CN105486256A - 一种汽车座椅水平驱动器螺纹杆、止转盘全自动检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车座椅水平驱动器螺纹杆、止转盘全自动检测设备，包括支撑平台，夹持装置，其具有两个可相反方向运行的两个平行转轴组成，在每个转轴上对称分布夹持臂用于夹持所测工件，所述夹持臂上设置数字电感测头与所测工件相接触；第一驱动传动装置，第二驱动传动装置以及控制***，控制***用于控制第一驱动传动装置以及第二驱动传动装置，并实时采集并处理工件表面上关键点的跳动变化信号。完成了机械结构的设计并实现了软轴与驱动工件的蜗杆的自动装配以及完成了用于全自动驱动与检测的控制***的设计，满足了实时计算采集数据的要求并能保证检测精度的要求，具有实时性、自动化程度高、可靠性高、测量精度高等优点，能够广泛的应用于各类轴类的测量，满足工业生产的要求。

Description

一种汽车座椅水平驱动器螺纹杆、止转盘全自动检测设备

技术领域

本发明自动控制检测技术领域，用于实现汽车座椅水平驱动器(HDM)螺纹杆的圆跳动度自动检测以及止轮盘径向和端向的跳动度自动检测领域，具体地来讲为一种汽车座椅水平驱动器螺纹杆、止转盘全自动检测设备。

背景技术

目前，大多数对跳动的检测研究都需要保证准确性和经济可行性，而大部分螺纹轴的圆跳动检测以及止轮盘的径向和端面的跳动检测都一般采用传统检测方法，不能实时地对所采集的数据进行处理，并且所采集的数据存在误差，采用仪表只能得到测量的最大值和最小值，不能得到任一时刻的跳动值，对螺纹轴的检测还多数需要人为去执行，所以具有人为误差、效率低、精度低、不能实时采集、不能进行全自动化控制与检测等缺陷。如果加工后的螺纹轴在检测上出现问题，未能及时发现，那么其在使用寿命以及安全性和可靠性上都将受到影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种汽车座椅水平驱动器螺纹杆、止转盘全自动检测设备，能实时检测零件上螺纹杆的圆跳动度以及止轮盘径向和端向的跳动度的自动驱动检测设备。

本发明是这样实现的，一种汽车座椅水平驱动器螺纹杆、止转盘全自动检测设备，该设备包括：

支撑平台，用于支撑以下结构，并对所测工件的定位与安装；

夹持装置，其具有两个可相反方向运行的两个平行转轴组成，在每个转轴上对称分布夹持臂用于夹持所测工件，所述夹持臂上设置数字电感测头与所测工件相接触；

第一驱动传动装置，用于驱动所述两个转轴的反向转动；

第二驱动传动装置，包括有软轴，所述第二驱动传动装置通过所述第一驱动传动装置运行一定距离后，通过软轴与所测工件连接，通过软轴的转动驱动所测工件的运动，此时所述两个转轴的反向转动后，所述夹持臂上设置的所述数字电感测头与所测工件相接触；

控制***，用于控制第一驱动传动装置以及第二驱动传动装置，并实时采集并处理工件表面上关键点的跳动变化信号。

进一步地，支撑平台包括：

定位与安装所测工件，以及设置夹持装置的第一平台；

支撑第一驱动传动装置以及第二驱动传动装置的第二平台，所述第一平台与第二平台垂直设置，使得所述软轴与所测工件垂直设置。

进一步地，所述第一驱动传动装置包括：

第一电机，提供动力；

丝杠，与所述第一电机的输出轴连接；

滑块，套设在丝杠上，用于支撑所述第二驱动传动装置；

轨道，用于给滑块提供导向；

设置限位点时，通过设置的传感器采集反馈信息给控制***，使第一电机停止工作。

进一步地，所述第二驱动传动装置还包括：

第二电机，与所述第二电机输出轴连接的软轴设置在滑块上，所述第二电机随着滑块作直线运动，当滑块到达限位时，电机软轴刚好到达指定位置，通过上位机实现自动驱动控制，使软轴驱动工件运动。

