汽车车身焊装用一体式夹紧气缸的测试方法及装置

摘要

本发明公开了一种汽车车身焊装用一体式夹紧气缸的测试方法及装置，用带有压力信息采集的测力装置代替夹紧件安装在测试台上，并在夹紧位置周围安装带有位置信息采集装置的探头；当夹紧气缸夹紧测力装置时，测力装置和探头自动采集压力和位置信息，并将采集到的信息传送给模数转换单元，转换成控制器可识别的信号；最后控制器对信号进行判断，并将结果输出与记录。通过对记录结果的分析，来判断气缸的性能。本发明结构简单、操作方便、成本低廉，能够实现汽车车身焊装用一体式夹紧气缸的多项性能指标的同步测试。

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试方法及装置，尤其是一种汽车车身焊装用一体式夹紧气缸的测试方法及装置，属于一体式夹紧气缸测试的技术领域。

背景技术

在当今的市场竞争中，质量始终是产品的生命力。对与一体式夹紧气缸而言，其安全性和可靠性等质量问题是客户最为关心的，因为其性能将直接影响着车身制造装备的加工精度、效率、自动化程度、工艺集成度及利用率。产品测试是保障产品质量可靠性的有效途径，一套合理的测试设备将会起到事半功倍的效果。

在现有技术中，普通气缸的测试主要集中在泄露和总行程等方面。而一体式夹紧气缸是一种结构复杂的产品，需要测试的性能指标比较多，如气缸的自锁与自卸功能，夹紧力的持久性和稳定性，夹紧位置的精确性和稳定性，关键零部件的使用寿命等。有些企业只是把一体式夹紧气缸固定在一个安装架上作空载动作实验，以求评估气缸的寿命，此方法忽略了实际使用时夹紧力和夹紧位置精度，实验结果参考价值甚小，如果分析不当很可能使气缸失去其工作职能。另外，对一体式夹紧气缸各个性能指标进行逐项测试，这样势必将延长测试时间，使得产品推迟上市，并且前一项测试也可能对后一项测试产生附加影响。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种结构简单、操作方便、成本低廉、安全可靠，能够对汽车焊装用一体式夹紧气缸的自锁功能，夹紧力的稳定性，夹紧位置的精确性的性能指标进行同步测试的汽车车身焊装用一体式夹紧气缸的测试方法及装置。

按照本发明提供的技术方案，一种汽车车身焊装用一体式夹紧气缸的测试方法，所述测试方法包括如下步骤：

a、提供测试台，并将待测试的一体式夹紧气缸安装于测试台上；在测试台上安装用于压力信息采集的测力装置以及用于位置信息采集的探头；

b、驱动一体式夹紧气缸，使所述一体式夹紧气缸的夹紧臂作用在测力装置上并夹紧所述测力装置，所述测力装置测量夹紧臂产生的夹紧压力并将测量得到的测定夹紧压力传输到控制器内；

c、当所述测力装置传输的测定夹紧压力与控制器内的预设夹紧压力不匹配时，控制器通过报警单元输出报警信号；当所述测力装置传输的测定夹紧压力与控制器内的预设夹紧压力匹配时，控制器将测力装置传输的测定夹紧压力记录并输出；

d、当测力装置传输的测定夹紧压力与控制器内的预设夹紧压力匹配时，控制器采集探头的测定夹紧位置；当所述探头采集传输的测定夹紧位置与控制器内的预设夹紧位置不匹配时，控制器通过报警单元输出报警信号；当所述探头采集传输的测定夹紧位置与控制器内的预设夹紧位置匹配时，控制器将探头采集传输的测定夹紧位置记录并输出；

e、对一体式夹紧气缸进行所需次数的驱动，并重复上述步骤c与步骤d，以使得控制器通过测力装置及探头进行所需次数的测试；控制器根据记录并输出的测定夹紧压力、测定夹紧位置与测试次数的关系，输出所述一体式夹紧气缸工作时夹紧位置的稳定性及夹紧力的稳定性。

所述测试台上设有两个探头，所述探头位于测力装置的外侧，两个探头间在测力装置外呈垂直分布。

所述测力装置包括压力传感器，所述探头包括自复位电子尺。

所述一体式夹紧气缸上设有接近开关，所述接近开关与计数器连接，所述计数器与控制器电连接；控制器根据接近开关及计数器确定一体式夹紧气缸的夹紧次数。

所述一体式夹紧气缸在进行所需次数夹紧后，泄去一体式夹紧气缸内的工作气压，通过测力装置测定泄压后夹紧臂产生的夹紧压力；测力装置测量的泄压夹紧压力传输到控制器内，控制器根据所述泄压夹紧压力判断一体式夹紧气缸的自锁状态。

