液化石油气瓶阀自动检测线的制作方法

专利名称：液化石油气瓶阀自动检测线的制作方法
技术领域：
本发明属于检测仪器技术领域。
背景技术：
目前，我国液化石油气瓶阀的生产厂家根据GB7512-2006《液化石油气瓶阀检测标 准》的规定，多采用人工方式对液化石油气瓶阀进行检测，且有些检测指标无法做到100% 检测。液化石油气瓶阀气密性检测采用水没法检测，将被测件充满空气后放入水中，观 察是否有气泡产生，通过一定时间产生气泡的多少来判断泄漏的程度。这种方法操作简单， 不需要操作人员较高的技术，可以确定出泄漏的具体位置，但是此种方法受人为因素影响， 误差较大，无法对泄漏进行定量的分析，无法实现生产自动化，生产效率低，同时需要对检 测后的工件进行烘干、防腐等表面处理，增加了检测成本。液化石油气瓶阀内螺纹和外螺纹采用手工检测，由于手工检测效率低下，因此，液 化石油气瓶阀厂的厂家采用每天抽检的方式进行检测，并且存在人为误检的因素。液化石 油气瓶阀的使用安全性非常重要，抽检的方式是不适合的，本发明采用自动检测的方式，快 速准确地对液化石油气瓶阀出气口处内螺纹进行检测，有效地解决了液化石油气瓶阀的使 用安全性和手工检测生产效率低下的矛盾。

发明内容
本发明的目的是提供一种液化石油气瓶阀自动检测线，它可高效、快速、准确地 对液化石油气瓶阀的内、外螺纹，气密性进行检测。本发明的技术方案是它主要由上件工位、高压闭合密封检测工位、开启工位、低 压开启密封检测工位、高压开启密封检测工位、内螺纹通规检测工位、内螺纹止规检测工 位、外螺纹检测工位、流量检测工位、拧紧工位、收口工位11道工位组成。在高压闭合密封检测工位中，由高压闭合密封检测台完成，主框架为矩形框架体， 在主框架的台面板中心部安装有举升机构，单向阀与举升气缸通过T型槽和球面结构相 连，举升气缸两侧安装有由导向轴A和直线轴承A构成的导向结构，导向轴A为圆柱体，在 直线轴承A中可上下移动；导向轴A和单向阀都固定在举升板上，举升板上在对角线方向上 安装有圆柱销，圆柱销通过螺纹结构与举升板连接，圆柱形止口定位；托盘为正方形托盘， 位于举升板上方，通过安装在举升板上的2个圆柱销定位，托盘的上表面与举升板的下表 面紧密贴合；举升板的上方安装有模具，模具的内腔为被测件外形仿型，可容纳被测件。顶板的下方安装有侧封堵机构、背力机构和传感器转换机构，侧封堵机构中的封 堵气缸为带有导向结构的气缸，封堵块形状主体为矩形，侧面凸出一个圆柱体，通过螺钉固 定在封堵气缸上，封堵块内部钻有2个成90度且相交的盲孔，一端与气敏传感器相通，另一 端与被测件腔体相通。传感器转换结构位于侧封堵机构的上方，传感器转换缸通过T型钢板固定在封堵块的上端面，传感器固定板为矩形尼龙块，传感器固定板一侧为T型槽，传感器转换缸前端 安装带有球面的阶梯轴，球面在T型槽内点接触配合，传感器固定板沿长边方向钻有2个或 数个孔，每个孔中安装一个气敏传感器；弹簧组件套在一个圆柱销上。背力机构位于侧封堵机构的对面，背力气缸固定在背力缸安装板上，圆柱形止口 定位，背力气缸两侧安装有由导向轴B和直线轴承B构成的导向机构，背力板为一 T型板， 中间为U型槽，双肩处各有一个孔，导向轴B的一端为外螺纹，穿过此孔，通过螺母旋紧；背 力板与背力气缸通过T型槽和球面结构相连，背力板的上表面与一矩形钢板的下表面相接 触，矩形钢板通过立柱固定在顶板上，背力缸安装板通过U型件固定在支撑柱上。顶板上方为排气机构和测试用气路板，排气机构由轴流风机及其相配的风道组 成，测试用气路板上安装有进气阀及直压传感器，测试气体通过进气阀进入测试腔。