进一步地，两个转轴的同侧端部设置相互咬合的齿轮组，在一个齿轮上具有驱动用的齿条，所述齿条通过连接第一驱动传动装置运行，控制齿轮组的转动。

进一步地，两个转轴的同侧端部设置相互咬合的齿轮组，在一个齿轮上具有驱动用的齿条，所述齿条固连滑块上运行，通过滑块的运行带动齿条控制齿轮组的转动。

进一步地，所述软轴的前端与所测工件的导向孔孔端具有相同的横截面形状，软轴通过联轴器固定第二电机的输出轴上，当软轴伸入到具有所测工件导向孔内，受阻时，第二电机的输出轴与联轴器相对滑动，通过设置传感器反馈信息给控制***，控制***控制第二电机开始工作，当软轴旋转到前端与导向孔孔端一致时，进行连接。

进一步地，在联轴器上开槽，设置一销与第二电机的输出轴固定，所述销在所述槽内移动，所述第二电机的输出轴与软轴之间设置弹簧，当弹簧被压缩时，软轴未与蜗杆连接上，当弹簧未被压缩时，软轴连接完成，驱动所测工件旋转。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明采用软轴自动装配装置改变现有软轴的人工插拔方式，保证现有塑性软连接不被破坏的前提下，实现软轴的自动自适应装配；可通过编写自动化控制程序实现改善传统的检测方法效率低的弊端，检测过程的全自动化，测量过程可4s内完成并且螺纹杆跳动度检测精度、止轮盘的径跳动度检测精度还有止轮盘的端跳动度检测精度都优于0.01mm。

该检测设备具有实时性、测量数据可视化、自动预警等功能、自动化程度高、可靠性高、测量精度高等优点，该方法能够广泛的应用于各类轴类零件的测量。

附图说明

图1是本发明实施例提供的检测设备结构示意图；

图2是图1的侧面结构示意图；

图3本发明实施例提供的用于检测HDM组件结构示意图，3a为主视图，3b为3a的c-c剖面图；

图4是软轴自动装配装置结构示意图；

其中，图1中的1、第一电机；2、第二电机；3、丝杠；4、夹持臂；5、数字电感测头；6、支撑平台；7、HDM工件；8、转轴；9、第一齿轮；10、第二齿轮；11、第三齿轮；12、齿条；13、软轴；14、滑块；15、导轨；

图2中，16、第四齿轮；17、第五齿轮；18、第一平台；19、第二平台；

图3中，31、导向孔；32、蜗杆方孔；33、止轮盘；34、螺纹杆；35、蜗轮；

图4中，41、第二电机的输出轴；42、联轴器；43、销；44、弹簧；13、软轴；46、开口直线轴承。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

参见图3a和3b，为本实施例所用于检测的检测HDM组件结构示意图，HDM工件包括导向孔31；导向孔31内的蜗杆方孔32；蜗轮35以及外部的驱动的止轮盘33和与止轮盘33连接的螺纹杆34。

参见图1结合图2，一种汽车座椅水平驱动器螺纹杆、止转盘全自动检测设备，该设备包括：

支撑平台6，用于支撑以下结构，并对所测工件的定位与安装；支撑平台6是对工件进行安装，定位，装夹等工作，支撑平台6通常在用于轴类零件时选择卧式的，因为卧式安装方法可以适合测量长径比较大的轴类件，测量方便，且精度较高，根据HDM工件上的定位基准点，确定机械支撑平台的结构，支撑平台可保证定位准确，夹紧可靠。在本实施例中根据HDM工件上的定位基准点，确定机械支撑平台的结构，支撑平台6包括：定位与安装所测工件，以及设置夹持装置的第一平台18；第一平台18的两端设置平行的支撑板，两个支撑板之间可用于安装工件，以及包括支撑驱动装置的第二平台19，第一平台18与第二平台19垂直设置，使得驱动工件所连接的软轴与所测工件垂直设置。

夹持装置包括其具有两个可相反方向运行的两个平行转轴8组成，在每个转轴8上对称分布夹持臂4用于夹持所测工件，夹持臂4上设置数字电感测头5与所测工件相接触；整个夹持装置通过两个支撑板固定，但可以在支撑板上转动，所以可以实现对HDM工件7的接触与松开。

夹持装置主要为了使数字电感测头5与工件相接触，采用接触式测量，对称分布夹持臂4使工件受力均匀，夹持臂48与转轴固连旋转，当数字电感测头5与工件相接触时，此时测头开始工作，测头将采集到的数据实时的传输。

工件的驱动以及夹持装置的驱动分别通过第一驱动传动装置与第二驱动传动装置来实现，第一驱动传动装置，用于驱动两个夹持转轴的反向转动；

第二驱动传动装置，包括有软轴13，第二驱动传动装置通过第一驱动传动装置运行一定距离后，通过软轴13与所测工件连接，通过软轴13的转动驱动所测工件的运动，此时两个夹持转轴8的反向转动后，夹持臂4上设置的数字电感测头5与所测工件相接触；

