一种轴类零件压装设备及其控制方法与流程

1.本技术涉及零部件压装技术领域，特别涉及一种轴类零件压装设备及其控制方法。


背景技术：

2.压装通常指将两个过盈配合的零件，通过施加压力的方式使轴装配到孔内指定位置的方法。本方法广泛运用在机械装配过程中，特别是过盈配合的装配工艺中。例如，发动机气缸盖用于封堵的碗形塞、发动机气门导管、发动机气门阀座、变速箱轴承等零件的安装过程，都采用了压装工艺方法。
3.相关技术中，一般使用液压缸或伺服缸进行压装作业。一般压装过程为：1)待压装工件载入压装机，采用定位销和定位面进行定位；2)工件夹紧；3)压头工装取料，就位；4)压入轴类零件至伺服压头指定的位置，压头退回；5)夹紧松开，卸料。
4.在上述操作过程中，需要准确控制轴类零件压入孔类零件的压装深度，以保障整体零件的质量。而轴类零件的压装深度是指压装完成后轴类零件在孔类零件的内端面，与孔类零件上所开设压入孔的基准面之间的距离，但是，上述相关技术中的压装方法只能通过控制压头的运行位置，来进行压装深度的控制，即，控制压头与孔类零件基准面之间的距离来实现压装深度的控制，但由于不同孔类零件自身存在厚度误差，导致其固定放置在压头下方时基准面实际位置不同，进而在压头进行固定距离的下压给进时，将使得最终轴类零件的压入深度不同，造成不同零件内的压装深度不同，且可能存在零件质量不达标的情况。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供一种轴类零件压装设备，以解决相关技术中因孔类零件误差导致最终轴类零件压装深度存在较大误差的问题。
6.为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：
7.第一方面，本技术提供了一种轴类零件压装设备。
8.一种轴类零件压装设备，其特征在于，其包括：
9.伺服压装机，其底端设有压头工装，并用以带动所述压头工装以及压头工装底端安装的待压入轴类零件向下进给；
10.压装零件工装台，其设于所述伺服压装机下方，以用于固定安装待压入孔类零件；
11.测距组件，其包括接触件和测距工具，所述接触件用于在待压入轴类零件未压入时定义待压入轴类零件的未压入相对位置，且可相对零件压入方向运动；所述测距工具用于测量所述接触件在压入方向上，与所述未压入相对位置的距离。
12.通过上述方案，由于接触件在待压入轴类零件未压入时对其位置进行确定，同时其可相对压入方向进行，进而使得待压入轴类零件在压入待压入孔类零件后，接触件与待压入轴类零件之间的相对位置发生改变，此时通过测距工具即可测量得到接触件在压入方
向上与未压入相对位置之间的运动距离，进而反应出待压入轴类零件所压入待压入孔类零件中的长度，进而使操作人员可掌握待压入轴类零件的实际压装深度，并进行可靠调控，以保障整体零件的质量。
13.一些实施例中，所述测距工具包括：
14.接触式距离传感器，其端部设有测距杆，所述测距杆远离所述接触式距离传感器的端部与所述接触件连接。
15.一些实施例中，所述接触件通过伸缩连接件连接于所述压头工装下方，所述伸缩连接件在所述压头工装与所述接触件之间呈于竖直方向上的弹性伸缩设置。
16.一些实施例中，所述伸缩连接件为两端分别与所述压头工装、所述接触件连接的压缩弹簧，且所述压缩弹簧弹力大于所述接触件自身重力。
17.一些实施例中，还包括：
18.伺服控制器，其与所述伺服压装机、所述压装深度检测组件之间均电性连接。
19.一些实施例中，所述压装零件工装台上设有定位件，以用于定位并固定连接待压入孔类零件。
20.第二方面，提供了一种轴类零件压装设备的压装控制方法。
21.一种如上述轴类零件压装设备的压装控制方法，包括如下步骤：
22.设置目标压装深度并启动所述伺服压装机，控制所述压头工装以预设初始速度向下进入待压入孔类零件；
23.当所述测量组件检测到其与所述接触件之间距离变化时，开始通过测量组件进行测量待压入轴类零件的实时压装深度，并根据实时压装深度调整所述压头工装的压装速度；
24.压装深度测量组件判断实时压装深度与目标压装深度的差值小于预设结束值时，控制所述伺服压装机停止进给所述压头工装；
25.所述伺服压装机退回所述压头工装。
26.通过上述方案，在进行伺服压装的过程中，通过实时测量的实际压装深度来对伺服压装机、压头工装的给进速度进行调整，根据当前深度与目标深度的差值控制压装的速度，当差值较大时采用较大进给速度，当接近目标深度时降低压装进给速度，保证压装最后段的精度。既保证了压装精度，也提升了压装的效率。
27.一些实施例中，所述压装深度测量组件测量实时压装深度，并根据实时压装深度调整所述压头工装的压装速度中，