高压闭合密封检测台的检测方法是测试气体为6% -4%氢气和94% -96%氮气的混和气，气敏传感器检测氢气。当被测件有泄漏时，气敏传感器检测到氢气产生电信号输出，气敏传感器将电信 号上传至PLC的模拟量模块，PLC先将电信号转换成氢气的PPM，再根据其PPM转换成泄露 量(ml/h)。PLC将测量所得的泄露量数值与标准值作比较，判断是否合格。在低压开启和高压开启密封检测工位中，由高压开启和低压开启密封检测台完 成，主框架为矩形框架体，在框架体上面固定有台面板，顶板位于台面板的正上方，顶板和 直线轴承之间安装有4个支撑柱，支撑柱与台面板通过圆柱形止口定位，支撑柱与顶板通 过圆柱形止口定位。举升机构安装在台面板上，下封堵块与举升气缸通过T型槽和球面结构相连，可 自动调心，下封堵块的上端面安装有圆形封堵垫片，举升气缸两侧安装有由导向轴和直线 轴承构成的导向结构，直线轴承固定在台面板上，导向轴为圆柱体，在台面板中可上下移 动，导向轴和下封堵块都固定在举升板上，圆柱形止口定位，下封堵块的上端面为法兰结 构，并与举升板连接，举升板上在对角线方向上安装有2个圆柱销，圆柱销与举升板连接， 圆柱形止口定位；托盘位于举升板上方，通过安装在举升板上的2个圆柱销定位，托盘的上 方安装有模具，模具的内腔为被测件外形仿型，可容纳被测件。顶板的下方安装有侧封堵机构、背力机构和传感器转换机构，封堵气缸固定在一 个T型钢板上，圆柱形止口定位，封堵气缸为带有导向结构的气缸，T型钢板固定在顶板上， 单向阀依靠其内部的气缸打开或关闭，采用端面密封结构，上端面开有进气口，侧面凸出一 个圆柱体，带有外螺纹结构，通过一螺母将封堵垫片固定，内部钻孔与进气口相通，单向阀 固定在封堵气缸上。传感器转换结构位于侧封堵机构的上方，传感器转换缸固定在一个T型的钢板 上，传感器固定板为矩形尼龙块，通过T型槽与球面的结构实现和传感器转换缸相连，可自 动调心，传感器固定板沿长边方向钻有2个孔，每个孔中安装一个气敏传感器；弹簧组件套 在一个圆柱销上，圆柱销一端固定在一个钢板上，上端通过螺母压紧弹簧组件，另一端固定 在腔体上，每2个弹簧组件的下方有一个L型零件，该零件使传感器固定板的下表面与腔体 的上表面压合；腔体为容纳被测件的腔体，并固定在连接块上，连接块固定在顶板上，腔体 的内腔与处于工作状态的气敏传感器相通。
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背力机构位于侧封堵机构的对面，背力气缸固定在直线轴承上，圆柱形止口定位； 背力气缸两侧安装有由导向轴和背力缸安装板构成的导向机构，背力缸安装板固定在直线 轴承上；背力板为一 T型钢板，中间为U型槽，双肩处各有一个孔，导向轴的一端为外螺纹， 穿过此孔，通过螺母旋紧；背力板与背力气缸通过T型槽和球面结构相连，可自动调心，背 力板的上表面与腔体的下表面相接触；直线轴承通过4个U型件固定在支撑柱上。顶板上方为排气机构和测试用气路板。排气机构由轴流风机及其相配的风道组 成，测试用气路板上安装有进气阀及直压传感器，测试气体通过进气阀进入测试腔。高压开启和低压开启密封检测台的检测方法是1、采用气敏传感器检测气体浓度的方法对液化石油气瓶阀气密性进行检测，测试 气体低压采用0. 05MPa氢气和氮气混和气，高压采用2. 5MPa氢气和氮气混和气，具体比例 为氢气占4% -6%，氮气占96% -94%，气敏传感器检测的气体为氢气。2、液化石油气瓶阀处于开启状态，即进气口和出气口相通，将气敏传感器放在液 化石油气瓶阀的手轮的上面。