轎車C-EPS對中打銷檢測機技術分析

李樹娣

（廣州市嘉特斯機電制造有限公司，廣東廣州510850）

0 引言

轉向軸總成（圖1）由輸出軸總成和輸入軸扭桿壓裝總成等組成，輸出軸總成一般由輸出軸、蝸輪組成的，輸入軸扭桿壓裝總成一般由軸套、扭桿、輸入軸組成。轉向軸的作用是將駕駛員作用于轉向盤的轉向力矩傳遞給轉向器，它的上部與轉向盤固定連接，下部與轉向器相連。轉向軸從轉向柱管中穿過，支承在柱管內的軸承和襯套上。有些轉向軸不但具有一定的剛度，還具有吸能功能，起到防傷作用。轉向軸總成是轉向器中的重要部分，轉向器是轉向系統中的重要總成，其作用主要有三個方面：一是增大來自轉向盤的轉矩，使之大到足以克服轉向輪與路面之間的轉向阻力矩；二是降低轉向傳動軸的轉速，并使轉向搖臂軸轉動，帶動搖臂擺動，使其末端獲得所需要的位移，或是將與轉向傳動軸連接在一起的主動齒輪的轉動轉換成齒輪齒條的直線運動而獲得所需要的位移；三是通過選取不同的蝸桿上的螺紋螺旋方向，達到使轉向盤的轉動方向與轉向輪轉動方向協調一致的目的。

圖1 轉向軸總成

以上分析顯示，轉向軸總成的壓裝、檢測都是非常重要的。因此，我們根據多年的不斷學習改進設計出一臺對中打銷檢測機，以下就對這臺機器進行簡要介紹。

1 對中打銷檢測機的組成

本設備采用機械、電氣、液壓、氣動一體化控制，動作循環順序由可編程控制器控制。主機由機床底座、機床護罩、夾緊機構、壓銷機構、調中機構、調中上升降機構、上夾緊機構、液壓系統、氣動系統、電氣系統等組成。

2 對中打銷檢測機工位排序及工作原理

2.1 工位排序

轉向軸總成上下料工位→找中工位→鉆中心孔工位→鉆孔工位→倒角工位→鉸孔工位→壓銷工位→電壓特性檢測、角度特性檢測工位。

轉向軸總成通過夾緊油缸夾緊后由回轉臺旋轉到各加工工位上加工，大大提高了生產效率，多機種加工能力也比以前提高了。

2.2 工作原理

上下料工位用于人工放入和人工取出工件，有在席檢測傳感器防止機器誤動作，兩側安裝了安全光柵保護人身安全。

找中工位由夾緊油缸、伺服電機、扭矩傳感器和角度傳感器組成，有兩種模式：機械找中和電壓找中。機械找中是輸出軸夾緊不動，由伺服電機帶動輸入軸左旋轉到極限再右旋轉到極限，通過電腦讀取角度傳感器角度值計算出角度中心值后，回到中心位。電壓找中是輸出軸夾緊不動，由伺服電機帶動輸入軸左旋轉到極限再右旋轉到極限，通過電腦讀取傳感器電壓值和角度值計算出電壓中心值2.5 V后，回到中心位。

鉆中心孔工位是動力頭和行程開關組成，工件找到中心位后鉆中心孔。

鉆孔工位由動力頭和行程開關組成，中心孔完成后進行鉆孔。

倒角工位由動力頭和行程開關組成，鉆孔完成后進行倒角。鉸孔工位由動力頭和行程開關組成，倒角完成后進行鉸孔。壓銷工位由液壓油缸、壓力傳感器和位移傳感器組成。工件中心孔鉆好后進行壓入銷，壓力一般為6～9 kN。電腦通過采集卡描出壓力和位移曲線圖判斷出壓銷壓力和壓入深度，可以很好地檢測出壓入銷的松緊度。

檢測工位由夾緊油缸、伺服電機、扭矩傳感器和角度傳感器組成。工件打完銷后進行特性檢測，輸出軸夾緊不動，由伺服電機帶動輸入軸左旋轉到極限再右旋轉到極限，再回到中位。電腦通過采集卡描出特性圖判斷出工件左右對稱關系。特性檢測有兩種：一種是扭矩和電壓線性圖，另一種是扭矩和角度線性圖。

3 對中打銷檢測機工作過程

開啟電源，操作電源打開并復位→人工將工件放在夾具上→雙手啟動設備→下端升降機構通過伺服帶動調中機構上升夾緊工件（輸出軸）→調中機構通過伺服將工件（轉向軸總成）整體提高2 mm（高度可調），讓工件平面不與夾頭平面接觸→上端夾緊機構通過氣缸帶動下降來夾緊工件（輸入軸）→調中機構通過伺服將工件（輸出軸）下拉（0.6±0.1）mm（拉拔量）→調中機構通過伺服帶動工件（轉向軸總成）正反時針旋轉，并自動監測和判斷轉向輸出電壓是否在中位→調中OK→旋轉到鉆中心孔工位→動力頭①快進打中心孔→打中心孔OK→旋轉到鉆孔工位→動力頭②快進鉆孔→鉆孔OK→旋轉到倒角工位→動力頭③快進倒角→倒角OK→旋轉到鉸孔工位→動力頭④快進鉸孔→鉸孔OK→旋轉到壓銷工位→壓銷機構壓銷→壓銷完畢→旋轉回到調中工位→調中電機帶動工件旋轉→檢測力矩與傳感器的輸出電壓特性曲線，判定線性度，并測試滯后量，線性度和滯后量不合格時紅色燈亮，計算機顯示對應測試曲線→檢測完畢→上下料工位→人工下料→循環。

4 其他重要部件

床身的剛性是保證對中打銷檢測質量的關鍵要素，采用焊接結構，壓銷力在受力框架中形成內力的壓裝方法，可有效地提高設備的壓裝精度，而其他部件則不受壓裝力影響。

夾緊機構是一個自制的油缸夾盤，由夾緊安裝板、活塞、缸體、油缸前蓋、油缸后蓋、彈性夾頭、工件定位套等組成。該油缸夾盤是為適應多種轉向軸總成而設計的，夾盤小而巧，通過彈性夾頭和工件定位套來更換機種。

該設備采用了氣液電滑環，解決了旋轉臺上氣源、液壓和電源的同時旋轉供給問題，實現了無限旋轉，安全性高，可靠性好，提高了設備的穩定性。

本設備電氣方面采用了三菱的Q系列PLC自帶的以太網網口和CC-LINK通訊功能，電腦數據采集卡、工控機和工控軟件。

5 結語

為確保設備安全可靠地工作循環，還需靠電氣控制系統保證各動作順序的嚴密互鎖關系和程序的精準控制。隨著科技的高速發展和進步，在市場對產品質量要求越來越高的情況下，為了更好地跟市場接軌，與世界同步，為客戶利益著想，要不斷改進對中打銷檢測機的檢測技術，以客戶需求為導向，求真務實，精益求精，才能跟得上社會發展的需求。

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