CN110006380A - 一种汽车制动器总成刹车盘跳动的自动检测机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车制动器总成刹车盘跳动的自动检测机构，主要包括骨架、定位装置、启动力矩检测装置、盘跳检测装置和控制显示装置，定位装置、启动力矩检测装置、盘跳检测装置和控制显示装置均安装在骨架上。本发明有益的效果是：本发明结构将盘跳检测数据记录在PLC中，触摸显示屏通过读取PLC数据进行实时显示，更加直观明了；对于检测数据超标制动盘‑转向节组件报警提示，杜绝不合格品进入下一环节，从而保证了汽车制动器的质量；汽车制动器安放在带锥度的定位柱上，并通过向下加载压力促使汽车制动器安放更加平稳，保证转向节轴线轴线与定位柱轴向重合，使盘跳检测数据更加精准。
Description
技术领域
本发明涉及汽车制动器总成装配过程中的在线自动检测，属于机电自动化技术领域，具体涉及一种汽车制动器总成刹车盘跳动的自动检测机构。
背景技术
汽车制动抖动是车辆在一定速度范围内实施制动时，引起方向盘、制动踏板、车身底板和座椅剧烈抖动的现象，是制动引起的振动中的一种。制动抖动是制动***重要故障之一，严重影响车辆的舒适性，增加了误操作的可能性，从而影响汽车驾驶的安全性。在制动器装配过程中，制动盘通过螺钉固定安装在轮毂单元上，卡钳通过螺钉固定安装在转向节上，如图1所示。在制动时，摩擦块与滚动的制动盘进行接触产生制动力。制动盘端面跳动直接导致制动钳的摩擦块与制动盘之间的接触压力分布不均匀,使制动盘的摩擦系数不能得到充分发挥,或者使制动力等效半径发生变化,最终导致制动力矩的波动，是形成汽车制动抖动的主要原因之一。因此，必须保证制动盘的端面盘跳量在一定范围内，将端面盘跳量超标的汽车制动器当作不合格品处理。
在传统的汽车制动器盘跳检测过程中，人工抓取制动盘并用螺钉固定安装在轮毂单元-转向节组件上，然后将制动器安放在定位柱上，采用千分表检测工具接触制动盘表面，通过读表获得跳动值。在这检测过程中，由于安放倾角会引起盘跳检测数据不准，同时检测数据也并未记录存储，无法作为质量合格的依据。在人工盘跳检测过程中，合格不合格由操作员工人眼观察判定，由于观察误差或特意将盘跳超标的制动器当作合格品处理，而且同时存在操作员工为图省事直接忽略检测环节，将制动器流转至下一工序。专利号CN102589495B的中国专利文献公布了一种制动盘跳动度检测装置，该发明对象是单个汽车制动盘，制动盘定位在托指上部，托指与心轴连成一体，心轴通过齿轮与减速电机联接传递动力，但该装置不适用于制动盘-转向节组件。
发明内容
本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种检测更方便，能有报警提示的汽车制动器总成刹车盘跳动的自动检测机构。
本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种汽车制动器总成刹车盘跳动的自动检测机构，主要包括骨架、定位装置、启动力矩检测装置、盘跳检测装置和控制显示装置，定位装置、启动力矩检测装置、盘跳检测装置和控制显示装置均安装在骨架上，骨架起支撑和固定作用，定位装置实现精准定位制动盘-转向节组件，启动力矩检测装置实现制动盘启动力矩的检测及制动盘的旋转，盘跳检测装置实现制动盘端面盘跳检测，控制显示装置实现数据的显示。
所述骨架包括测试机架、操作台面、设备防护框架、安全光栅和设备安装架，测试机架位于最底部，操作台面和设备防护框架位于测试机架的上部，设备安装架位于设备防护框架的内部，设备防护框架的侧面设有安全光栅。
所述定位装置包括托盘、顶板、定位柱、光电传感器、位移传感器、阻挡器、第一升降气缸和第二升降气缸，操作台面上滑动连接托盘，托盘上安装带锥度的定位柱，操作台面下固定安装第一升降气缸和第二升降气缸，操作台面上安装阻挡器和顶板，顶板上安装有定位销，第一升降气缸与阻挡器滑动连接，第二升降气缸与顶板滑动连接，光电传感器固定装夹在设备安装架上，位移传感器固定安装在操作台面上。
所述启动力矩检测装置包括支架导轨、第一支架、第三升降气缸、电机、扭矩测试仪和弹性压头，支架导轨固定安装在设备安装架的台面下，第三升降气缸固定安装在设备安装架的台面上，并通过滑动杆与第一支架进行连接，第一支架上垂直安装电机、扭矩测试仪及弹性压头，其中电机通过输出轴与扭矩测试仪、弹性压头进行连接，弹性压头、电机、扭矩测试仪的轴线与定位柱的轴线重合。