将液化石油气瓶阀放置在一个圆柱形测试腔体内，并且将进 气口和出气口密封。在内螺纹通规检测工位和内螺纹止规检测工位中，由内螺纹通规和止规检测台完 成，主框架为矩形框架体，在框架体上面固定有台面板，在台面板上面固定有四根支撑柱， 举升机构的举升气缸固定在台面板中心处，举升气缸两侧安装有由导向轴和直线轴承构成 的导向结构，直线轴承固定在台面板上，圆柱体形的导向轴在直线轴承中可上下移动，举升 板通过可自动调心的浮动接头与举升气缸连接，举升板上在对角线方向上安装有两个圆柱 销，圆柱销与举升板连接，圆柱形止口定位；正方形托盘位于举升板上方，通过安装在举升 板上的两个圆柱销定位，托盘的上方安装有模具，模具的内腔为被测件外形仿型，可容纳被 测件。背力机构位于顶板的下方，背力气缸固定在背力缸安装板上，圆柱形止口定位，背 力缸安装板固定在顶板上。伺服检测机构位于背力机构的对面，通规或止规通过锥柄结构套在量规套上，量 规套为阶梯轴结构，固定块为L型钢块，一侧中心处有一个孔，量规套穿过此孔通过可自动 调心的联轴器与伺服电机相连，固定块的上面和下面各安装一个浮动机构，上面的浮动结 构由上弹簧及其组件构成，下面的浮动机构由下弹簧及其组件构成；上弹簧和下弹簧共同 套在一个圆柱销上，伺服电机固定在电机安装板上，矩形运动板下面安装有两条直线导轨， 每个导轨有个滑块，滑块固定在运动板上，导轨固定在底板上，微动气缸位于底板的下方并 固定在微动缸安装板上，矩形微动缸安装板固定在底板上，动轴为一中间细两端粗的阶梯 轴，通过螺纹结构与微动气缸相连，并穿过连接座上的孔；连接座固定在运动板上。在外螺纹检测工位中，由外螺纹检测台完成，主框架为矩形框架体，在框架体上面 固定有台面板，顶板位于台面板的正上方，顶板和台面板之间安装有四个支撑柱。举升机构安装在台面板上，举升气缸两侧安装有由导向轴和直线轴承构成的导向 结构，直线轴承固定在台面板上，导向轴为圆柱体，在直线轴承中可上下移动；导向轴固定 在举升板上，圆柱形止口定位，正方形举升板通过浮动接头与举升气缸相连；举升板上在对 角线方向上安装有两个圆柱销，圆柱销与举升板连接，圆柱形止口定位；正方形托盘位于举 升板上方，通过安装在举升板上的两个圆柱销定位，工作时，举升板的上表面与托盘的下表面紧密贴合；托盘的上方安装有模具，模具的内腔为被测件外形仿型，可容纳被测件。下压机构位于举升机构的正上方，安装在顶板上，下压气缸固定在顶板上，圆柱形 止口定位，圆柱体压头与下压气缸相连。视觉检测系统在台面板和顶板之间，位于两侧，发光板通过发光板安装板固定在 顶板上，镜头安装在发光板的对面，通过两块L型钢板固定在安全板上。安全板固定在支撑 柱上。本发明的有益效果是本检测线利用气敏传感器检测泄露和利用差压传感器的检 测泄露相比较，气敏传感器检测泄露大幅度的缩减了检测时间，提高了检测效率，尤其对于 100%检测的产品，其效率的提高相当明显，且精度高。采用双气敏传感器。当产品有大的 泄露时，气敏传感器需要较长的恢复时间，故采用双气敏传感器，每次测试时，使用一个，另 一个恢复。如果需要，本检测设备可以采用更多的气敏传感器。本检测线利用视觉系统对液化石油气瓶阀外螺纹进行自动检测，精度高，速度快， 极大地提高了生产效率。国家标准对液化石油气瓶阀旋紧扭矩进行了规定，本检测线拧紧工位通过伺服电 机可以很准确地控制扭矩，很好地避免了人工拧紧无法保证扭矩的问题。本检测线对测试数据进行追溯，测试数据根据需要可长期保存，并且只有测试数 据合格的产品最终才进行打标处理，避免了产品没有进行测试就可以打标的问题。总之，本检测线对液化石油气瓶阀各项指标进行全自动检测，检测精度高，检测效 率高，能够保证产品得到100%检测，排除了以往有些指标只能抽检的情况，排除了人工检 测中存在的人为因素及无法100%检测给使用者带来的不安全隐患。