一种汽车车身焊装用一体式夹紧气缸的测试装置，包括测试台，所述测试台上设有用于安装气缸的气缸安装架；测试台上设有用于采集压力信息的测力装置及用于采集位置信息的探头，所述测力装置及探头均与控制器连接；

驱动安装于测试台上的一体式夹紧气缸，以使得一体式夹紧气缸的夹紧臂夹紧测力装置；当测力装置传输的测定夹紧压力与控制器内的预设夹紧压力不匹配时，控制器通过报警单元输出报警信号；当所述测力装置传输的测定夹紧压力与控制器内的预设夹紧压力匹配时，控制器将测力装置传输的测定夹紧压力记录并输出；

当测力装置传输的测定夹紧压力与控制器内的预设夹紧压力匹配时，控制器采集探头的测定夹紧位置；当所述探头采集传输的测定夹紧位置与控制器内的预设夹紧位置不匹配时，控制器通过报警单元输出报警信号；当所述探头采集传输的测定夹紧位置与控制器内的预设夹紧位置匹配时，控制器将探头采集传输的测定夹紧位置记录并输出；

对一体式夹紧气缸进行所需次数的驱动，并重复上述测试过程，以使得控制器通过测力装置及探头进行所需次数的测试；控制器根据记录并输出的测定夹紧压力、测定夹紧位置与测试次数的关系，输出所述一体式夹紧气缸工作时夹紧位置的稳定性及夹紧力的稳定性。

还包括用于驱动控制一体式夹紧气缸的气动控制单元，所述气动控制单元包括用于与气源连接的调压阀，所述调压阀通过换向阀与一体式夹紧气缸连接，所述换向阀与用于控制换向频率的换向调节器连接。

所述一体式夹紧气缸上设有接近开关，所述接近开关与计数器连接，所述计数器与控制器连接，控制器通过计数器记录一体式夹紧气缸的夹紧次数。

所述测力装置包括压力传感器，所述探头包括自复位电子尺。

所述测力装置及探头均通过模数转换单元与控制器连接，控制器与存储器、显示单元及报警单元电连接。

本发明的优点：

1、本发明的汽车车身焊装用一体式夹紧气缸的测试方法原理简单，不仅能够收集和判断气缸的自锁、夹紧力、夹紧位置、使用寿命等信息，而且能够实现对气缸自带的接近开关以及电气盒其他工作特性的测试，从而保证一体式夹紧气缸的各项工作性能指标同步测试，缩短测试时间，避免累积测试的附加影响。测试方法中还包括电路定时段自动开关、报警单元和自动记录单元，避免占用较多的人力，使整个测试系统实现自动化。

2、本发明的汽车车身焊装用一体式夹紧气缸的测试装置结构简单、操作方便、成本低廉，可以方便地使测试部分与一体式夹紧气缸融为一体。测力装置和探头的位置可以调节，以实现对同一类型不同型号的气缸的测试。

附图说明

图1为本发明测试时的使用状态图。

图2为本发明的电路连接原理图。

图3为本发明启动控制单元的工作示意图。

图4为本发明的测试流程图。

附图标记说明：1-测力装置、2-探头、3-夹紧臂、4-测试台、5-底座、6-一体式夹紧气缸、7-模数转换单元、8-控制器、9-存储器、10-报警单元、11-显示单元、12-气动控制单元、13-接近开关、14-气路、15-气缸安装架、16-台板柱、17-台板、18-换向阀、19-时空开关、20-第一自复位电子尺、21-第二自复位电子尺、22-第一过载保护器、23-第二过载保护器、24-计数器、25-第一整流电路、26-第二整流电路、27-第一变压器、28-第二变压器、29-第三变压器及30-换向调节器。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1和图4所示：为了能够实现对一体式夹紧气缸6进行所需的测试要求，本发明的测试方法包括如下步骤：

a、提供测试台4，并将待测试的一体式夹紧气缸6安装于测试台4上；在测试台4上安装用于压力信息采集的测力装置1以及用于位置信息采集的探头2；

b、驱动一体式夹紧气缸6，使所述一体式夹紧气缸6的夹紧臂3作用在测力装置1上并夹紧所述测力装置1，所述测力装置1测量夹紧臂3产生的夹紧压力并将测量得到的测定夹紧压力传输到控制器8内；

c、当所述测力装置1传输的测定夹紧压力与控制器8内的预设夹紧压力不匹配时，控制器8通过报警单元10输出报警信号；当所述测力装置1传输的测定夹紧压力与控制器8内的预设夹紧压力匹配时，控制器8将测力装置1传输的测定夹紧压力记录并输出；

