一种转向机皮带力调试机构的制作方法

1.本实用新型涉及转向机制造技术领域，具体地说是一种转向机皮带力调试机构。


背景技术：

2.转向机主要分为2种传动结构，一种是齿轮齿条的传动方式，一种是皮带传动方式。针对皮带类型传动方式的转向机，皮带频率对于转向机的性能影响很大。
3.转向机涉及到皮带频率调试的主要部件包括电机、皮带和滚珠丝杠机构，电机端的小带轮、滚珠丝杠机构的大带轮分别与皮带上的齿啮合，起到传动的效果。
4.然而碍于产线的节拍，普通的皮带频率测试需要30分钟左右，而产线节拍要求为50s，普通的皮带频率测试无法满足产线节拍要求，且机床的振动会直接影响皮带测试的结果。
5.因此，需要设计是一种转向机皮带力调试机构，能够快速、准确地实现皮带频率测试，以满足产线节拍要求。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供了一种转向机皮带力调试机构，能够快速、准确地实现皮带频率测试，以满足产线节拍要求。
7.为了达到上述目的，本实用新型提供一种转向机皮带力调试机构，包括皮带力测试装置、电机位置调整装置、壳体上压头、壳体下压头，壳体上压头、壳体下压头对应设置在转向机工位的上方和下方，转向机工位的侧面设置有皮带力测试装置和电机位置调整装置，转向机的壳体固定在壳体上压头与壳体下压头之间，电机位置调整装置与转向机的电机连接。
8.皮带力测试装置包括皮带测试头、力传感器一、水平移动装置、测试头安装座、连接板一、升降气缸一，升降气缸一的活塞与连接板一连接，水平移动装置安装在连接板一上，测试头安装座的后侧与水平移动装置连接，测试头安装座的侧面设有皮带测试头，皮带测试头与测试头安装座之间安装有力传感器一。
9.电机位置调整装置包括电机夹爪、前后移动装置、力传感器二、滑台、位移传感器、升降气缸二、夹爪气缸、电机夹爪安装板，前后移动装置与滑台连接，滑台内安装有力传感器二，滑台的前端安装有升降气缸二，升降气缸二的活塞与电机夹爪安装板连接，电机夹爪安装板上安装有夹爪气缸和电机夹爪，夹爪气缸的活塞与电机夹爪的尾部连接，电机夹爪的前端夹紧转向机的电机，电机夹爪上设置有位移传感器。
10.所述的壳体上压头包括壳体上固定工装、升降气缸三、拧紧枪升降气缸、滑动支架、拧紧枪，升降气缸三的活塞与滑动支架连接，拧紧枪升降气缸安装在滑动支架上，拧紧枪升降气缸的活塞与拧紧枪连接，滑动支架的底部设有壳体上固定工装。
11.所述的壳体下压头包括齿条固定工装伺服电机、壳体下固定工装、齿条固定工装、升降气缸四、连接板二，升降气缸四的活塞与连接板二连接，连接板二的上表面安装有壳体
下压头，连接板二的下表面安装有齿条固定工装，齿条固定工装的尾部与齿条固定工装伺服电机的轴连接。
12.所述的力传感器一的数据输出端、力传感器二的数据输出端、位移传感器的数据输出端分别与控制系统的三个信号输入端连接，控制系统的十个信号输出端分别与皮带力测试装置的水平移动装置的驱动端、皮带力测试装置的升降气缸一驱动端、电机位置调整装置的前后移动装置的驱动端、电机位置调整装置的升降气缸二的驱动端、电机位置调整装置的夹爪气缸的驱动端、壳体上压头的升降气缸三的驱动端、壳体上压头的拧紧枪升降气缸的驱动端、壳体上压头的拧紧枪的驱动端、壳体下压头的齿条固定工装伺服电机的驱动端、壳体下压头的升降气缸四的驱动端连接。
13.所述的力传感器一的数据输出端与hbm采集器的数据输入端连接，hbm采集器的数据输出端与控制系统的信号输入端连接。
14.本实用新型同现有技术相比，设计了转向机皮带力调试机构，通过壳体上压头、壳体下压头固定壳体，避免机床振动对测试结果的影响，电机位置调整装置实现电机与壳体的位置调整，皮带力测试装置用于检测不同电机位置的皮带力，快速、准确地实现皮带频率测试，以满足产线节拍要求。
附图说明
15.图1为本实用新型的结构示意图。
16.图2为本实用新型皮带力测试装置的结构示意图。
17.图3为本实用新型电机位置调整装置的结构示意图。
18.图4为本实用新型壳体上压头的结构示意图。
19.图5为本实用新型壳体下压头的结构示意图一。
20.图6为本实用新型壳体下压头的结构示意图二。
具体实施方式
21.现结合附图对本实用新型做进一步描述。
