平移气缸C2用于驱动压装平台至指定的压装位置,光电限位开关C3用于检测移动平台的移动到位,并把限位信号传送到PLC控制***。
指针压装***D0,用于对仪表进行指针压装,该指针压装***D0包括伺服电机D1,XY轴坐标伺服运动机构D2,垂直压装气缸D3,压装缓冲器D4和压装***D5;所述伺服电机D1的输入端与自动压装电控***B0的输出端连接,伺服电机D1的输出端与XY轴坐标伺服运动机构D2的输入端连接,XY轴坐标伺服运动机构D2的输出端与垂直压装气缸D3的输入端连接,压装缓冲器D4、压装***D5分别与垂直压装气缸D3连接,压装***D5的控制输入端与自动压装电控***的输出端连接;所述的XY轴坐标伺服运动机构D2包括XY轴二维平面运动丝杠(参见图2)、限位光电开关,所述的伺服电机输出端与XY轴二维平面运动丝杠的输入端连接,限位光电开关分别安装于XY轴二维平面运动丝杠两端;所述的压装***D5包括限位压柱D51、上限位板D52、下限位板D53和气动顶针D54,所述的限位压柱D51安装于上限位板D52,上限位板D52安装于垂直压装气缸的活塞杆D31上端,下限位板D53安装于垂直压装气缸缸体的上端,气动顶针D54安装于下限位板D53;所述的压装缓冲器D4为一般的缓冲器,其内设置有可起到缓冲作用的弹簧,所述的压装缓冲器D4安装压装***的下限位板D53上(参见图3);其中所述伺服电机D1用于驱动XY轴坐标机构及垂直压装气缸的二维运动;其中所述XY轴坐标伺服运动机构D2用于固定垂直压装气缸并进行精确压装点坐标定位移送;其中所述垂直压装气缸D3,用于垂直驱动压力传感器进行指针的压装;其中所述压装缓冲器D4用作垂直压装气缸活塞杆的伸缩运动缓冲,调节合适的平稳压装速度,保证产品质量;其中所述压装***D5用于压装指针过程的精确限位,保证指针和仪表盘面之间的合理间隙。
仪表电流检测***E0,用于检测仪表通电瞬间和正常通电状态下的电流值,从而为***对仪表电路的合格判断提供数据,提前淘汰废品,并提高生产效率;该仪表电流检测***E0包括直流电源E1、电压转换开关E2、电流/电压信号转换电路E3,其中所述直流电源E1,用于为电流/电压信号转换电路E3提供DC0-12V、DC0-24V的双路稳压直流电源;其中所述电压转换开关E2用于不同仪表需要不同电源的切换选择;其中所述电流/电压信号转换电路E3用于检测仪表通电瞬间即稳定状态电流,并转换成标准信号0-20mA传送到PLC模拟量输入模块B3;
压力检测***F0,用于压装指针压力的实时检测,该压力检测***F0包括直流电源F1、压力传感器F2、压力变送器F3, 所述的直流电源F1输出端分别与压力传感器F2、压力变送器F3的输入端连接,压力传感器F2的输出端与压力变送器F3的输入端连接,压力变送器F3的输出端与自动压装电控***B0的输入端连接;其中所述直流电源F1用于为压力传感器F2和压力变送器F3提供DC24V的稳压直流电源;其中所述压力传感器F2用于对指针的接触式压装和压装压力的实时检测,其中所述压力变送器F3用于对压力传感器F2的检测信号进行放大并转换成0-5V的标准电压信号。
本发明之汽车组合仪表指针自动压装***的工作过程如下:
在仪表安放与移动平台C0复位和弹性夹页C1夹好仪表的情况下,接通仪表上电开关,仪表电流检测***E0将电流的模拟量信号传送给自动压装电控***B0,自动压装电控***B0***对仪表的瞬态接通电流和稳定电流进行处理判断,电流不合格时发出仪表不合格报警,当电流合格时按下启动按钮,仪表安放与移动平台C0前进,到指定的压装位置后,光电限位开关C3得电,PLC***CPU模块根据第一个压装点的坐标,控制伺服电机D1驱动XY轴坐标伺服运动机构D2上的垂直压装气缸D3移动到指定的坐标,然后垂直压装气缸D3的电磁阀得电,垂直压装气缸D3带动压力传感器F2下压,进行指针压装,压装到位并判断压力合格后,垂直压装气缸D3弹起,PLC***CPU模块继续根据选定的坐标点,控制伺服电机D1带动垂直压装气缸D3到下一个压装点,继续进行下一个指针的压装,如此循环,当合格压装完最后一个指针后,垂直压装气缸D3弹起,PLC***CPU模块控制XY轴坐标伺服运动机构复位,同时仪表安放与移动平台C0复位退出,整个指针压装过程结束。
在压装过程中,当压力进入合格的设定范围,在没有超出合格压力上限情况下,保持在设定的压装时间内持续压装,直到指针压装到位后垂直压装气缸弹起;如果压装压力一直很小,在设定的压装时间内未达到合格的压力范围,则垂直压装气缸弹起并判断为不合格,然后结束压装流程并报警;当压力超过合格的压力上限时,则垂直压装气缸直接弹起并判断为不合格,避免仪表承受过大压力而损坏情况,然后结束压装流程并报警。