28.所调整压装速度为：
[0029][0030]
其中，
[0031]
k
p
为预设比例增益系数；
[0032]
e(k)为当前状态下，实时压装深度l与目标压装深度l0的差值；
[0033]
k
i
为预设积分增益系数；
[0034]
表示从压装开始，到当前状态的深度差值总和；
[0035]
k
d
为预设微分增益系数；
[0036]
[e(k)
‑
e(k
‑
1)]表示当前状态下的深度差值与上一单位时刻的深度差值之差。
[0037]
一些实施例中，所述[e(k)
‑
e(k
‑
1)]表示当前状态下的深度差值与上一单位时刻的深度差值之差中，单位时刻取值为10ms～30ms。
[0038]
一些实施例中，所述压装深度测量组件判断实时压装深度与目标压装深度的差值小于预设结束值时，控制所述伺服压装机停止进给所述压头工中，所述预设结束值为a*l，其中，a为允许误差系数，l为预设允许误差。
[0039]
本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
[0040]
本技术实施例提供了一种轴类零件压装设备及其控制方法，由于接触件在待压入轴类零件未压入时对其位置进行确定，同时其可相对压入方向进行，进而使得待压入轴类零件在压入待压入孔类零件后，接触件与待压入轴类零件之间的相对位置发生改变，此时通过测距工具即可测量得到接触件在压入方向上与未压入相对位置之间的运动距离，进而反应出待压入轴类零件所压入待压入孔类零件中的长度，进而使操作人员可掌握待压入轴类零件的实际压装深度，并进行可靠调控，以保障整体零件的质量；此外，所提供的轴类零件压装设备的控制方法则实现通过实时测量的实际压装深度来对伺服压装机、压头工装的给进速度进行调整，根据当前深度与目标深度的差值控制压装的速度，当差值较大时采用较大进给速度，当接近目标深度时降低压装进给速度，保证压装最后段的精度。既保证了压装精度，也提升了压装的效率。
附图说明
[0041]
为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0042]
图1为本技术实施例提供的整体结构示意图。
[0043]
图中：
[0044]
1、伺服压装机；10、压头工装；11、待压入轴类零件；
[0045]
2、压装零件工装台；20、待压入孔类零件；21、定位件；
[0046]
3、接触件；30、伸缩连接件；
[0047]
4、测距工具；40、接触式距离传感器；41、测距杆；
[0048]
5、伺服控制器。
具体实施方式
[0049]
为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0050]
压装通常指将两个过盈配合的零件，通过施加压力的方式使轴装配到孔内指定位置的方法。本方法广泛运用在机械装配过程中，特别是过盈配合的装配工艺中。例如，发动
机气缸盖用于封堵的碗形塞、发动机气门导管、发动机气门阀座、变速箱轴承等零件的安装过程，都采用了压装工艺方法。
[0051]
相关技术中，一般使用液压缸或伺服缸进行压装作业。一般压装过程为：1)待压装工件载入压装机，采用定位销和定位面进行定位；2)工件夹紧；3)压头工装取料，就位；4)压入轴类零件至伺服压头指定的位置，压头退回；5)夹紧松开，卸料。
[0052]
在上述操作过程中，需要准确控制轴类零件压入孔类零件的压装深度，以保障整体零件的质量。而轴类零件的压装深度是指压装完成后轴类零件在孔类零件的内端面，与孔类零件上所开设压入孔的基准面之间的距离，但是，上述相关技术中的压装方法只能通过控制压头的运行位置，来进行压装深度的控制，即，控制压头与孔类零件基准面之间的距离来实现压装深度的控制，但由于不同孔类零件自身存在厚度误差，导致其固定放置在压头下方时基准面实际位置不同，进而在压头进行固定距离的下压给进时，将使得最终轴类零件的压入深度不同，造成不同零件内的压装深度不同，且可能存在零件质量不达标的情况。
[0053]
本技术实施例提供了一种轴类零件压装设备及其控制方法，其能解决相关技术中通过控制压头给进深度来实现控制轴类零件压装深度，将受到孔类零件自身厚度误差而产生较大误差的问题。
[0054]
第一方面，本技术实施例提供了一种轴类零件压装设备。
[0055]
参照图1，一种轴类零件压装设备，其包括：
[0056]
伺服压装机1，其底端设有压头工装10，并用以带动所述压头工装10以及压头工装10底端安装的待压入轴类零件11向下进给；
[0057]
压装零件工装台2，其设于所述伺服压装机1下方，以用于固定安装待压入孔类零件20；
[0058]