22.参见图1，本实用新型提供一种转向机皮带力调试机构，包括皮带力测试装置、电机位置调整装置、壳体上压头、壳体下压头，壳体上压头3、壳体下压头4对应设置在转向机工位的上方和下方，转向机工位的侧面设置有皮带力测试装置1和电机位置调整装置2，转向机的壳体固定在壳体上压头3与壳体下压头4之间，电机位置调整装置2与转向机的电机连接，并带着转向机的电机靠近或远离转向机的壳体，以调整电机的前后位置，来实现皮带张紧的效果，皮带力测试装置1位于转向机的皮带的测试位置，来测试不同电机位置的皮带力。
23.参见图2，皮带力测试装置1包括皮带测试头11、力传感器一12、水平移动装置13、测试头安装座14、连接板一15、升降气缸一16，升降气缸一16的活塞与连接板一15连接，水平移动装置13安装在连接板一15上，测试头安装座14的后侧与水平移动装置13连接，测试头安装座14的侧面设有皮带测试头11，皮带测试头11与测试头安装座14之间安装有力传感器一12。
24.皮带测试头11在工作时，接触转向机的皮带，优选采用铝制材料支撑，避免损伤皮
带，皮带测试头11采用中间镂空的结构，减少重量。
25.力传感器一12优选为2个，以避免一个力传感器一失效缺陷模式。同时力传感器一12的数据输出端与hbm采集器的数据输入端连接，hbm采集器的数据输出端与控制系统的信号输入端连接，保证及时将测试中的力准备的形成图形，以便于更好地计算出对应的皮带力。hbm采集器为快速压力检测系统，用于采集力传感器传输过来的信号。
26.包括伺服和导轨机构的水平移动装置13，可以通过伺服中的编码器，保证皮带测试头11的速度和位置准确。
27.升降气缸一16主要为了实现不同转向机的高度需求，可以通过增加换型限位块来实现不同产品的测试高度要求。
28.参见图3，电机位置调整装置2包括电机夹爪21、前后移动装置22、力传感器二23、滑台24、位移传感器25、升降气缸二26、夹爪气缸27、电机夹爪安装板28，前后移动装置22与滑台24连接，滑台24内安装有力传感器二23，滑台24的前端安装有升降气缸二26，升降气缸二26的活塞与电机夹爪安装板28连接，电机夹爪安装板28上安装有夹爪气缸27和电机夹爪21，夹爪气缸27的活塞与电机夹爪21的尾部连接，电机夹爪21的前端夹紧转向机的电机，电机夹爪21上设置有位移传感器25。
29.电机夹爪21将电机抱紧，保证电机在调试过程中可以调整位置，电机夹爪21表面为圆弧结构，避免对电机本身造成划伤。
30.控制系统按照每次调试出的实际力和目标力的差值，换算电机需要前进或者后退多少距离，包括伺服和导轨机构的前后移动装置22实现电机的前进或者后退。
31.位移传感器25来实现精确到0.01mm的位置移动和数据记录。
32.在拧紧螺丝前，升降气缸二26将电机抱紧并且抬起，以便拧紧螺丝。
33.参见图4，壳体上压头3包括壳体上固定工装31、升降气缸三32、拧紧枪升降气缸33、滑动支架34、拧紧枪35，升降气缸三32的活塞与滑动支架34连接，拧紧枪升降气缸33安装在滑动支架34上，拧紧枪升降气缸33的活塞与拧紧枪35连接，滑动支架34的底部设有壳体上固定工装31。
34.升降气缸三32用于控制壳体上固定工装31的上下移动，通过升降来实现转向机壳体的夹紧和放松，工作时壳体上固定工装31抵住转向机壳体的上表面。拧紧枪升降气缸33用于控制拧紧枪35的上下移动，拧紧枪35用于转向机电机螺栓的拧紧。
35.参见图5、图6，壳体下压头4包括齿条固定工装伺服电机41、壳体下固定工装42、齿条固定工装43、升降气缸四44、连接板二45，升降气缸四44的活塞与连接板二45连接，连接板二45的上表面安装有壳体下压头4，连接板二45的下表面安装有齿条固定工装43，齿条固定工装43的尾部与齿条固定工装伺服电机41的轴连接。
36.升降气缸四44用于控制壳体下固定工装42的上下移动，通过升降来实现转向机壳体的夹紧和放松，工作时，壳体下固定工装42抵住转向机壳体的下表面，齿条固定工装43固定转向机齿条。在皮带测试过程中，齿条固定工装伺服电机41转动，带动齿条固定工装43移动齿条后，测试第二个位置的皮带力。齿条固定工装伺服电机41可以满足不同长度的齿条调整。