图1是本发明高压闭合密封检测台主视结构图；图2是本发明高压闭合密封检测台左视结构图。图3是本发明高压开启和低压开启密封检测台主视结构图；图4是本发明高压开启和低压开启密封检测台左视结构图。图5是本发明内螺纹通规和止规检测台主视结构图。图6是本发明外螺纹检测台主视结构图。
具体实施例方式实施例1高压闭合密封检测台如图1、2所示，101是可调地脚、102是框架、103是举升气缸、 104是导向轴A、105是台面板、106是直线轴承A、107是单向阀、108是背力气缸、109是导 向轴B、110是直线轴承B、111是背力缸安装板、112是气路板、113是轴流风机、114是顶板、 115是弹簧组件、116是传感器固定板、117是传感器转换缸、118是封堵气缸、119是封堵块、 120是支撑柱、121是背力板、122是被测件、123是托盘、124是举升板。按功能可将检测设备分为主框架、举升机构、侧封度机构、背力机构、传感器转换 机构和排气机构。主框架由可调地脚101、框架102、台面板105、顶板114和支撑柱120构成。框架102由40x40x5方钢焊接而成，为框架结构，下方装有4个可调地脚1，每个立柱下方各有1 个，通过可调地脚1上的螺纹结构可以上下调整高度；台面板105为矩形钢板，通过8个M6 内六角螺钉固定在框架102上；顶板114为矩形钢板，位于台面板105的正上方，顶板114 和台面板105之间安装有4个支撑柱120，支撑柱120为圆柱体，一端为法兰结构，另一端 为外螺纹，支撑柱120起支撑和定位作用；支撑柱120与台面板105通过圆柱形止口定位， 4个M5内六角螺钉连接，支撑柱120与顶板114通过圆柱形止口定位，1个M16螺母固定。举升机构由举升气缸103、导向轴A4、直线轴承A106、单向阀107、托盘123和举升 板124构成，安装在台面板105上。举升气缸103通过4个M10内六角螺钉连接，圆柱形止 口定位；单向阀107与举升气缸103通过T型槽和球面结构相连，可自动调心；单向阀107 为单向阀结构，依靠外力打开，弹簧复位，采用端面密封结构，侧面开有进气口，单向阀107 的上端面安装有圆形封堵垫片；为防止转动，举升气缸103两侧安装有由导向轴A104和直 线轴承A106构成的导向结构，直线轴承A106通过4个M5内六角螺钉固定在台面板105上， 导向轴A104为圆柱体，在直线轴承A106中可上下移动；导向轴A104和单向阀107都固定 在举升板124上，圆柱形止口定位，举升板124为正方形钢板，单向阀107的上端面为法兰 结构，通过4个M6内六角螺钉与举升板124连接，导向轴A104通过1个M8内六角螺钉固 定；举升板124上在对角线方向上安装有2个016圆柱销，圆柱销通过M10螺纹结构与举 升板124连接，圆柱形止口定位；托盘123为正方形托盘，位于举升板124上方，通过安装在 举升板124上的2个圆柱销定位，工作时，托盘123的上表面与举升板124的下表面紧密贴 合；举升板124的上方安装有模具，模具的内腔参照被测件外形仿型，可容纳被测件122，外 表面为圆柱体，通过圆柱形止口定位，4个M5内六角螺钉固定。顶板114的下方安装有侧封堵机构、背力机构和传感器转换机构。