测距组件，其包括设于接触件3和测距工具4，所述接触件3用于在待压入轴类零件11未压入时定义待压入轴类零件11的未压入相对位置，且可相对零件压入方向运动；所述测距工具用于测量所述接触件3在零件压入方向上，与所述未压入相对位置的距离。
[0059]
其中，接触件3在本实施例中优选为底端端面与未压入的待压入轴类零件11底端端面共面的块状结构，且可在待压入轴类零件11下压靠近待压入孔类零件20时跟随移动，使接触件3在接触待压入孔类零件20后，也即待压入轴类零件11底端移动至待压入孔类零件20的孔口后，接触件3即可在后续待压入轴类零件11的压入过程中同待压入轴类零件11之间产生相对移动，并在后续过程中开始借助测距工具4实现测量接触件3相对待压入轴类零件11底面的移动距离，即压装深度。此外，在其余实施例中，接触件3布设位置可设置为与未压入的待压入轴类零件11底端端面之间具有固定距离，实现定义出未压入相对位置，在后续待压入轴类零件11压入待压入孔类零件20、且接触件3相对位置发生变化后，将所测量接触件3变化后的距离与固定距离进行一同计算即可得到待压入轴类零件11的压装深度。
[0060]
这样设置，由于接触件3在待压入轴类零件11未压入时对其位置进行确定，同时其可相对压入方向进行，进而使得待压入轴类零件11在压入待压入孔类零件20后，接触件3与待压入轴类零件11之间的相对位置发生改变，此时通过测距工具4即可测量得到接触件3在压入方向上与未压入相对位置之间的运动距离，进而反应出待压入轴类零件11所压入待压入孔类零件20中的长度，进而使操作人员可掌握待压入轴类零件11的实际压装深度，并进
行可靠调控，以保障整体零件的质量。
[0061]
可选地，参照图1，所述测距工具4包括：
[0062]
接触式距离传感器40，其端部设有测距杆41，所述测距杆41远离所述接触式距离传感器40的端部与所述活动块连接。
[0063]
其中，接触式距离传感器40固定安装于伺服压装机1一侧，并可与伺服压装机1一同进行移动给进，进而使其可在接触件3尚未与待压入孔类零件20的基准面抵触时可一同进行移动，此时所测得距离不发生变化，在接触件3抵触基准面后，由于伺服压装机1继续给进，此时接触式距离传感器40的测距杆41将逐渐缩短，数值变化的同时即可读取缩短的数值，即待压入轴类零件11的压装深度。
[0064]
这样设置，可快速、直接的通过测距杆41测量得到接触件3与待压入轴类零件11端面的相对移动距离，进而直接测量得到待压入轴类零件11在待压入孔类零件20内的压装深度。
[0065]
可选地，参照图1，所述接触件3通过伸缩连接件30连接于所述压头工装下方，所述伸缩连接件30在所述压头工装10与所述接触件3之间呈于竖直方向上的弹性伸缩设置。
[0066]
这样设置，通过伸缩连接件30实现接触件3在压头工装10下方的设置，同时伸缩连接件30在接触件3与待压入孔类零件20的基准面接触后产生压缩时，两者之间由于弹性伸缩设置具有显著的阻尼效果，实现接触件3可持续、稳定的抵触在基准面上，进而最终通过测量组件所反映出的距离变化值，即压装深度将更加准确可靠。
[0067]
可选地，参照图1，所述伸缩连接件30为两端分别与所述压头工装10、所述接触件3连接的压缩弹簧，且所述压缩弹簧弹力大于所述接触件3自身重力。
[0068]
其中，在本实施例中伸缩连接件30优选为压缩弹簧，在其余实施例中可优选为其他具有弹性的伸缩连接件30。
[0069]
这样设置，使压缩弹簧在竖直方向上连接压头工装10与接触件3时，压缩弹簧的初始长度受接触件3重量影响较小，继而其底端的接触件3将更加稳定的安装于压缩弹簧底端。
[0070]
可选地，参照图1，本技术提供的轴类零件压装设备还包括：
[0071]
伺服控制器5，其与所述伺服压装机1、所述压装深度检测组件之间均电性连接。
[0072]
这样设置，通过伺服控制器5实现根据待压入轴类零件11的实时压装深度来计算伺服压装机1所应提供的压装速度以及剩余下压给进距离，实现待压入轴类零件11的自动化压装加工。
[0073]
可选地，参照图1，所述压装零件工装台2上设有定位件21，以用于定位并固定连接待压入孔类零件20。
[0074]
其中，定位件21具体为设置于压装零件工装台2上的定位销，其可与待压入孔类零件20底面的销孔进行定位插接配合，实现准确定位带压入孔类零件。
[0075]
这样设置，实现在压装零件工装台2上稳定固定待压入孔类零件20，保障后续压装过程的顺利进行。
[0076]
本技术所提供的轴类零件压装设备的工作原理及有益效果为：
[0077]
接触件3通过伸缩连接件30活动设置于压头工装10下方，且其底端端面与待压入轴类零件11的底面共面，进而当其跟随压头工装10、待压入轴类零件11一同向下给进并与