所述盘跳检测装置包括第二支架、第四升降气缸、浮动支架和高精度位移传感器，在设备安装架上固定安装第二支架，在第二支架上固定安装第四升降气缸，第四升降气缸滑动连接浮动支架，并通过加强柱与第二支架滑动连接，在浮动支架上固定安装高精度位移传感器。
所述控制显示装置包括气控柜、电控柜、显示触摸屏和三色灯，气控柜、电控柜、显示触摸屏和三色灯安装在设备防护框架上，气控柜与升降气缸相连通，电控柜与显示触摸屏、三色灯相连通。
本发明有益的效果是：本发明结构将盘跳检测数据记录在PLC中，触摸显示屏通过读取PLC数据进行实时显示，更加直观明了；对于检测数据超标制动盘-转向节组件报警提示，杜绝不合格品进入下一环节，从而保证了汽车制动器的质量；汽车制动器安放在带锥度的定位柱上，并通过向下加载压力促使汽车制动器安放更加平稳，保证转向节轴线轴线与定位柱轴向重合，使盘跳检测数据更加精准。
附图说明
图1是汽车制动器装配示意图；
图2是制动盘-转向节组件示意图；
图3是本发明结构示意图；
图4是骨架的结构示意图；
图5是定位装置的结构示意图；
图6是启动力矩检测装置的结构示意图；
图7是盘跳检测装置的结构示意图；
图8是控制显示装置的结构示意图。
附图标记说明：骨架1，定位装置2，启动力矩检测装置3，盘跳检测装置4，控制显示装置5，制动盘-转向节组件6，测试机架11，操作台面12，设备防护框架13，安全光栅14，设备安装架15，托盘21，顶板22，定位柱23，光电传感器24，位移传感器25，阻挡器26，第一升降气缸27，第二升降气缸28，支架导轨31，第一支架32，第三升降气缸33，电机34，扭矩测试仪35，弹性压头36，第二支架41，第四升降气缸42，浮动支架43，高精度位移传感器44，气控柜51，电控柜52，触摸显示屏53，三色灯54。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图所示，这种汽车制动器总成刹车盘跳动的自动检测机构，主要包括骨架1、定位装置2、启动力矩检测装置3、盘跳检测装置4和控制显示装置5，定位装置2、启动力矩检测装置3、盘跳检测装置4和控制显示装置5均安装在骨架1上，骨架1起支撑和固定作用，定位装置2实现精准定位制动盘-转向节组件6，启动力矩检测装置3实现制动盘启动力矩的检测及制动盘的旋转，盘跳检测装置4实现制动盘端面盘跳检测，控制显示装置5实现数据的显示。对压装好的制动盘-转向节组件6进行自动盘跳检测，并能在盘跳数值超标的情况下进行报警提示。
骨架1包括测试机架11、操作台面12、设备防护框架13、安全光栅14和设备安装架15，测试机架11位于最底部，操作台面12和设备防护框架13位于测试机架11的上部，设备安装架15位于设备防护框架13的内部，设备防护框架13的侧面设有安全光栅14。骨架1于安装定位装置2、启动力矩检测装置3、盘跳检测装置4、控制显示装置5及其他零件。
定位装置2包括托盘21、顶板22、定位柱23、光电传感器24、位移传感器25、阻挡器26、第一升降气缸27和第二升降气缸28，操作台面12上滑动连接托盘21，托盘21上安装带锥度的定位柱23，用于安装制动盘-转向节组件6，其底部锥度用于确保转向节轴线与定位柱23轴线重合，操作台面12下固定安装第一升降气缸27和第二升降气缸28，操作台面12上安装阻挡器26和顶板22，顶板22上安装有定位销，第一升降气缸27与阻挡器26滑动连接，第二升降气缸28与顶板22滑动连接，第一升降气缸27驱动阻挡器26上升实现托盘21的阻挡、放行及粗定位，第二升降气缸28驱动顶板22上升并通过定位销实现托盘21的精准定位，光电传感器24固定装夹在设备安装架15上，用于感应托盘21上是否存在制动盘-转向节组件6，位移传感器25固定安装在操作台面12上，用于感应定位装置2上是否存在托盘21。
当托盘21随传送带进入到操作台面时，由阻挡器26阻挡托盘21并完成托盘21的粗定位。位移传感器25感应到托盘21，第二升降气缸28驱动顶板22上升，顶板22上的定位销对托盘21进行定位，实现托盘21的精准定位，进而保证定位柱23与弹性压头、伺服电机、扭矩测试仪轴线重合。光电传感器24感应托盘上是否装有制动盘-转向节组件6。当盘跳检测完成后，第二升降气缸28驱动顶板22下降，第一升降气缸27驱动制动器26下降，实现对托盘21的放行，使托盘21流转至下一工序。