侧封堵机构由 封堵气缸118和封堵块119构成。封堵气缸118通过2个M8内六角螺钉固定在一个矩形 钢板上，圆柱形止口定位，封堵气缸118为带有导向结构的气缸；钢板通过4个M5内六角螺 钉固定在2块矩形钢板上，2块钢板通过4个M8内六角螺钉固定在顶板114上，钢板上开 有减重孔；封堵块119形状主体为矩形，侧面凸出一个圆柱体，通过2个M6内六角螺钉固定 在封堵气缸118上；封堵块119内部钻有2个成90度且相交的盲孔，一端与气敏传感器相 通，另一端与被测件122腔体相通；封堵块119侧面凸出的圆柱体带有外螺纹，通过螺母将 一封堵头固定，且可随时通过旋松螺母更换封堵头。传感器转换结构位于侧封堵机构的上方，由弹簧组件115、传感器固定板116和传 感器转换缸117构成。传感器转换缸117通过2个M5内六角螺钉固定在一个T型的钢板 上，T型钢板通过4个M5内六角螺钉固定在封堵块119的上端面；传感器固定板116为矩 形尼龙块，传感器固定板一侧为T型槽，传感器转换缸117前端安装带有球面的阶梯轴，球 面在T型槽内点接触配合，可自动调心，传感器固定板116沿长边方向钻有2个孔，每个孔 中安装一个气敏传感器；弹簧组件115套在一个圆柱销上，共4个，4个圆柱销一端固定在 一个正方形的钢板上，上端通过4个螺母压紧弹簧组件115，另一端固定在封堵块119上， 每2个弹簧组件115的下方有一个L型零件，该零件使传感器固定板116的下表面与T型 钢板的上表面压合。背力机构位于侧封堵机构的对面，由背力气缸108、导向轴B109、直线轴承B110、 背力缸安装板111和背力板121构成。背力气缸108通过4个M10内六角螺钉固定在背
9力缸安装板111上，圆柱形止口定位；背力气缸108两侧安装有由导向轴B109和直线轴承 B110构成的导向机构，直线轴承B110通过4个M4内六角螺钉固定在背力缸安装板111上； 背力板121为一 T型钢板，中间为U型槽，双肩处各有一个孔，导向轴B109的一端为外螺纹， 穿过此孔，通过螺母旋紧；背力板121与背力气缸108通过T型槽和球面结构相连，可自动 调心，背力板121的上表面与一矩形钢板的下表面相接触，该矩形钢板通过4个立柱固定在 顶板114上；背力缸安装板111为一矩形钢板，通过4个U型件固定在支撑柱120上。顶板114上方为排气机构和测试用气路板。排气机构由轴流风机113及其相配的 风道组成，测试用气路板上安装有进气阀及直压传感器，测试气体通过进气阀进入测试腔。检测设备动作过程在模具中放入被测件122，打开进气阀，当直压传感器检测到测试压力达到要求 后，举升气缸103的活塞杆伸出，举升机构带动被测件向上到达第一位置，背力气缸108的 活塞杆伸出，背力板121的U型槽套住被测件，举升机构继续向上移动到达第二位置。此 时，背力板121的下表面与被测件的凸台处相接触，此位置为测试位置，单向阀107上端面 的圆形封堵垫片封住被测件的进气口，单向阀顶端受下压力打开。封堵气缸118的活塞杆 伸出，侧封堵机构封住被测件的出气口，传感器转换缸117的活塞杆伸出或缩回，使某一气 敏传感器与被测件腔体相通，开始进行泄漏测试。检测完毕，排气机购接通电源，开始工作， 侧封堵机构缩回，举升机构回落到第一位置，背力机构缩回，举升机构回落到初始位置。当 气敏传感器电压值稳定时，排风机构断电，停止工作，放置新件，开始新一轮检测。工作原理测试气体为4% -6%氢气和94% -96%氮气的混和气，气敏传感器检测氢气。