待压入孔类零件20的基准面抵触并继续给进后，将使得伸缩连接件30进行压缩，即接触件3与压头工装10之间的间距将随着待压入轴类零件11的压装发生改变，此时伸缩连接件30压缩的距离即为待压入轴类零件11的实际压装深度，同时，设置于接触件3上方的测距工具4将测得并反映出该实际压装深度，进而使操作人员可掌握待压入轴类零件11的实际压装深度，并进行可靠调控，以保障整体零件的质量。
[0078]
第二方面，本技术提供了一种轴类零件压装设备的控制方法。
[0079]
一种如上述轴类零件压装设备的控制方法，其包括以下步骤：
[0080]
s10、设置目标压装深度并启动所述伺服压装机1，控制所述压头工装10以预设初始速度向下进入待压入孔类零件20；
[0081]
s20、当所述测量组件检测到其与所述接触件3之间距离变化时，开始通过测量组件进行测量待压入轴类零件11的实时压装深度，并根据实时压装深度调整所述压头工装10的压装速度；
[0082]
s30、压装深度测量组件判断实时压装深度与目标压装深度的差值小于预设结束值时，控制所述伺服压装机1停止进给所述压头工装10；
[0083]
s40、所述伺服压装机1退回所述压头工装10。
[0084]
这样设置，在进行伺服压装的过程中，通过实时测量的实际压装深度来对伺服压装机1、压头工装10的给进速度进行调整，根据当前深度与目标深度的差值控制压装的速度，当差值较大时采用较大进给速度，当接近目标深度时降低压装进给速度，保证压装最后段的精度。既保证了压装精度，也提升了压装的效率。
[0085]
可选地，所述压装深度测量组件测量实时压装深度，并根据实时压装深度调整所述压头工装10的压装速度中，
[0086]
所调整压装速度为：
[0087][0088]
其中，
[0089]
k
p
为预设比例增益系数；
[0090]
e(k)为当前状态下，实时压装深度l与目标压装深度l0的差值；
[0091]
k
i
为预设积分增益系数；
[0092]
表示从压装开始，到当前状态的深度差值总和；
[0093]
k
d
为预设微分增益系数；
[0094]
[e(k)
‑
e(k
‑
1)]表示当前状态下的深度差值与上一单位时刻的深度差值之差。
[0095]
这样设置，实现根据实时压装深度测量得到伺服压装机1所应具有的压装速度并对其进行调控，进而最终实现压装加工过程以较高的精准度完成。
[0096]
可选地，所述[e(k)
‑
e(k
‑
1)]表示当前状态下的深度差值与上一单位时刻的深度差值之差中，单位时刻取值为10ms～30ms。
[0097]
其中，在本实施例中测量组件的具体测量单位时刻为10ms，在其余实施例中则可选择其余单位时刻。
[0098]
这样设置，实现可在整体较短的压装过程中测量得到各时刻下的实时压装深度并
对压装速度进行调控，保障待压入轴类零件11可准确完成压装过程。
[0099]
可选地，所述压装深度测量组件判断实时压装深度与目标压装深度的差值小于预设结束值时，控制所述伺服压装机1停止进给所述压头工中，所述预设结束值为a*l，其中，a为允许误差系数，l为预设允许误差。
[0100]
这样设置，实现最终完成待压入轴类零件11的压装时，压装深度处于误差允许范围内，最终得到质量较高的整体零件。
[0101]
本技术实施例提供的轴类零件压装设备的压装控制方法的工作原理及有益效果为：在进行伺服压装的过程中，通过实时测量的实际压装深度来对伺服压装机1、压头工装10的给进速度进行调整，进而待压入轴类零件11在压入整体过程中的速度均处于较合适的范围内，根据当前深度与目标深度的差值控制压装的速度，当差值较大时采用较大进给速度，当接近目标深度时降低压装进给速度，保证压装最后段的精度。既保证了压装精度，也提升了压装的效率。
[0102]
在本技术的描述中，需要理解的是，附图中“x”的正向代表右方，相应地，“x”的反向代表左方；“y”的正向代表前方，相应地，“y”的反向代表后方；“z”的正向代表上方，相应地，“z”的反向代表下方，术语“x”、“y”、“z”等指示的方位或位置关系为基于说明书附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0103]
在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0104]
需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0105]
以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。