启动力矩检测装置3包括支架导轨31、第一支架32、第三升降气缸33、电机34、扭矩测试仪35和弹性压头36，支架导轨31固定安装在设备安装架15的台面下，第三升降气缸33固定安装在设备安装架15的台面上，并通过滑动杆与第一支架32进行连接，用于驱动第一支架32下移使弹性压头36与制动盘-转向节组件6进行接触并产生压力。第一支架32上垂直安装电机34、扭矩测试仪35及弹性压头36，电机34用于带动弹性压头36旋转，弹性压头36接触制动盘并通过压力产生摩擦力以带动制动盘、轮毂单元转动，扭矩测试仪35用于检测制动盘的启动力矩，并通过PLC将数据传递到触摸显示屏53，其中电机34通过输出轴与扭矩测试仪35、弹性压头36进行连接，弹性压头36、电机34、扭矩测试仪35的轴线与定位柱23的轴线重合。
当定位装置2完成托盘21的精准定位，光电传感器24感应到托盘21上装有制动盘-转向节组件6时，第三升降气缸33驱动第一支架32沿着支架导轨31下降至设定距离，弹性压头36接触制动盘并产生一定压力。电机34启动带动弹性压头36旋转，弹性压头36通过与制动盘直径的摩擦力驱动制动盘旋转，扭矩测试仪35读取启动力矩，完成启动力矩的检测及制动盘的旋转。
盘跳检测装置4包括第二支架41、第四升降气缸42、浮动支架43和高精度位移传感器44，在设备安装架15上固定安装第二支架41，用于安装盘跳检测装置4，在第二支架41上固定安装第四升降气缸42，第四升降气缸42滑动连接浮动支架43，并通过加强柱与第二支架41滑动连接，在浮动支架43上固定安装高精度位移传感器44，用于检测制动盘端面盘跳值，并通过PLC将数据传递到触摸显示屏53。
当弹性压头36压住制动盘时，第四升降气缸42驱动浮动支架43下降设定距离，使高精度位移传感器44接触制动盘端面；当电机34启动并驱动弹性压头36旋转，进而带动制动盘旋转时，高精度位移传感器44获取盘跳数据，并通过PLC将数据传递到触摸显示屏。
控制显示装置5包括气控柜51、电控柜52、显示触摸屏53和三色灯54，气控柜51、电控柜52、显示触摸屏53和三色灯54安装在设备防护框架13上，气控柜51与升降气缸相连通，通过气阀控制四个升降气缸的升降，电控柜52与显示触摸屏53、三色灯54相连通。电控柜52通过PLC控制电机和气阀，并将检测所得的盘跳量、启动力矩数据传递给触摸显示屏53以实时显示。当数据不合格时，三色灯54进行红灯警告，提示操作员工对当前制动盘-转向节组件6进行人工判定，避免不合格品流转至下一个工序。
本发明采用气动驱动技术和可编程控制技术(PLC)相结合的方式实现旋转压力加载、制动盘盘跳检测、盘跳数据读取及显示、报警提示等功能。首先，员工将制动盘安装在带轮毂单元的转向节上，制动盘-转向节组件6通过托盘流转到盘跳检测工位上，第一升降气缸驱动阻挡器上升挡住托盘，第二升降气缸驱动顶板上升并通过定位销对托盘进行精准定位。接着，光电传感器感应到制动盘-转向节组件6后，第三升降气缸下降令弹性压头压住制动盘，第四升降气缸下移令高精度位移传感器接触到制动盘端面。然后，电机转动驱动弹性压头旋转，弹性压头通过压力产生摩擦力带动制动盘及轮毂单元旋转，同时扭矩测试仪读取启动力矩，高精度位移传感器获取盘跳数值。最后，检测完成后，盘跳检测装置、启动力矩检测装置复位，对于数据不合格的制动盘-转向节组件6进行报警提示，对于检测合格的进行放行，自动流转至下一工位。
在传统的汽车制动器盘跳检测过程中，合格不合格由操作员工人眼观察进行判定，但由于观察不准会将盘跳量超标的制动器当作合格品处理，同时存在操作员工为图省事直接忽略检测环节，将制动器流转至下一工序。本发明的制动器盘跳自动检测机构，将盘跳检测数据记录在PLC中，触摸显示屏通过读取PLC数据进行实时显示，更加直观明了；同时，对于检测数据超标制动盘-转向节组件6报警提示，杜绝不合格品进入下一环节，从而保证了汽车制动器的质量。对PLC中的数据进行读取存储并与汽车制动器唯一码进行绑定，从而实现通过扫码读取盘跳数据，使产品质量更加具有说服力。