当 被测件有泄漏时，气敏传感器检测到氢气产生电信号输出，气敏传感器将电信号上传至PLC 的模拟量模块，PLC先将电信号转换成氢气的PPM，再根据其PPM转换成泄露量(ml/h)，之 后，PLC将测量所得的泄露量数值与标准值作比较，判断是否合格。高压闭合密封检测台如图1、2所示，201是可调地脚、202是框架、203是举升气缸、 204是导向轴、205是直线轴承、206是台面板、207是下封堵块、208是背力气缸、209是导向 轴、210是背力缸安装板、211是直线轴承、212是气路板、213是轴流风机、214是顶板、215 是弹簧组件、216是连接块、217是传感器固定板、218是传感器转换缸、219是封堵气缸、220 是单向阀、221是连接轴、222是支撑柱、223是腔体、122是被测件、225是托盘、226是背力 板、227是举升板。按功能可将检测设备分为主框架、举升机构、侧封度机构、背力机构、传感器转换 机构和排气机构。主框架由可调地脚201、框架202、台面板206、顶板214和支撑柱222构成。框架 202由40x40x5方钢焊接而成，为框架结构，下方装有4个可调地脚201，每个立柱下方各有 1个，通过可调地脚201上的螺纹结构可以上下调整高度；台面板206为矩形钢板，通过8 个M6内六角螺钉固定在框架202上；顶板214为矩形钢板，位于台面板206的正上方，顶板 214和直线轴承205之间安装有4个支撑柱222，支撑柱222为圆柱体，一端为法兰结构，另 一端为外螺纹，支撑柱222起支撑和定位作用；支撑柱222与台面板206通过圆柱形止口定 位，4个M5内六角螺钉连接，支撑柱222与顶板214通过圆柱形止口定位，1个M16螺母固 定。
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举升机构由举升气缸203、导向轴204、直线轴承205、下封堵块207、托盘225和举 升板227构成，安装在台面板206上。举升气缸203通过4个M10内六角螺钉连接，圆柱形 止口定位；下封堵块207与举升气缸203通过T型槽和球面结构相连，可自动调心，下封堵 块207的上端面安装有圆形封堵垫片，通过一螺母可快速更换封堵垫片；为防止转动，举升 气缸203两侧安装有由导向轴204和直线轴承205构成的导向结构，直线轴承205通过4个 M5内六角螺钉固定在台面板206上，导向轴204为圆柱体，在台面板206中可上下移动；导 向轴204和下封堵块207都固定在举升板227上，圆柱形止口定位，举升板227为正方形钢 板；下封堵块207的上端面为法兰结构，通过4个M6内六角螺钉与举升板227连接，导向轴 204通过1个M8内六角螺钉固定；举升板227上在对角线方向上安装有2个016圆柱销， 圆柱销通过M10螺纹结构与举升板227连接，圆柱形止口定位；托盘225为正方形托盘，位 于举升板227上方，通过安装在举升板227上的2个圆柱销定位，工作时，举升板227的上 表面与托盘225的下表面紧密贴合；托盘225的上方安装有模具，模具的内腔为被测件外形 仿型，可容纳被测件122，外表面为圆柱体，通过圆柱形止口定位，4个M5内六角螺钉固定。顶板214的下方安装有侧封堵机构、背力机构和传感器转换机构。侧封堵机构由 封堵气缸219和单向阀220构成。封堵气缸219通过2个M8内六角螺钉固定在一个T型 钢板上，圆柱形止口定位，封堵气缸219为带有导向结构的气缸，T型钢板通过2个M8内六 角螺钉固定在顶板214上；单向阀220依靠其内部的气缸打开或关闭，采用端面密封结构， 上端面开有进气口，侧面凸出一个圆柱体，带有外螺纹结构，通过一螺母将封堵垫片固定， 且可随时通过旋松螺母更换封堵垫片，内部钻孔与进气口相通，单向阀220通过2个M6内 六角螺钉固定在封堵气缸219上。