CN109029316B - 用于盘状转子综合检测的自动定心夹具装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于盘状转子综合检测的自动定心夹具装置及方法。盘状转子安装在本体上，本体和附件配合下盘状转子自动定心夹紧，本体带动盘状转子旋转，检测部件进行检测；旋转台驱动部件通过皮带和同步齿轮连接，带动旋转台动件相对旋转台静件转动；导向锥活动套装在夹具座中心的通孔，导向锥底面经弹簧连接旋转台动件，活塞杆穿过旋转台动件后伸入夹具座并与拉杆同轴连接，拉杆穿设出导向锥中心通孔后与附件的压紧螺母连接；螺母旋转驱动部件和压紧螺母同轴固定连接，滑块滑动嵌装在导轨上。本发明实现了盘状转子的自动定心装夹，实现当前通用综合检测机气动执行部件无法达到的较大的等效实际工况的预紧力，提高了综合检测测量精度。

Description

用于盘状转子综合检测的自动定心夹具装置及方法

技术领域

本发明涉及一种自动定心夹具装置及方法，尤其是涉及了一种用于盘状转子综合检测的自动定心夹具装置及方法。

背景技术

汽车飞轮总成是一种具有较大转动惯量的盘状转子，储备较高能量用于调节汽车速度波动，是发动机重要的***构件之一。随着家用小汽车的普及，发动机飞轮的使用量急剧增加。飞轮齿圈总成在汽车发动机中是非常关键的***件，其加工的质量以及装配的质量直接影响到汽车的动态特性及其工作当中的性能。为了保证汽车发动机的旋转精度以及延伸汽车发动机的应用寿命，对齿圈端面、磨合面、外圈径向这3个部位的形位误差(端跳动和圆跳动)进行高速度、高精度的检测是很重要的。它质量的高低是影响发动机的动力特性和工作性能的至关因素。

目前大多数飞轮生产企业逐渐由作坊式生产向自动生产线方式转变，极大地刺激全自动综合检测机的市场需求。成熟的产品都是在综合检测机旋转台的正上方，通过外部气缸施加外力压紧挠性飞轮，这种方式对于要求挠性飞轮实际安装工况下预紧力达到0.5吨力时，完全可以胜任；但是对于部分挠性飞轮要求实际安装工况下预紧力超过0.5吨力，甚至是达到25吨力时，由于旋转台轴承承载不足而无法实现。所以基于这一点，设计一种用于盘状转子综合检测的自动定心夹具装置，提供盘状转子实际工况下的安装预紧力，同时实现工厂生产线自动化。

发明内容

为提供盘状转子实际工况下的安装预紧力，提高综合检测测量精度，本发明的目的在于提供了一种用于盘状转子综合检测的自动定心夹具装置及方法。

本发明采用的技术方案如下：

一、一种用于盘状转子综合检测的自动定心夹具装置：

所述的自动定心夹具装置包括本体和附件，盘状转子安装在本体上，在本体和附件的配合下盘状转子自动定心夹紧，通过本体带动盘状转子旋转，检测部件对盘状转子进行外观综合检测。

所述的本体包括液压缸或气缸、缸连接座、万向联轴节二、拉杆、导向锥、弹簧、夹具座、同步齿轮、旋转台、皮带和旋转台驱动部件；旋转台包括旋转台动件和旋转台静件，旋转台动件可转动地安装在旋转台静件上，旋转台动件顶部中心同轴固接有夹具座，夹具座外同轴固定套接有同步齿轮，旋转台动件的侧方设有旋转台驱动部件，旋转台驱动部件通过皮带和同步齿轮连接，旋转台驱动部件经皮带驱动同步齿轮转动，从而带动旋转台动件相对旋转台静件转动；导向锥不可周向、径向活动地套装在夹具座中心的通孔中，导向锥底面经弹簧连接到旋转台动件的顶面，使得导向锥能在夹具座的通孔中上下轴向弹性移动，导向锥通过底部弹簧柔性安装在旋转台动件上；液压缸或气缸的本体通过缸连接座同轴固接于旋转台动件底部中心，液压缸或气缸的活塞杆朝上穿过旋转台动件后伸入到夹具座内并与拉杆下端同轴连接，导向锥开有中心通孔，拉杆上端加工有外螺纹，拉杆上端穿设出导向锥的中心通孔后与附件底部的压紧螺母相配连接。