在传统的汽车制动器盘跳检测过程中，安放时略带倾角便会引起盘跳检测数据不准，但由于人工安放存在随意性，导致检测所获取的数据不准从而使检测环节失去意义。本发明的制动器盘跳自动检测机构，通过阻挡器实现托盘的粗定位，顶板上的定位销实现托盘的精准定位，从而保证托盘上的定位柱轴线与弹性压头、伺服电机、扭矩测试仪轴线重合。汽车制动器安放在带锥度的定位柱上，并通过向下加载压力促使汽车制动器安放更加平稳，保证转向节轴线轴线与定位柱轴向重合，使盘跳检测数据更加精准。
启动力矩作为汽车制动器中另一个重要性能指标，在传统的汽车制动器盘跳检测过程中并未检测。本发明的盘盘跳自动检测机构，通过升降气缸将弹性压头压住制动盘以产生摩擦力，进而电机旋转带动制动盘旋转，扭矩测试仪读取启动力矩，并通过PLC将启动力矩数据传递到触摸显示屏进行实时显示。对于启动力矩不合格的汽车制动器进行报警提示，进一步保证了汽车制动器在装配过程中的质量。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种汽车制动器总成刹车盘跳动的自动检测机构，主要包括骨架(1)、定位装置(2)、启动力矩检测装置(3)、盘跳检测装置(4)和控制显示装置(5)，其特征是：定位装置(2)、启动力矩检测装置(3)、盘跳检测装置(4)和控制显示装置(5)均安装在骨架(1)上，骨架(1)起支撑和固定作用，定位装置(2)实现精准定位制动盘-转向节组件(6)，启动力矩检测装置(3)实现制动盘启动力矩的检测及制动盘的旋转，盘跳检测装置(4)实现制动盘端面盘跳检测，控制显示装置(5)实现数据的显示。
2.根据权利要求1所述的汽车制动器总成刹车盘跳动的自动检测机构，其特征是：所述骨架(1)包括测试机架(11)、操作台面(12)、设备防护框架(13)、安全光栅(14)和设备安装架(15)，测试机架(11)位于最底部，操作台面(12)和设备防护框架(13)位于测试机架(11)的上部，设备安装架(15)位于设备防护框架(13)的内部，设备防护框架(13)的侧面设有安全光栅(14)。
3.根据权利要求1所述的汽车制动器总成刹车盘跳动的自动检测机构，其特征是：所述定位装置(2)包括托盘(21)、顶板(22)、定位柱(23)、光电传感器(24)、位移传感器(25)、阻挡器(26)、第一升降气缸(27)和第二升降气缸(28)，操作台面(12)上滑动连接托盘(21)，托盘(21)上安装带锥度的定位柱(23)，操作台面(12)下固定安装第一升降气缸(27)和第二升降气缸(28)，操作台面(12)上安装阻挡器(26)和顶板(22)，顶板(22)上安装有定位销，第一升降气缸(27)与阻挡器(26)滑动连接，第二升降气缸(28)与顶板(22)滑动连接，光电传感器(24)固定装夹在设备安装架(15)上，位移传感器(25)固定安装在操作台面(12)上。
4.根据权利要求3所述的汽车制动器总成刹车盘跳动的自动检测机构，其特征是：所述启动力矩检测装置(3)包括支架导轨(31)、第一支架(32)、第三升降气缸(33)、电机(34)、扭矩测试仪(35)和弹性压头(36)，支架导轨(31)固定安装在设备安装架(15)的台面下，第三升降气缸(33)固定安装在设备安装架(15)的台面上，并通过滑动杆与第一支架(32)进行连接，第一支架(32)上垂直安装电机(34)、扭矩测试仪(35)及弹性压头(36)，其中电机(34)通过输出轴与扭矩测试仪(35)、弹性压头(36)进行连接，弹性压头(36)、电机(34)、扭矩测试仪(35)的轴线与定位柱(23)的轴线重合。
5.根据权利要求1所述的汽车制动器总成刹车盘跳动的自动检测机构，其特征是：所述盘跳检测装置(4)包括第二支架(41)、第四升降气缸(42)、浮动支架(43)和高精度位移传感器(44)，在设备安装架(15)上固定安装第二支架(41)，在第二支架(41)上固定安装第四升降气缸(42)，第四升降气缸(42)滑动连接浮动支架(43)，并通过加强柱与第二支架(41)滑动连接，在浮动支架(43)上固定安装高精度位移传感器(44)。
6.根据权利要求1所述的汽车制动器总成刹车盘跳动的自动检测机构，其特征是：所述控制显示装置(5)包括气控柜(51)、电控柜(52)、显示触摸屏(53)和三色灯(54)，气控柜(51)、电控柜(52)、显示触摸屏(53)和三色灯(54)安装在设备防护框架(13)上，气控柜(51)与升降气缸相连通，电控柜(52)与显示触摸屏(53)、三色灯(54)相连通。
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