传感器转换结构位于侧封堵机构的上方，由弹簧组件215、连接块216、传感器固 定板217、传感器转换缸218和腔体223构成。传感器转换缸218通过2个M5内六角螺钉 固定在一个T型的钢板上，传感器固定板217为矩形尼龙块，通过T型槽与球面的结构与传 感器转换缸218相连，可自动调心，传感器固定板217沿长边方向钻有2个孔，每个孔中安 装一个气敏传感器；弹簧组件215套在一个圆柱销上，共4个，4个圆柱销一端固定在一个 正方形的钢板上，上端通过4个螺母压紧弹簧组件215，另一端固定在腔体223上，每2个弹 簧组件215的下方有一个L型零件，该零件使传感器固定板217的下表面与腔体223的上 表面压合；腔体223为容纳被测件122的腔体，外形为圆柱形，通过4个M5内六角螺钉固定 在连接块216上，连接块216为矩形钢板，数量2块，通过4个M8螺钉固定在顶板214上， 腔体223的内腔与处于工作状态的气敏传感器相通。背力机构位于侧封堵机构的对面，由背力气缸208、导向轴209、背力缸安装板 210、直线轴承211和背力板226构成。背力气缸208通过4个M10内六角螺钉固定在直线 轴承211上，圆柱形止口定位；背力气缸208两侧安装有由导向轴209和背力缸安装板210 构成的导向机构，背力缸安装板210通过4个M4内六角螺钉固定在直线轴承211上；背力 板226为一 T型钢板，中间为U型槽，双肩处各有一个孔，导向轴209的一端为外螺纹，穿过 此孔，通过螺母旋紧；背力板226与背力气缸208通过T型槽和球面结构相连，可自动调心， 背力板226的上表面与腔体223的下表面相接触；直线轴承211为一矩形钢板，通过4个U 型件固定在支撑柱222上。顶板214上方为排气机构和测试用气路板。排气机构由轴流风机213及其相配的风道组成，测试用气路板上安装有进气阀及直压传感器，测试气体通过进气阀进入测试腔。检测设备动作过程在模具中放入被测件，打开进气阀，当直压传感器检测到测试压力达到要求后，举 升气缸203的活塞杆伸出，举升机构带动被测件向上到达第一位置，背力气缸208的活塞杆 伸出，背力板226的U型槽套住被测件，举升机构继续向上移动到达第二位置。此时，背力 板226的下表面与被测件的凸台处相接触，此位置为测试位置，下封堵块207上端面的圆形 封堵垫片封住被测件的进气口，被测件完全进入腔体223腔体内。封堵气缸219的活塞杆 伸出，侧封堵机构封住被测件的出气口，封堵气缸219的活塞杆伸出或缩回，使某一气敏传 感器与腔体223的腔体相通，单向阀220内部的气缸缩回，测试气体进入被测件腔体，开始 进行泄漏测试。检测完毕，单向阀220内部的气缸伸出，排气机购接通电源，开始工作，侧封 堵机构缩回，举升机构回落到第一位置，背力机构缩回，举升机构回落到初始位置。当气敏 传感器电压值稳定时，排风机构断电，停止工作，放置新件，开始新一轮检测。工作原理测试气体为4% -6%氢气和96% -94%氮气的混和气，气敏传感器检测氢气。当 被测件有泄漏时，气敏传感器检测到氢气产生电信号输出，气敏传感器将电信号上传至PLC 的模拟量模块，PLC先将电信号转换成氢气的PPM，再根据其PPM转换成泄露量(ml/h)，之 后，PLC将测量所得的泄露量数值与标准值作比较，判断是否合格。检测方法本检测设备采用气敏传感器检测气体浓度的方法对液化石油气瓶阀气密性进行 检测，测试气体低压采用0. 