所述的附件包括螺母旋转驱动部件、万向联轴节一、压紧螺母、平衡气缸、位移传感器、一级转接板、二级转接板、滑块和导轨；螺母旋转驱动部件整体通过一级转接板固接于滑块上，螺母旋转驱动部件的输出端穿过一级转接板后通过万向联轴节一和压紧螺母同轴固定连接；二级转接板固定在电动滑台上，二级转接板侧面安装有竖直布置的导轨，滑块滑动嵌装在导轨上，二级转接板上安装有平衡气缸和位移传感器，平衡气缸气缸杆朝上连接到一级转接板，位移传感器的探测端朝上且朝向一级转接板。

所述的导向锥上端面为锥面，盘状转子套装在导向锥外，并且盘状转子的中心孔和上端面的锥面接触。

所述的活塞杆经万向联轴节二与拉杆同轴连接。

所述的压紧螺母内圈为内螺纹，拉杆上端的外螺纹和压紧螺母的内螺纹螺纹配合连接。

所述的螺母旋转驱动部件采用气动风批或电机和减速机等。

所述的位移传感器实时监测动件在竖直方向上的位移。

所述的二级转接板下端水平伸出形成伸出部，二级转接板的伸出部上安装平衡气缸和位移传感器。

二、一种盘状转子综合检测的自动定心夹装方法：

S01，将待测盘状转子置于本体的导向锥上端面，进入步骤S02；

S02，电动滑台动作，带动附件移动至盘状转子上方，进入步骤S03；

S03，螺母旋转驱动部件动作，带动压紧螺母正向旋转固定圈数，使压紧螺母拧入拉杆顶端，进入步骤S04；

S04，液压缸或气缸动作，通过活塞杆联动拉杆下拉压紧螺母，压紧螺母通过导轨和滑块组成的移动副自适应下移，压紧螺母将盘状转子稳固压紧在夹具座上，进入步骤S05；

S05，螺母旋转驱动部件放松，进入步骤S06；

S06，旋转台驱动部件动作，通过皮带联动同步齿轮B9驱动旋转台动件旋转，旋转过程中通过检测部件对盘状转子进行外观综合检测，检测完毕后旋转台驱动部件停止动作，进入步骤S07；

S07，液压缸或气缸动作，通过活塞杆推动拉杆上移，使得压紧螺母不再将盘状转子压紧在夹具座上，盘状转子脱离夹具座，位移传感器检测到压紧螺母回位后，液压缸或气缸停止动作；进入步骤S08；

S08，螺母旋转驱动部件动作，带动压紧螺母反向旋转固定圈数，使压紧螺母与拉杆顶端螺纹完全松脱，进入步骤S09；

S09，电动滑台动作，带动附件远离盘状转子工件，取下盘状转子工件。

本发明的液压缸或气缸提供盘状转子实际安装工况所要求的当量等效预紧力，由于自动定心夹具装置提供的预紧力相对于旋转台为内力，通过调节液压缸或气缸的拉紧力、以及增强拉杆与附件底部压紧螺母的刚性可实现当前通用综合检测机气动执行部件无法达到的较大的等效实际工况的预紧力。

本发明具有的有益效果是：

本发明实现了盘状转子的自动定心装夹，自动夹紧执行力相对旋转台为内力，有效地提供盘状转子实际工况下的安装预紧力，提高了综合检测测量精度。

附图说明

图1是本发明整体外观示意图。

图2是本发明附件整体***图。

图3是本发明附件整体装配图。

图4是本发明本体整体***图。

图5是本发明本体整体装配图。

图中：A0、附件，A1、螺母旋转驱动部件，A2、一级转接板，A3、万向联轴节一，A4、压紧螺母，A4.1、内螺纹，A5、平衡气缸，A6、位移传感器，A7、滑块，A8、导轨，A9、二级转接板，A10、电动滑台；B0、本体，B1、拉杆，B1.1、外螺纹，B2、导向锥，B3、夹具座，B4、弹簧，B5、旋转台，B5.1、旋转台动件，B5.2、旋转台静件，B6、液压缸或气缸，B6.1、活塞杆，B7、缸连接座，B8、万向联轴节二，B9、同步齿轮，B10、皮带，B11、旋转台驱动部件；C0、盘状转子；D0、检测部件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明的自动定心夹具装置包括本体B0和附件A0，本体B0固定安装在通用综合检测机的旋转台动件B5.1上，附件A0安装在电动滑台A10上，盘状转子C0安装在本体B0上，在本体B0和附件A0的配合下盘状转子C0自动定心夹紧，通过本体B0带动盘状转子C0旋转，检测部件D0对盘状转子C0进行外观综合检测。