d、当测力装置1传输的测定夹紧压力与控制器8内的预设夹紧压力匹配时，控制器8采集探头2的测定夹紧位置；当所述探头2采集传输的测定夹紧位置与控制器8内的预设夹紧位置不匹配时，控制器8通过报警单元10输出报警信号；当所述探头2采集传输的测定夹紧位置与控制器8内的预设夹紧位置匹配时，控制器8将探头2采集传输的测定夹紧位置记录并输出；

e、对一体式夹紧气缸6进行所需次数的驱动，并重复上述步骤c与步骤d，以使得控制器8通过测力装置1及探头2进行所需次数的测试；控制器8根据记录并输出的测定夹紧压力、测定夹紧位置与测试次数的关系，输出所述一体式夹紧气缸6工作时夹紧位置的稳定性及夹紧力的稳定性。

所述一体式夹紧气缸6上设有接近开关13，所述接近开关13与计数器24连接，所述计数器24与控制器8电连接；控制器8根据接近开关13及计数器24确定一体式夹紧气缸6的夹紧次数。本发明实施例中，通过比较计数器24统计一体式夹紧气缸6的夹紧次数与控制器8内记录输出的测定夹紧压力及测定夹紧位置次数，来判断一体式夹紧气缸6的工作可靠性，还可以根据估算所述一体式夹紧气缸6的使用寿命。

所述一体式夹紧气缸6在进行所需次数夹紧后，泄去一体式夹紧气缸6内的工作气压，通过测力装置1测定泄压后夹紧臂3产生的夹紧压力；测力装置1测量的泄压夹紧压力传输到控制器8内，控制器8根据所述泄压夹紧压力判断一体式夹紧气缸6的自锁状态。当一体式夹紧气缸6内的工作压力泄去后，夹紧臂3夹紧测力装置1的夹紧压力与控制器8内的预设夹紧力匹配时，则说明一体式夹紧气缸6的自锁功能有效。所述控制器8内的预设夹紧力、预设夹紧位置可以根据待测的一体式夹紧气缸6的设定参数获得。测力装置1测量的测定夹紧压力、探头2测量的测定夹紧位置与控制器8内的预设夹紧力、预设夹紧位置间的误差越小时，说明一体式夹紧气缸6的工作状态越稳定。所述预设夹紧力、预设夹紧位置均可以存储于存储器9内，控制器8通过显示单元11进行显示输出。所述显示单元11包括显示屏或触摸屏。

如图1、图2和图3所示：本发明的测试装置包括测试台4，所述测试台4上设有用于安装气缸的气缸安装架15；测试台4上设有用于采集压力信息的测力装置1及用于采集位置信息的探头2，所述测力装置1及探头2均与控制器8连接；

所述测试台4包括底座5，所述底座5上设有气缸安装架15，通过气缸安装架15能够将待测的一体式夹紧气缸6安装于测试台4上。同时，测试台4上设有用于安装测力装置1及探头2的台板17，所述台板17通过若干钛板柱16安装于底座5上。

还包括用于驱动控制一体式夹紧气缸6的气动控制单元12，所述气动控制单元12包括用于与气源连接的调压阀，所述调压阀通过换向阀18与一体式夹紧气缸6连接，所述换向阀18与用于控制换向频率的换向调节器30连接。气源通过气路14与调压阀以及对应的一体式夹紧气缸6连接。

所述一体式夹紧气缸6上设有接近开关13，所述接近开关13与计数器24连接，所述计数器24与控制器8连接，控制器8通过计数器24记录一体式夹紧气缸6的夹紧次数。

本实施例中，每测试一个一体式夹紧气缸6采用两个探头2和一个测力装置1。该探头2内设有位置信息采集装置，本例中采用的是自复位电子尺，这种位置传感器使用寿命长，工作可靠，检测精度高，探头2的安装位置可以手动调节，即所述探头2包括第一自复位电子尺20及第二自复位电子尺21，所述第一自复位电子尺20与第二自复位电子尺21间分布在测力装置1的外侧，且第一自复位电子尺20与第二自复位电子尺21间呈垂直分布，以能精确获得一体式夹紧气缸6的夹紧臂3在测力装置1上的夹紧位置。

测力装置1内设有压力信息采集装置，本例中采用的是压力变送器，这种压力传感器使用方便，工作可靠，内压力高。当一体式夹紧气缸6的夹紧臂3夹紧测力装置1时，通过测力装置1测量夹紧臂3的测定夹紧压力、通过探头2采集测定夹紧位置，并将采集到的信息传送给模数转换单元7，转换成控制器8可识别的信号后再传输到控制器8内；最后控制器8对信号进行判断，并将结果输出与记录。