37.通过大量的试验数据发现皮带的张紧力与皮带频率有非常大的关联性，关联性高达96.8%，因此可以通过直接测试皮带力来实现调整皮带频率的目的。
38.本实用新型包括如下步骤：步骤1，转向机进入转向机工位，壳体上压头、壳体下压头固定转向机壳体，电机位置调整装置与转向机电机连接，转向机电机端螺栓处于未拧紧状态。
39.步骤2，电机位置调整装置带动转向机电机靠近转向机壳体，皮带力测试装置移动到距离皮带1mm的位置，判断检测到的力值是否满足设置的上下限范围，如满足，则继续进行步骤3，如不满足，则报警。
40.步骤3，电机位置调整装置带动转向机电机到预设测试位置，皮带力测试装置移动到距离皮带1mm的位置，电机位置调整装置拉动转向机电机，直至皮带力测试装置检测到的力达到皮带力初始力值。
41.预设测试位置的获取步骤如下：步骤1a，将皮带调整至300hz频率范围，获取转向机上的电机位置；步骤2a，按照转向机上的电机位置调整机床中伺服电机夹紧电机的位置，当调整至能够夹紧电机后的位置，即为预设测试位置。
42.步骤4，皮带力测试装置移动到距离皮带3mm的位置，判断检测到的力值是否满足皮带力初始力值，如满足，则继续进行步骤5，如不满足，则报警。
43.皮带力初始力值是在皮带频率达到420hz时，力检测头触碰皮带1mm深度所测得的力值。
44.步骤5，皮带力测试装置向皮带位置靠近，并检测皮带位置一的皮带力。
45.步骤6，皮带力测试装置移动到距离皮带3mm的位置，壳体下压头带动齿条移动，使转向机皮带转动到另一角度，皮带力测试装置向皮带位置靠近，并检测皮带位置二的皮带力。
46.步骤7，判断皮带位置一的皮带力与皮带位置二的皮带力的差是否小于皮带力差值，如满足，则继续进行步骤8，如不满足，则报警。
47.皮带力差值的获取步骤如下：步骤1b，将转向机的皮带力调整至420hz；步骤2b，将调整后的转向机放入机床中，在保持皮带与皮带轮完全啮合的情况下，使得皮带测试头压缩皮带1mm得到力f1；步骤3b，将调整后的转向机再次放入机床中，在皮带与皮带轮，齿顶与齿顶未啮合的情况下，使得皮带测试头压缩皮带1mm得到力f2；步骤4b，皮带力差值=f2-f1。
48.皮带力差值用于测试皮带力的过程控制，防止力传感器测试头撞击壳体等失效模式导致测试力不正确。
49.步骤8，计算判断皮带位置一的皮带力与皮带位置二的皮带力的平均值，判断平均值是否在22~28n之间，如是，则继续进行步骤9，如否，则电机位置调整装置按照修正系数调整转向机电机位置后，则返回步骤4。
50.修正系数包括正向调整系数ku和反向调整系数ko，当调试皮带力小于要求值，则按正向调整系数ku增大皮带力，当调试皮带力大于要求值，则按反向调整系数ko减小皮带力。正向调整系数ku和反向调整系数ko的单位是mm/n, 即每调整1n大致电机需要调整多少距离。正向调整系数ku和反向调整系数ko是按照每1000件的生产数据以后做平均值后得到的，在没有进行生产时都是按照历史产品数据值设定。
51.步骤9，壳体上压头下压拧紧枪，拧紧转向机电机端螺栓，皮带力测试装置移动到距离皮带3mm的位置，判断检测到的力值是否满足皮带力初始力值，如满足，则继续进行步骤10，如不满足，则报警。
52.步骤10，皮带力测试装置向皮带位置靠近，并检测皮带位置一的皮带力。
53.步骤11，皮带力测试装置移动到距离皮带3mm的位置，壳体下压头带动齿条移动，使转向机皮带转动到另一角度，皮带力测试装置向皮带位置靠近，并检测皮带位置二的皮带力。
54.步骤12，判断皮带位置一的皮带力与皮带位置二的皮带力的差是否小于皮带力差值，如满足，则继续进行步骤13，如不满足，则报警。
55.步骤13，计算判断皮带位置一的皮带力与皮带位置二的皮带力的平均值，判断平均值是否在22~28n之间，如是，则转向机满足要求，调试完成，如否，则壳体上压头下压拧紧枪，拧松转向机电机端螺栓并报警。

技术特征：