如图1、图4和图5所示，本体B0包括液压缸或气缸B6、缸连接座B7、万向联轴节二B8、拉杆B1、导向锥B2、弹簧B4、夹具座B3、同步齿轮B9、旋转台B5、皮带B10和旋转台驱动部件B11；旋转台B5包括旋转台动件B5.1和旋转台静件B5.2，旋转台动件B5.1可转动地安装在旋转台静件B5.2上，旋转台动件B5.2顶部中心同轴固接有夹具座B3，夹具座B3外同轴固定套接有同步齿轮B9，旋转台动件B5.2的侧方设有旋转台驱动部件B11，旋转台驱动部件B11通过皮带B10和同步齿轮B9连接，皮带B10内表面设有齿结构，旋转台驱动部件B11经皮带B10驱动同步齿轮B9转动，由于同步齿轮B9和旋转台动件B5.2经夹具座B3固定连接，从而带动旋转台动件B5.1相对旋转台静件B5.2转动；导向锥B2不可周向、径向活动地套装在夹具座B3中心的通孔中，导向锥B2底面经弹簧B4连接到旋转台动件B5.1的顶面，具体实施中要求旋转台动件B5.1顶面开有的通孔孔径小于夹具座B3的通孔孔径，使得导向锥B2能在夹具座B3的通孔中上下轴向弹性移动，导向锥B2通过底部弹簧B4柔性安装在旋转台动件B5.1上；液压缸或气缸B6的本体通过缸连接座B7同轴固接于旋转台动件B5.1底部中心，由液压缸或气缸B6提供工件检测的等效压紧力，液压缸或气缸B6的活塞杆B6.1朝上穿过旋转台动件B5.1后伸入到夹具座B3内并经万向联轴节二B8与拉杆B1下端同轴连接，导向锥B2开有中心通孔，拉杆B1上端加工有外螺纹B1.1，拉杆B1上端穿设出导向锥B2的中心通孔后与附件A0底部的压紧螺母A4的内螺纹A4.1相配连接；

拉杆B1和活塞杆B6.1同轴形成的整体只能在内部空间中上下轴向运动，不能沿周向旋转或者径向移动。本发明中，拉杆B1同心安装于旋转台动件B5.1内部，相对旋转台动件B5.1可上下滑动。

具体实施中，导向锥B2可通过键槽套装在夹具座B3中心的通孔中，实现导向锥B2不可周向、径向活动地套装在夹具座B3中心的通孔中。

如图1、图2和图3所示，附件A0包括螺母旋转驱动部件A1、万向联轴节一A3、压紧螺母A4、平衡气缸A5、位移传感器A6、一级转接板A2、二级转接板A9、滑块A7和导轨A8；螺母旋转驱动部件A1整体通过一级转接板A2固接于滑块A7上，螺母旋转驱动部件A1安装在一级转接板A2一端，一级转接板A2另一端固接于滑块A7，螺母旋转驱动部件A1的输出端穿过一级转接板A2后通过万向联轴节一A3和压紧螺母A4同轴固定连接，主要由滑块A7、螺母旋转驱动部件A1、一级转接板A2组成附件A0的动件；二级转接板A9固定在电动滑台A10上，电动滑台A10带动二级转接板A9上下升降移动，二级转接板A9侧面安装有竖直布置的导轨A8，动件的滑块A7滑动嵌装在导轨A8上，二级转接板A9上安装有平衡气缸A5和位移传感器A6，二级转接板A9下端水平伸出形成伸出部，二级转接板A9的伸出部上安装平衡气缸A5和位移传感器A6。

平衡气缸A5气缸杆朝上连接到一级转接板A2，位移传感器A6的探测端朝上且朝向一级转接板A2，主要由二级转接板A9、平衡气缸A5、位移传感器A6、导轨A8组成附件A0的静件。位移传感器A6实时监测动件的一级转接板A2在竖直方向上的位移。

平衡气缸A5的气缸杆顶部支撑在动件一级转接板A2的底部，工作过程中平衡气缸A5缸体内一直处于稳定的通气输出工作状态使得动件和静件在受平衡气缸A5的气缸杆缓冲作用下形成柔性浮动滑台，能平衡动件的重力。

本发明中，自动定心夹紧装置附件A0整体通过二级转接板A9连接电动滑台A10，电动滑台A10可带动附件A0远离及靠近工作台面。

如图1所示，导向锥B2上端面为锥面，盘状转子C0套装在导向锥B2外，并且盘状转子C0的中心孔和上端面的锥面接触，通过导向锥B2锥面适应与不同内孔大小的盘状转子C0配合，并由锥面导向性来实现盘状转子C0内孔的自动径向定心。

