CN108195519A - 快速气密性精密测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了用于汽车换挡助力气缸壳体气密性检测的快速气密性精密测试装置及测试方法，测试装置包括第一密封机构，包括密封座及固定装置，固定装置可向密封座上的工件施加压力使其固定于密封座上且密封其第一方向开口；第二密封机构，设置于第一密封机构的一侧，可密封所述密封座上的工件的第二方向开口；气密测试机构，可向工件的内腔充气并进行气密性测试。本发明通过两个密封机构满足工件的限位固定要求及不同开口的密封要求，使工件的内腔形成了有效的密封空间，从而能够通过充气及气密检测仪进行气密性检测，结构简单，检测操作容易，配合易于实现的静态密封，有效的保证了密封的可靠性和有效性，能够保证测试结果的精确性。

Description

快速气密性精密测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及气密性精密测试装置及测试方法，尤其是用于汽车换挡助力气缸壳体的快速气密性精密测试装置及测试方法。

背景技术

气密性测试机又名气密性检测实验机，是一种广泛应用于水龙头腔体、汽车缸体、活塞腔体、弯管腔体、压力表、储气罐等各种密封件气密性测试的设备，可以作为生产型批量测试用，也可以作为抽检或实验室用。气密性检测的传统方法有气泡法、直接压力法、氦质谱法等，通常将待测件放入水中进行检测，人工操作效率低下，时间成本高。而其余气密性检测机也存在精密性不够，检测速度也不快，且检测过程繁琐的问题。

为此，专利数据库中公告号为CN205002915U发明专利公开了一种气密性检测机，其特征在于包括机架、水箱、夹持部、支撑部和检测部，所述的水箱加在机架底端上表面，所述的夹持部通过支撑部和机架上端固连，所述的检测部位于机架底端。

上述专利的解决方案需要利用水箱来测试被测物的气密性，长期使用易损坏，且存在结构复杂、操作不便的问题。并且对于一些形状特殊的工件，如附图1所示的汽车换挡助力气缸壳体，其形状特殊，且具有不同形状、不同方向的开口，因此除了要满足不同开口的密封外，还需要根据工件的外形进行设计限位的结构使其位置固定以便进行密封测试。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供快速气密性精密测试装置及测试方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

快速气密性精密测试装置，包括

第一密封机构，包括密封座及固定装置，所述固定装置可向密封座上的工件施加压力使其固定于密封座上且密封其第一方向开口；

第二密封机构，设置于所述第一密封机构的一侧，可密封所述密封座上的工件的第二方向开口；

气密测试机构，可向所述工件的内腔充气并进行气密性测试。

优选的，所述的快速气密性精密测试装置中，所述密封座包括本体，所述本体的上表面形成有与工件的第一方向开口所在端面形状匹配的仿形定位结构及密封所述第一方向开口的密封结构。

优选的，所述的快速气密性精密测试装置中，所述仿形定位结构包括仿形卡槽，所述仿形卡槽内设置有延伸到其外的定位凸台以及位于所述定位凸台旁的凹槽，所述凹槽内形成有定位圆台，所述密封结构包括所述仿形卡槽的底部边缘形成的有安装槽，所述安装槽内设置有密封圈。

优选的，所述的快速气密性精密测试装置中，所述固定装置包括位于所述密封座上方的压板，所述压板可滑动地设置于四个呈方形分布且沿第一轴线延伸的导向杆上，且其连接驱动其沿所述导向杆往复移动的动力装置。

优选的，所述的快速气密性精密测试装置中，每个所述导向杆可快拆地插接于支撑件上。

优选的，所述的快速气密性精密测试装置中，所述第二密封机构包括用于封堵所述第二方向开口的密封头，所述密封头通过支杆连接支架，所述支架可滑动地设置于沿第二轴线延伸的导轨且连接驱动其沿所述导轨滑动的驱动装置。

优选的，所述的快速气密性精密测试装置中，所述密封头包括一体成型且共轴的延伸柱和挡块，所述延伸柱的外周套装有固定在所述挡块的前端面的缓冲件，所述缓冲件的前端面上设置有用于密封所述第二方向开口的密封件。

优选的，所述的快速气密性精密测试装置中，所述气密测试机构包括气源及气密测试仪，所述气密测试仪连接气管，所述气管密封连接所述密封头上开设的导气通道，当所述密封头将第二方向开口密封时，所述导气通道的出气端位于工件的内腔中。