如图2所示：为本发明测试装置的电路原理图。220V交流电通过第一开关K1、时控开关19与第一变压器27的原边线圈连接，第一变压器27原边线圈分别与第二变压器28的原边线圈、第三变压器29原边线圈的串联，第二开关K2与第一开关K1及时控开关19并联。第一变压器27副边线圈的一端与熔断器FR的一端连接，熔断器FR的另一端与换向调节器30的一端及第一继电器KA1线圈的一端连接，第一继电器KA1线圈的另一端与报警单元10的一端连接；换向调节器30的另一端与第二继电器KA2线圈的一端连接，第二继电器KA2线圈的另一端与换向阀18及报警单元10的另一端连接。

第二变压器28的副边线圈与第二整流电路26连接，第二整流电路26的一输出端与第二过载保护电路23的一端连接，第二过载保护电路23的另一端与控制器8的电源端连接，控制器8还与存储器8连接，存储器9与接近开关SQ1及接近开关SQ2连接，接近开关SQ1与接近开关SQ2并联。第二整流电路26的另一输出端与计数器24的一端连接。

第三变压器29的副边线圈与第一整流电路25连接，第一整流电路25的一输出端与第一过载保护电路22的一端连接，第一过载保护电路22的另一端通过第一自复位电子尺20的电源端与第二自复位电子尺21的电源端及测力装置1的电源端连接。

本实施例中控制器8选用三菱PLC，扩展两个FX0N-3A模拟量扩展模块。

如图1和4所示，在接通电源的情况下，给整个装置通气，一体式夹紧气缸6开始动作。当夹紧臂3夹紧测力装置1时，处在此状态位置的接近开关13输出脉冲信号给脉冲计数器24，记录一体式夹紧气缸6的动作次数。

同时，测力装置1开始收集压力信息，并通过电缆传递给模数转换器7，模数转换器7将收到的模拟量转换为数字量输送给控制器8，控制器8开始判断信息。当测量装置1的测定夹紧压力小于预设定值时，控制器8发出信号给第一继电器KA1，接通报警单元10的电源，发出光电报警，同时信号传递给第二继电器KA2中断换向阀的电源，一体式夹紧气缸6停止工作。当测定夹紧压力大于或等于预设定值时，控制器8将信号传递给存储器9及显示单元11，将信息存储起来并显示实际的压力值。接着控制器8开始控制探头2工作，通过探头2收集位置信息。将信息通过电缆传递给模数转换器7，模数转换器7将收到的模拟量转换为数字量输送给控制器8，控制器8开始判断信息。当探头2测量的测定夹紧位置与控制器8内的预设夹紧位置间的位移误差量大于预设定量时，控制器8发出信号给第一继电器KA1，接通报警单元10的电源，发出光电报警，同时信号传递给第二继电器KA2中断换向阀18换向，一体式夹紧气缸6停止工作；当位探头2测量的测定夹紧位置与控制器8内的预设夹紧位置间的位移误差量小于等于预设定值时，控制器8将信号传递给存储器9及显示单元11，将信息存储起来并显示实际的位移误差量，此时记录测试成功次数一次。

当计数器24的计数达到50次时，控制器8将输出一个信号给第二继电器KA2中断换向阀18的电源，泄去一体式夹紧气缸6的工作压力，记录压力值。通过分析此压力值判断自锁功能。延时5秒后，恢复通电，进入下一个测试循环。即本发明实施例中，当对一体式夹紧气缸6进行50次测试后，控制器8对一体式夹紧气缸6进行自锁功能测试；所述对一体式夹紧气缸6进行测试的次数可以根据需要进行对应设置。

本发明的汽车车身焊装用一体式夹紧气缸的测试方法原理简单，不仅能够收集和判断气缸的自锁、夹紧力、夹紧位置、使用寿命等信息，而且能够实现对气缸自带的接近开关以及电气盒其他工作特性的测试，从而保证一体式夹紧气缸的各项工作性能指标同步测试，缩短测试时间，避免累积测试的附加影响。测试方法中还包括电路定时段自动开关、报警单元和自动记录单元，避免占用较多的人力，使整个测试系统实现自动化。

本发明的汽车车身焊装用一体式夹紧气缸的测试装置结构简单、操作方便、成本低廉，可以方便地使测试部分与一体式夹紧气缸融为一体。测力装置和探头的位置可以调节，以实现对同一类型不同型号的气缸的测试。