本发明的具体实施过程是：

S01，将待测盘状转子C0置于本体B0的导向锥B2上端面，进入步骤S02；

S02，电动滑台A10动作，带动附件A0移动至盘状转子C0上方，进入步骤S03；

S03，螺母旋转驱动部件A1动作，带动压紧螺母A4正向旋转固定圈数，使压紧螺母A4拧入拉杆B1顶端，进入步骤S04；

S04，液压缸或气缸B6动作，通过活塞杆B6.1联动拉杆B1下拉压紧螺母A4，压紧螺母A4通过导轨A8和滑块A7组成的移动副从初始位置自适应下移，压紧螺母A4将盘状转子C0稳固压紧在夹具座B3上，进入步骤S05；

S05，螺母旋转驱动部件A1放松，进入步骤S06；

螺母旋转驱动部件A1放松是将螺母旋转驱动部件A1断电处理。

S06，旋转台驱动部件B11动作，通过皮带B10联动同步齿轮B9驱动旋转台动件B5.1旋转，旋转过程中通过检测部件D0对盘状转子C0进行外观综合检测，检测完毕后旋转台驱动部件B11停止动作，进入步骤S07；

S07，液压缸或气缸B6动作，通过活塞杆B6.1推动拉杆B1上移，使得压紧螺母A4不再将盘状转子C0压紧在夹具座B3上，盘状转子C0脱离夹具座B3，放松盘状转子C0工件，位移传感器A5检测到压紧螺母A4回位到初始位置后，液压缸或气缸B6停止动作；进入步骤S08；

具体实施中，位移传感器A5检测一级转接板A2的位移，若检测到一级转接板A2的位移回到其初始位置，则压紧螺母A4也回位到其初始位置后。

S08，螺母旋转驱动部件A1动作，带动压紧螺母A4反向旋转固定圈数，使压紧螺母A4与拉杆B1顶端螺纹完全松脱，进入步骤S09；

S09，电动滑台A10动作，带动附件A0远离盘状转子C0工件，取下盘状转子C0工件，重新进入步骤S01进行新的盘状转子C0的自动定心夹装。

Claims (8)

1.一种用于盘状转子综合检测的自动定心夹具装置，其特征在于：

所述的自动定心夹具装置包括本体（B0）和附件（A0），盘状转子（C0）安装在本体（B0）上，在本体（B0）和附件（A0）的配合下盘状转子（C0）自动定心夹紧，通过本体（B0）带动盘状转子（C0）旋转，检测部件（D0）对盘状转子（C0）进行检测；

所述的本体（B0）包括液压缸或气缸（B6）、缸连接座（B7）、万向联轴节二（B8）、拉杆（B1）、导向锥（B2）、弹簧（B4）、夹具座（B3）、同步齿轮（B9）、旋转台（B5）、皮带（B10）和旋转台驱动部件（B11）；旋转台（B5）包括旋转台动件（B5.1）和旋转台静件（B5.2），旋转台动件（B5.1）可转动地安装在旋转台静件（B5.2）上，旋转台动件（B5.2）顶部中心同轴固接有夹具座（B3），夹具座（B3）外同轴固定套接有同步齿轮（B9），旋转台动件（B5.2）的侧方设有旋转台驱动部件（B11），旋转台驱动部件（B11）通过皮带（B10）和同步齿轮（B9）连接，旋转台驱动部件（B11）经皮带（B10）驱动同步齿轮（B9）转动，从而带动旋转台动件（B5.1）相对旋转台静件（B5.2）转动；导向锥（B2）不可周向、径向活动地套装在夹具座（B3）中心的通孔中，导向锥（B2）底面经弹簧（B4）连接到旋转台动件（B5.1）的顶面，使得导向锥（B2）能在夹具座（B3）的通孔中上下轴向弹性移动，导向锥（B2）通过底部弹簧（B4）柔性安装在旋转台动件（B5.1）上；液压缸或气缸（B6）的本体通过缸连接座（B7）同轴固接于旋转台动件（B5.1）底部中心，液压缸或气缸（B6）的活塞杆（B6.1）朝上穿过旋转台动件（B5.1）后伸入到夹具座（B3）内并与拉杆（B1）下端同轴连接，导向锥（B2）开有中心通孔，拉杆（B1）上端加工有外螺纹（B1.1），拉杆（B1）上端穿设出导向锥（B2）的中心通孔后与附件（A0）底部的压紧螺母（A4）相配连接；