优选的，所述的快速气密性精密测试装置中，还包括可进行多轴运动的上料下料机器人。

快速气密性精密测试装置的测试方法，包括如下步骤：

S1，密封座承接工件并将其限位；

S2，固定装置向工件施加压力使其固定在所述密封座上并通过密封圈密封工件的第一方向开口；

S3，第二密封机构中的密封头向工件的第二方向开口方向移动并将其密封；

S4，气密测试机构向工件的内腔充气进行气密性测试并输出测试结果。

本发明技术方案的优点主要体现在：

本发明设计精巧，通过两个密封机构既满足了对工件的限位固定要求，同时又满足了工件不同开口的密封要求，使工件的内腔形成了有效的密封空间，从而能够通过充气及气密检测仪进行气密性检测，结构简单，检测操作容易，配合易于实现的静态密封，有效的保证了密封的可靠性和有效性，能够保证测试结果的精确性。

气密测试机构的导气通道形成于密封头上，且通过支杆使导气通道的进气端与支架保持间隙，从而便于管路的连接，同时有利于提高设备的集成度，保证密封效果。

快拆式的支撑件，极大的便于了设备的组装和拆卸维修，有利于进行设备的保养，降低设备成本。

结合可进行多轴移动的上料下料机器人，能够使整个测试过程自动化进行，自动化程度高，效率改善，避免了人为主观因素的影响。

附图说明

图1是背景技术中所述的汽车换挡助力气缸壳体的立体图；

图2 是本发明的立体图（未显示工件）；

图3是本发明的立体图（未显示工件）

图4是本发明的局部结构立体图；

图5是图4中A区域的放大图；

图6是本发明的支撑件的立体图；

图7 是本发明的密封头的立体图。

具体实施方式

本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示时所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合附图对本发明的快速气密性精密测试装置进行阐述，如附图2所示，包括支架20，所述支架20是由板材201、横梁202、纵梁203等构成的框架结构，其底部设置有一组万向轮204，每个所述万向轮204具有锁止结构，此处为已知技术，在此不再赘述。

如附图1-附图3所示，所述支架20上设置有待测件放置盒30、第一密封机构1、第二密封机构2、气密测试机构3、测试件放置盒40。

如附图4所示，所述第一密封机构1包括密封座11及固定装置12，所述固定装置12可向密封座11上的工件10施加压力使其固定于密封座11上且密封其第一方向开口101；

所述第二密封机构2位于所述第一密封机构1的一侧，可密封所述密封座11上的工件的第二方向开口102；

所述气密测试机构3用于向所述工件10的内腔充气并进行气密性测试。

工作时，通过两个密封机构将工件的两个方向的开口进行封堵，使工件内腔形成封闭腔体，然后对工件内腔进行充气，通过气密测试仪判断工件的气密性情况。

优选的实施例中，如附图5所示，所述密封座11包括本体111，所述本体111通过螺栓可拆卸地设置于所述支架20的一个板材201上，所述本体111的上表面形成有与工件10的第一方向开口101所在端面的形状匹配的仿形定位结构及密封所述第一方向开口101的密封结构，其具体形状可以根据不同的工件进行设计。

例如，当用于附图1所示的汽车换挡助力气缸壳体时，所述仿形定位结构至少包括仿形卡槽112，所述仿形卡槽112内设置有延伸到其外的定位凸台113以及位于所述定位凸台113旁的凹槽114，所述凹槽114内形成有定位圆台115；当工件10放置于所述仿形定位结构时，工件的第一突出部103嵌入所述仿形卡槽112中，其第二凸起部104嵌入到所述凹槽114中，所述定位凸台113、定位圆台115分别插接到第一方向开口的两个开口中，从而实现所述工件10的定位，

进一步，如附图5所示，所述仿形定位结构还包括一端与所述仿形卡槽112连通的长槽117，所述长槽117的深度小于所述仿形卡槽112的的深度，所述长槽117的另一端连通一方形缺口118，所述方向缺口的深度大于所述长槽117的深度，当工件位于所述仿形定位结构中时，所述工件10的第三凸筋105嵌入到所述长槽117中，所述工件10的第四凸台106嵌入到所述方向缺口118中并以其底部为支撑。

当工件位于所述仿形定位结构中时，仅能限定其水平方向的自由度，其在轴向（第一轴线Z）仍然具有活动自由度，因此需要有固定装置12来限制器轴向活动自由度。

详细来说，如附图4所示，所述固定装置12包括位于所述密封座11上方的压板121，所述压板121通过轴套125可滑动地设置于四个呈方形分布且沿第一轴线Z延伸的导向杆122上，且连接驱动其沿所述导向杆122往复移动的动力装置123；因此通过所述动力装置123驱动压板121向位于密封座11上的工件10施加压力，从而可以实现其轴向活动自由度的限定。

