[實用新型]力與位移監控裝置

無效

• 申請號: 201020259945.2
• 申請日: 2010-07-04
• 公開（公告）號: CN202003184U
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 潘延慶
• 申請（專利權）人: 上海洋航機電設備有限公司
• 主分類號: G05B19/048
• 分類號: G05B19/048;G05B19/042
• 代理公司: 上海嘉和知識產權代理事務所(普通合伙) 31255
• 代理人: 楊嘉和;紀關源

技術領域

本實用新型涉及機械裝配領域，特別是指一種用于控制壓裝裝配的力與位移監控裝置。

背景技術

通常，在壓裝配合時，例如汽車工業中常見的齒輪與軸，軸承與殼體等，如果其配合間隙及或過盈量未達到設計工藝的要求，可能會導致整個產品的性能不穩定，往往會導致整個昂貴的部件報廢，最終甚至可能導致整個汽車的召回。而這種壓裝配合的質量問題很不容易被發現。

現有技術中已有采用力與位移監側儀來發現壓裝過程中的配合度，例如德國Kistler公司生產的DMF-P?A300型力與位移監測裝置。通過力傳感器采集壓裝時力的變化，通過位移傳感器監測壓裝時的位置變化。將力的參數設成Y軸，位移參數設成X軸，將他們之間的對應關系生成一條曲線，即產生對應配合部件壓裝過程的力與位移的變化曲線，例如：如圖1所示。通過處理器內部可編程的程序，來對特定部件的正常壓裝配合曲線定義公差，并且可以設置不同的公差窗口，根據這些公差窗口來對被測試部件的壓裝配合做出可視化數值判斷：特別是對所施加的力、力的終止位置、過載、壓裝速度、以及曲線斜率等做出比較和判斷，從而保證整個裝配過程的配合達到設計要求，并且能夠發現因為產品零件加工公差，或者裝配工藝，表面潤滑等問題產生的壓裝質量問題。

但是上述傳統的壓裝配合監測儀尚未提出利用監測數據進行真正意義上的實時控制，因而對壓裝過程仍然有賴于操作者的主動控制，而未能實現自動化控制。因此，確實需要一種新的能夠克服現有技術的不足，提高壓裝配合效率的自動監控技術。

發明內容

本實用新型一方面目的是提供一種利用力與位移監控裝置控制壓裝裝配，使壓裝過程得以實時精確控制。

為實現上述目的，根據本實用新型提供的一種控制壓裝裝配的力與位移監控裝置，包括力傳感器、位移傳感器、輸入/輸出、主控單元、顯示裝置、操作鍵盤、以及電源，其中力傳感器用于測量壓裝過程中的壓力值，位移傳感器用于測量壓裝零件的位移，所述顯示裝置包括LCD顯示屏、LED狀態顯示燈；所述主控單元為單片機，包括CPU處理器、內存、存儲器、以及存儲于數據存儲器中的應用。所述主控單元包括將在壓裝過程中測量得到的力與位移值進行關聯得出其相關曲線的裝置；將對多個正常壓裝試驗進行實際測量所獲得的力與位移相關曲線進行標準化的裝置；在壓裝過程中，將動態測量的力與位移相關曲線與經試驗取得的標準化相關性曲線相比較的裝置；以及控制信號生成裝置，用于根據上述的比較結果，輸出相應的PWM控制信號，以便調節壓裝的力和速度，使壓裝過程在按照標準化的參考曲線所定義的范圍內進行。所述存儲器包括記錄測量得到的力與位移相關曲線的單元以及計算得出的標準化參考曲線的單元。

本實用新型的優勢在于通過測量模塊實時測量壓裝過程的力與位移相關曲線，并將實際測得的曲線實時與標準化的參考曲線相比較，計算出控制信號來調節壓裝的力和速度，從而按照理想的標準化參考曲線來實施壓裝，實現壓裝裝配的精確實時控制，極大地提高了工藝質量和加工效率。

附圖說明

圖1為舉例說明對應于壓裝過程的力與位移的相關曲線示意圖；

圖2為根據本實用新型具體實施例的力與位移監控裝置的系統框圖；

圖3為根據本實用新型的力與位移監控裝置根據若干參考曲線模擬生產標準化曲線的示意圖；

圖4為描述轉子壓裝過程的力與位移相關曲線，舉例說明1型公差窗口的應用；

圖5A-5B為描述轉子壓裝過程的力與位移相關曲線，舉例說明2型公差窗口的應用；以及

圖6為可編程公差窗口的幾種示例性舉例。

具體實施方式

以下結合附圖詳細描述本實用新型的具體實施方式。

本實用新型用于控制壓裝裝配的力與位移監控裝置如圖2的框圖所示，主要包括力傳感器、位移傳感器、輸入/輸出、主控單元、顯示裝置、控制鍵盤、以及電源。其中，力傳感器，用于測量壓裝過程中的壓力值，可以采用例如應變片式力傳感器或其它任何適合的力傳感器；位移傳感器，用于測量壓裝零件的位移，可以采用例如電阻式位移傳感器或增量式磁柵位移傳感器等；傳感器信號經過模數轉換后通過輸入被傳遞給主控單元進行處理。主控單元采用單片機，包括CPU處理器、內存、存儲器、以及保存于存儲器中的各種應用。根據本實用新型的力與位移監控裝置可選擇通過各種接口連接外部設備，包括但不只限于，例如I/O接口、Profibus接口以及RS232接口。顯示裝置可包括LCD顯示屏以及LED狀態顯示燈。控制鍵盤可包括但不限于：薄膜鍵盤、觸摸式屏幕鍵盤等。

下面以轉子的壓裝過程作為舉例，介紹本實用新型利用力與位移監控裝置控制轉子壓裝裝配過程的方法。