在一个实施例中，第一驱动传动装置包括：第一电机1，提供动力；丝杠3，与第一电机1的输出轴连接；滑块14以及套丝螺母，套设在丝杠3上，用于支撑第二驱动传动装置，轨道15，用于给滑块14提供导向；并在在轨道15上设置限位点时，通过在极限点设置的传感器采集反馈信息给控制***，使第一电机停止工作。

第二驱动传动装置包括：

第二电机2，与第二电机2输出轴连接的软轴13设置在滑块14上，第二电机2随着滑块14作直线运动，当滑块14到达限位时，电机软轴13刚好到达指定位置，通过上位机实现自动驱动控制，使软轴驱动工件运动。

第一驱动传动装置通过传动轮系来驱动工件以及夹持装置，传动轮系包括齿轮齿条传动、齿轮传动两部分组成，其中齿条12是与滑块相连接的，当滑块14移动到限位点时，根据齿条12所运动的位移，通过轮系的传动比公式就可计算出齿轮旋转的角度，其中齿条12的平移带动第四齿轮16运动，第五齿轮17与第四齿轮16同轴从而带动第五齿轮17运动，第五齿轮17与第一齿轮9咬合，带动第一齿轮9运动，第二齿轮10与第一齿轮9同轴，从而带动第二齿轮10运动，第二齿轮10与第三齿轮11咬合，带动第三齿轮11运动，进而带动夹持臂4同时夹持工件，齿轮都是通过外啮合传动，第二齿轮10与第三齿轮11啮合传动比为1，可使数字电感测头5对HDM工件7的夹持同步进行并双面夹持，可抵消单面接触和重力影响造成的螺杆形变，可靠性高。

设置控制***用于控制第一驱动传动装置以及第二驱动传动装置，并实时采集并处理工件表面上关键点的跳动变化信号。同时控制软轴与所测工件之间的连接。并且显示控制数据的输入和输出的装置，执行机构采用可控动力源，数字电感测头的夹持与软轴可同步进行，实现同步就位，数字电感测头采用双面夹持形式进行测量，可抵消单面接触和重力影响造成的螺纹杆形变，可靠性高；

控制***的实现具体为包括数字电感测头、信号转换器、上位机三部分，并通过软件来实现。数字电感测头就是在工件旋转时，能实时采集到工件表面上关键点的跳动变化信号。

信号转换器就是将数字电感测头采集到的电信号转换成数字信号，并将信号进行放大处理，然后通过传输接口传给上位机。

上位机相当于说是整个检测设备的核心，实时接收整个***的所有反馈信息与处理信息，并控制着整个设备的运行以及数据的采集与处理，并具有显示数据、分析数据、超限报警功能等功能。

参见图4，软轴的前端与所测工件的蜗杆方孔孔端具有相同的横截面形状，软轴13通过联轴器42与第二电机的输出轴41相连，当软轴13伸入到所测工件导向孔31内，受阻时，第二电机的输出轴41与联轴器相对滑动，通过接收传感器反馈信息给控制***，控制***控制第二电机开始工作，当软轴13旋转到前端与蜗杆方孔32孔端一致时，进行连接。在联轴器42上开槽，设置一销43与第二电机的输出轴41固定，销43在所述槽内移动，第二电机的输出轴41与软轴13之间设置弹簧44，当弹簧被压缩时，软轴未与蜗杆连接上，当弹簧未被压缩时，软轴连接完成，驱动所测工件旋转。

在一个实施例中，使用紧定螺钉将软轴与联轴器固定，在联轴器42上开个槽，槽移动的距离就是弹簧压缩的范围，软轴13的前端是方形，当软轴伸入到蜗杆导向孔内，接触到蜗杆轴端受阻时，第二电机的输出轴41与联轴器42通过开口直线轴承46相对滑动，传感器反馈信息给控制***，控制***控制第二电机开始工作，通过一销的作用传递转矩给软轴，当软轴旋转到方形轴端与蜗杆轴方孔一致时，即可进行连接，而为了防止软轴未伸入到蜗轮方孔内，软轴继续前行产生阻力，所以加入弹簧进行缓冲，当弹簧被压缩时，软轴未与蜗杆连接上，而当弹簧未被压缩时，软轴与蜗杆连接完成，驱动HDM组件旋转。