进一步来说，每个所述导向杆122可快拆地插接于支撑件124上，所述支撑件124通过螺栓可拆卸地固定于板材上，如附图6所示，其包括基座1241及套筒1242，所述基座1241和套筒1242上形成有一从顶部延伸到底部的缺口1243，所述套筒1242的侧壁上位于所述缺口1243的两侧分别设置有螺接部1244，并且两个所述螺接部1244中的一个位于一形变部1245上，所述形变部1245是所述缺口1243和位于所述套筒1242表面的槽口1246形成的区域，通过螺栓1247连接两个螺接部1244从而使两个螺接部1244之间的间隙减小，以实现对插接在所述套筒1242中的导向杆122的抱死固定，由于采用具有缺口的结构，既方便了将导向杆122插接到套筒1242中，同时也便于通过螺栓等进行锁紧固定，快拆的结构，便于设备的组装、维修，有利于降低设备成本。

所述动力装置123可以是已知的能够驱动所述压板进行直线移动的动力装置或结构，例如其可以是单独的气缸、油缸、直线模组等设备，也可以是电缸、电机+丝杠的结构等，如附图4所示，优选所述动力装置123包括位于四根导向杆122顶部的支撑板1231，所述支撑板1231上设置有活塞杆朝第一轴线Z伸缩的气缸1232，所述气缸1232的活塞杆通过转接件1233连接所述压板的上表面。

在所述固定机构12向工件施加压力使其固定时，所述工件10的开口仿形固定结构的接触区域或多或少会存在一定的泄露情况，为了避免这样情况，如附图5所示，优选所述密封结构包括所述仿形卡槽112的底部边缘形成的有安装槽116，所述安装槽116内设置有密封圈（图中未示出），通过密封圈使围设在第一方向开口外周，从而在固定机构12的压力作用下，使密封圈围合成的区域将工件的第一方向开口密封，采用静态密封的方式，密封稳定，密封效果好。

进一步来说，如附图4、附图7所示，所述第二密封机构2包括用于封堵所述第二方向开口102的密封头21，所述密封头21包括一体成型且共轴的延伸柱211和挡块212，所述延伸柱211的外周套装有固定在所述挡块212的前端面的缓冲件213，所述缓冲件213的前端面上设置有用于密封所述第二方向开口102的密封件（图中未示出），所述密封头21通过支杆22连接支架23，所述支架23可滑动地设置于沿第二轴线Y延伸的导轨24且连接驱动其沿所述导轨24滑动的驱动装置25。

所述驱动装置25同样是能够驱动所述密封头21朝所述密封座1直线移动的设备或结构，如气缸、油缸、电缸等设备或结构，如附图4所示，优选其包括安装支架251，所述安装支架251同样通过上述的支撑件124安装于板材上，其安装板上设置有活塞杆朝第二轴线Y伸缩的气缸252，所述气缸252的活塞杆通过连接件连接（图中未示出）所述支架23。

在将工件10的开口密封后，即可进行测试，具体的，如附图2、附图3、附图7所示，所述气密测试机构3包括气源33及气密测试仪31，所述气源还通过管路为所述第一密封机构和第二密封机构中的气缸供气，所述气密测试仪31连接气管，所述气管密封连接所述密封头21上开设的导气通道32，当所述密封头21将第二方向开口102密封时，所述导气通道32的出气端位于工件10的内腔中。

优选的，如附图7所示，所述导气通道32与所述密封头21共轴设置，其从所述密封头的一个端面延伸到另一个端面处，且其分为不同管径的细长通道及短粗通道，并且所述细长通道的一端开口为所述导气通道32的出气口，其另一端与所述短粗通道的连接区域为锥台形状，所述短粗通道的另一端即为所述导气通道的进气口。

更进一步，所述快速气密性精密测试装置还包括可进行多轴运动的上料下料机器人（图中未示出），所述上料下料机器人可以是已知的各种可行结构的机器人，此处为已知技术，在此不再赘述。

上述的快速气密性精密测试方法，包括如下步骤：

S1，人工或通过多轴移动的上料下料机器人从待测件放置盒30中取处一工件10并放置于密封座11上，所述密封座11承接工件并将其限位，以待固定装置12按压固定。

S2，所述固定装置12中的动力装置123启动驱动所述压板121向下移动至与工件10的顶面接触，从而向工件施加压力使其固定在所述密封座11上，由于工件仅仅压合在所述密封圈上，从而通过密封圈使工件的第一方向开口101密封。