1.一种转向机皮带力调试机构，包括皮带力测试装置、电机位置调整装置、壳体上压头、壳体下压头，其特征在于：壳体上压头（3）、壳体下压头（4）对应设置在转向机工位的上方和下方，转向机工位的侧面设置有皮带力测试装置（1）和电机位置调整装置（2），转向机的壳体固定在壳体上压头（3）与壳体下压头（4）之间，电机位置调整装置（2）与转向机的电机连接，皮带力测试装置（1）包括皮带测试头（11）、力传感器一（12）、水平移动装置（13）、测试头安装座（14）、连接板一（15）、升降气缸一（16），升降气缸一（16）的活塞与连接板一（15）连接，水平移动装置（13）安装在连接板一（15）上，测试头安装座（14）的后侧与水平移动装置（13）连接，测试头安装座（14）的侧面设有皮带测试头（11），皮带测试头（11）与测试头安装座（14）之间安装有力传感器一（12）， 电机位置调整装置（2）包括电机夹爪（21）、前后移动装置（22）、力传感器二（23）、滑台（24）、位移传感器（25）、升降气缸二（26）、夹爪气缸（27）、电机夹爪安装板（28），前后移动装置（22）与滑台（24）连接，滑台（24）内安装有力传感器二（23），滑台（24）的前端安装有升降气缸二（26），升降气缸二（26）的活塞与电机夹爪安装板（28）连接，电机夹爪安装板（28）上安装有夹爪气缸（27）和电机夹爪（21），夹爪气缸（27）的活塞与电机夹爪（21）的尾部连接，电机夹爪（21）的前端夹紧转向机的电机，电机夹爪（21）上设置有位移传感器（25）。2.根据权利要求1所述的一种转向机皮带力调试机构，其特征在于：所述的壳体上压头（3）包括壳体上固定工装（31）、升降气缸三（32）、拧紧枪升降气缸（33）、滑动支架（34）、拧紧枪（35），升降气缸三（32）的活塞与滑动支架（34）连接，拧紧枪升降气缸（33）安装在滑动支架（34）上，拧紧枪升降气缸（33）的活塞与拧紧枪（35）连接，滑动支架（34）的底部设有壳体上固定工装（31）。3.根据权利要求1所述的一种转向机皮带力调试机构，其特征在于：所述的壳体下压头（4）包括齿条固定工装伺服电机（41）、壳体下固定工装（42）、齿条固定工装（43）、升降气缸四（44）、连接板二（45），升降气缸四（44）的活塞与连接板二（45）连接，连接板二（45）的上表面安装有壳体下压头（4），连接板二（45）的下表面安装有齿条固定工装（43），齿条固定工装（43）的尾部与齿条固定工装伺服电机（41）的轴连接。4.根据权利要求1所述的一种转向机皮带力调试机构，其特征在于：所述的力传感器一（12）的数据输出端、力传感器二（23）的数据输出端、位移传感器（25）的数据输出端分别与控制系统的三个信号输入端连接，控制系统的十个信号输出端分别与皮带力测试装置（1）的水平移动装置（13）的驱动端、皮带力测试装置（1）的升降气缸一（16）驱动端、电机位置调整装置（2）的前后移动装置（22）的驱动端、电机位置调整装置（2）的升降气缸二（26）的驱动端、电机位置调整装置（2）的夹爪气缸（27）的驱动端、壳体上压头（3）的升降气缸三（32）的驱动端、壳体上压头（3）的拧紧枪升降气缸（33）的驱动端、壳体上压头（3）的拧紧枪（35）的驱动端、壳体下压头（4）的齿条固定工装伺服电机（41）的驱动端、壳体下压头（4）的升降气缸四（44）的驱动端连接。5.根据权利要求1所述的一种转向机皮带力调试机构，其特征在于：所述的力传感器一（12）的数据输出端与hbm采集器的数据输入端连接，hbm采集器的数据输出端与控制系统的信号输入端连接。

技术总结
本实用新型涉及转向机制造技术领域，具体地说是一种转向机皮带力调试机构，包括皮带力测试装置、电机位置调整装置、壳体上压头、壳体下压头，壳体上压头、壳体下压头对应设置在转向机工位的上方和下方，转向机工位的侧面设置有皮带力测试装置和电机位置调整装置，转向机的壳体固定在壳体上压头与壳体下压头之间，电机位置调整装置与转向机的电机连接。本实用新型同现有技术相比，设计了转向机皮带力调试机构，通过壳体上压头、壳体下压头固定壳体，避免机床振动对测试结果的影响，电机位置调整装置实现电机与壳体的位置调整，皮带力测试装置用于检测不同电机位置的皮带力，快速、准确地实现皮带频率测试，以满足产线节拍要求。以满足产线节拍要求。以满足产线节拍要求。


技术研发人员：彭学超
受保护的技术使用者：博世华域转向系统有限公司
技术研发日：2021.11.18
技术公布日：2022/5/25