用于汽车座椅水平驱动器(HDM)组件的检测时，首先将汽车座椅水平驱动器(HDM)组件放入跳动检测平台上，利用上位机控制驱动滚珠丝杠运动的第一电机开始运动，滚珠丝杠做旋转运动，使滑块平移运动，滑块上的齿条也会随之运动，齿条与齿轮啮合传动，进而带动夹持臂摆动，当滑块上伺服电机所连接的软轴伸入到蜗杆导向孔内时，位移传感器会反馈信息给上位机，上位机控制第二电机工作，软轴旋转，软轴与蜗杆轴方孔可进行自适应对接并驱动HDM组件旋转，与此同时，滑块已到了限位点，位移传感器又反馈信息给上位机，上位机控制驱动滚珠丝运动的伺服电机停止运动，夹持臂上的数字电感测头刚好与工件接触并处于未压缩状态，设置测头初始值，数字电感测头开始数据采集，并将采集数据交由信号转换器，通过信号转换器转换信号并放大信号传输给上位机，上位机进行数据的收集、处理与显示，实时显示采集数据，实时显示跳动变化曲线，如跳动值超过预定范围，上位机会显示出红色表示不合格，如果跳动值在取值范围内，上位机会显示绿色表示合格，并将测量结果保存到数据库，如果需要可打印测量报表，测量完成后，上位机控制软轴自动抽出，夹持臂自动打开以便于下次测量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种汽车座椅水平驱动器螺纹杆、止转盘全自动检测设备，其特征在于，该设备包括：

支撑平台，用于支撑以下结构，并对所测工件的定位与安装；

夹持装置，其具有两个可相反方向运行的两个平行转轴组成，在每个转轴上对称分布夹持臂用于夹持所测工件，所述夹持臂上设置数字电感测头与所测工件相接触；

第一驱动传动装置，用于驱动所述两个转轴的反向转动；

第二驱动传动装置，包括有软轴，所述第二驱动传动装置通过所述第一驱动传动装置运行一定距离后，通过软轴与所测工件连接，通过软轴的转动驱动所测工件的运动，此时所述两个转轴的反向转动后，所述夹持臂上分布的数字电感测头与所测工件相接触；

控制***，用于控制第一驱动传动装置以及第二驱动传动装置，并实时采集并处理工件表面上关键点的跳动变化信号。

2.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，支撑平台包括：

定位与安装所测工件，以及设置夹持装置的第一平台；

支撑第一驱动传动装置以及第二驱动传动装置的第二平台，所述第一平台与第二平台垂直设置，使得所述软轴与所测工件垂直设置。

3.按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述第一驱动传动装置包括：

第一电机，提供动力；

丝杠，与所述第一电机的输出轴连接；

滑块，套设在丝杠上，用于支撑所述第二驱动传动装置；

轨道，用于给滑块提供导向；

设置限位点，通过传感器采集的位置反馈信息给控制***，使第一电机停止工作。

4.按照权利要求3所述的设备，其特征在于，所述第二驱动传动装置还包括：

第二电机，与所述第二电机输出轴连接的软轴同时设置在滑块上，所述第二电机随着滑块作直线运动，当滑块到达限位点时，电机软轴刚好到达指定位置，通过控制***实现自动驱动控制，使软轴驱动工件运动。

5.按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，两个转轴的同侧端部设置相互咬合的齿轮组，在一个齿轮上具有驱动用的齿条，所述齿条通过连接第一驱动传动装置运行，控制齿轮组的转动。

6.按照权利要求3所述的设备，其特征在于，两个转轴的同侧端部设置相互咬合的齿轮组，在一个齿轮上具有驱动用的齿条，所述齿条连接滑块上运行，通过滑块的运行带动齿条控制齿轮组的转动。

7.按照权利要求4所述的设备，其特征在于，所述软轴的前端与所测工件的导向孔孔端具有相同的横截面形状，软轴通过联轴器固定在第二电机的输出轴上，当软轴伸入到具有所测工件导向孔内，受阻时，第二电机的输出轴与联轴器相对滑动，通过设置传感器反馈信息给控制***，控制***控制第二电机开始工作，当软轴旋转到前端与导向孔孔端一致时，进行连接。

8.按照权利要求7所述的设备，其特征在于，在联轴器上开槽，设置一销与第二电机的输出轴固定，所述销在所述槽内移动，所述第二电机的输出轴与软轴之间设置弹簧，当弹簧被压缩时，软轴未与蜗杆连接上，当弹簧未被压缩时，软轴连接完成，驱动所测工件旋转。