S3，接着，所述第二密封机构2中的驱动装置25驱动所述密封头21向所述工件10的第二方向开口102方向移动，且其延伸柱211插接到所述第二方向开口102中，至所述挡块212上的密封圈与所述第二方向开口102的开口端面接触时实现所述第二方向开口102的密封。

S4，随后，所述气密测试机构3向工件的内腔充气，通过所述气密测试仪31进行气密性测试并输出测试结果。

S5，测试完成后，所述气密测试机构3停止充气，同时，所述第一密封机构和第二密封机构的动力设备反应工作使压板121及密封头21反向移动，从而使工件恢复轴向（第一轴线Z方向）移动的自由度；接着通过人工或通过多轴移动的上料下料机器人将测试完的工件从所述密封座11上取下并根据测试结果将合格件及不合格件分区放置于测试件放置盒40中。

当用多轴移动的上料下料机器人进行上下料时，通过传感器来进行机器人动作的控制；当由人工操作时，工作人员可通过启停按钮来触发设备工作或停止，也可以通过传感器及PLC编程等实现测试阶段的自动开始和停止，此处为已知技术，不再赘述。

本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.快速气密性精密测试装置，其特征在于：包括

第一密封机构（1），包括密封座（11）及固定装置（12），所述固定装置（12）可向密封座（11）上的工件（10）施加压力使其固定于密封座（11）上且密封其第一方向开口（101）；

第二密封机构（2），设置于所述第一密封机构（1）的一侧，可密封所述密封座（11）上的工件的第二方向开口（102）；

气密测试机构（3），可向所述工件（10）的内腔充气并进行气密性测试。

2.根据权利要求1所述的快速气密性精密测试装置，其特征在于：所述密封座（11）包括本体（111），所述本体（111）的上表面形成有与工件（10）的第一方向开口所在端面形状匹配的仿形定位结构及密封所述第一方向开口（101）的密封结构。

3.根据权利要求2所述的快速气密性精密测试装置，其特征在于：所述仿形定位结构包括仿形卡槽（112），所述仿形卡槽（112）内设置有延伸到其外的定位凸台（113）以及位于所述定位凸台（113）旁的凹槽（114），所述凹槽（114）内形成有定位圆台（115），所述密封结构包括所述仿形卡槽（112）的底部边缘形成的安装槽（116），所述安装槽（116）内设置有密封圈。

4.根据权利要求1所述的快速气密性精密测试装置，其特征在于：所述固定装置（12）包括位于所述密封座（11）上方的压板（121），所述压板（121）可滑动地设置于四个呈方形分布且沿第一轴线（Z）延伸的导向杆（122）上，且其连接驱动其沿所述导向杆（122）往复移动的动力装置（123）。

5.根据权利要求4所述的快速气密性精密测试装置，其特征在于：每个所述导向杆（122）可快拆地插接于支撑件（124）上。

6.根据权利要求1所述的快速气密性精密测试装置，其特征在于：所述第二密封机构（2）包括用于封堵所述第二方向开口（102）的密封头（21），所述密封头（21）通过支杆（22）连接支架（23），所述支架（23）可滑动地设置于沿第二轴线（Y）延伸的导轨（24）且连接驱动其沿所述导轨（24）滑动的驱动装置（25）。

7.根据权利要求6所述的快速气密性精密测试装置，其特征在于：所述密封头（21）包括一体成型且共轴的延伸柱（211）和挡块（212），所述延伸柱（211）的外周套装有固定在所述挡块（212）的前端面（2121）的缓冲件（213），所述缓冲件（213）的前端面上设置有用于密封所述第二方向开口（102）的密封件。

8.根据权利要求6所述的快速气密性精密测试装置，其特征在于：所述气密测试机构（3）包括气源及气密测试仪（31），所述气密测试仪（31）连接气管，所述气管密封连接所述密封头（21）上开设的导气通道（32），当所述密封头（21）将第二方向开口（102）密封时，所述导气通道（32）的出气端位于工件（10）的内腔中。

9.根据权利要求1-8任一所述的快速气密性精密测试装置，其特征在于：还包括可进行多轴运动的上料下料机器人。

10.权利要求1-9任一所述的快速气密性精密测试装置的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1，密封座（11）承接工件并将其限位；

S2，固定装置（12）向工件施加压力使其固定在所述密封座（11）上并通过密封圈密封工件的第一方向开口（101）；

S3，第二密封机构（2）中的密封头向工件的第二方向开口（102）方向移动并将其密封；

S4，气密测试机构（3）向工件的内腔充气进行气密性测试并输出测试结果。