所述的附件（A0）包括螺母旋转驱动部件（A1）、万向联轴节一（A3）、压紧螺母（A4）、平衡气缸（A5）、位移传感器（A6）、一级转接板（A2）、二级转接板（A9）、滑块（A7）和导轨（A8）；螺母旋转驱动部件（A1）整体通过一级转接板（A2）固接于滑块（A7）上，螺母旋转驱动部件（A1）的输出端穿过一级转接板（A2）后通过万向联轴节一（A3）和压紧螺母（A4）同轴固定连接；二级转接板（A9）固定在电动滑台（A10）上，二级转接板（A9）侧面安装有竖直布置的导轨（A8），滑块（A7）滑动嵌装在导轨（A8）上，二级转接板（A9）上安装有平衡气缸（A5）和位移传感器（A6），平衡气缸（A5）气缸杆朝上连接到一级转接板（A2），位移传感器（A6）的探测端朝上且朝向一级转接板（A2）。

2.根据权利要求1所述的一种用于盘状转子综合检测的自动定心夹具装置，其特征在于：所述的导向锥（B2）上端面为锥面，盘状转子（C0）套装在导向锥（B2）外，并且盘状转子（C0）的中心孔和上端面的锥面接触。

3.根据权利要求1所述的一种用于盘状转子综合检测的自动定心夹具装置，其特征在于：所述的活塞杆（B6.1）经万向联轴节二（B8）与拉杆（B1）同轴连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于盘状转子综合检测的自动定心夹具装置，其特征在于：所述的压紧螺母（A4）内圈为内螺纹（A4.1），拉杆（B1）上端的外螺纹（B1.1）和压紧螺母（A4）的内螺纹（A4.1）螺纹配合连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于盘状转子综合检测的自动定心夹具装置，其特征在于：所述的螺母旋转驱动部件（A1）采用气动风批或电机和减速机等。

6.根据权利要求1所述的一种用于盘状转子综合检测的自动定心夹具装置，其特征在于：所述的位移传感器（A6）实时监测动件在竖直方向上的位移。

7.根据权利要求1所述的一种用于盘状转子综合检测的自动定心夹具装置，其特征在于：所述的二级转接板（A9）下端水平伸出形成伸出部，二级转接板（A9）的伸出部上安装平衡气缸（A5）和位移传感器（A6）。

8.一种盘状转子综合检测的自动定心夹装方法，其特征在于：方法采用权利要求1所述的装置，包括以下步骤：

S01，将待测盘状转子（C0）置于本体（B0）的导向锥（B2）上端面，进入步骤S02；

S02，电动滑台（A10）动作，带动附件（A0）移动至盘状转子（C0）上方，进入步骤S03；

S03，螺母旋转驱动部件（A1）动作，带动压紧螺母（A4）正向旋转固定圈数，使压紧螺母（A4）拧入拉杆（B1）顶端，进入步骤S04；

S04，液压缸或气缸（B6）动作，通过活塞杆（B6.1）联动拉杆（B1）下拉压紧螺母（A4），压紧螺母（A4）通过导轨（A8）和滑块（A7）组成的移动副自适应下移，压紧螺母（A4）将盘状转子（C0）稳固压紧在夹具座（B3）上，进入步骤S05；

S05，螺母旋转驱动部件（A1）放松，进入步骤S06；

S06，旋转台驱动部件（B11）动作，通过皮带（B10）联动同步齿轮（B9）驱动旋转台动件（B5.1）旋转，旋转过程中通过检测部件（D0）对盘状转子（C0）进行外观综合检测，检测完毕后旋转台驱动部件（B11）停止动作，进入步骤S07；

S07，液压缸或气缸（B6）动作，通过活塞杆（B6.1）推动拉杆（B1）上移，使得压紧螺母（A4）不再将盘状转子（C0）压紧在夹具座（B3）上，盘状转子（C0）脱离夹具座（B3），位移传感器（A5）检测到压紧螺母（A4）回位后，液压缸或气缸（B6）停止动作；进入步骤S08；

S08，螺母旋转驱动部件（A1）动作，带动压紧螺母（A4）反向旋转固定圈数，使压紧螺母（A4）与拉杆（B1）顶端螺纹完全松脱，进入步骤S09；

S09，电动滑台（A10）动作，带动附件（A0）远离盘状转子（C0）工件，取下盘状转子（C0）工件。