05MPa氢气和氮气混和气，高压采用2. 5MPa氢气和氮气混和气， 具体比例为氢气占4% -6%，氮气占96% -94%，气敏传感器检测的气体为氢气。液化石油气瓶阀处于开启状态，即进气口和出气口相通，将气敏传感器放在液化 石油气瓶阀的手轮的上面。将液化石油气瓶阀放置在一个圆柱形测试腔体内，并且将进气 口和出气口密封。内螺纹通规和止规检测台如图5所示，301是可调地脚、302是框架、303是举升气 缸、304是导向轴、305是直线轴承、306是台面板、307是支撑柱、308是举升板、309是托盘、 310是背力气缸、311是顶板、312是背力缸安装板、122是被测件、314是通规或止规、315是 量规套、316是限位柱、317是上弹簧、318是固定块、319是下弹簧、320是联轴器、321是电 机安装板、322是伺服电机、323是支架、324是运动板、325是直线导轨、326是微动缸安装 板、327是微动气缸、328是连接座、329是光电传感器、330是动轴、331是底板、332立柱。按功能可将检测设备分为主框架、举升机构、侧封度机构、背力机构和伺服检测机 构。主框架由可调地脚301、框架302、台面板306、支撑柱307和顶板311构成。框架 302由40x40x5方钢焊接而成，为框架结构，下方装有4个可调地脚301，每个立柱下方各 有1个，通过可调地脚301上的螺纹结构可以上下调整高度；台面板306为矩形钢板，通过 8个M6内六角螺钉固定在框架302上；顶板311为矩形钢板，位于台面板306的正上方，顶 板311和台面板306之间安装有4个支撑柱307，支撑柱307为圆柱体，一端为法兰结构，另 一端为外螺纹，支撑柱307起支撑和定位作用；支撑柱307与台面板306通过圆柱形止口定 位，4个M5内六角螺钉连接，支撑柱307与顶板311通过圆柱形止口定位，1个M16螺母固定。举升机构由举升气缸303、导向轴304、直线轴承305、举升板308和托盘309构成， 安装在台面板306上。举升气缸303通过4个M10内六角螺钉连接，圆柱形止口定位；为防 止转动，举升气缸303两侧安装有由导向轴304和直线轴承305构成的导向结构，直线轴承 305通过4个M5内六角螺钉固定在台面板306上，导向轴304为圆柱体，在直线轴承305中 可上下移动；导向轴304固定在举升板308上，圆柱形止口定位，通过1个M8内六角螺钉 固定；举升板308为正方形钢板，通过可自动调心的浮动接头与举升气缸303连接，举升板 308上在对角线方向上安装有2个①16圆柱销，圆柱销通过M10螺纹结构与举升板308连 接，圆柱形止口定位；托盘309为正方形托盘，位于举升板308上方，通过安装在举升板308 上的2个圆柱销定位，工作时，举升板308的上表面与托盘309的下表面紧密贴合；托盘309 的上方安装有模具，模具的内腔参照被测件外形仿型，可容纳被测件122，外表面为圆柱体， 通过圆柱形止口定位，4个M5内六角螺钉固定。顶板311的下方通过4个M6沉头螺钉安装 有4个限位柱316，限位柱316通过下方的螺纹结构可调节高度，限位柱316为圆柱体。背力机构位于顶板311的下方，由背力气缸310和背力缸安装板312构成。背力 气缸310通过4个M4内六角螺钉固定在背力缸安装板312上，圆柱形止口定位；背力缸安 装板312为矩形钢板，通过4个M5内六角螺钉固定在顶板311上。伺服检测机构位于背力机构的对面，由通规或止规314、量规套315、上弹簧317、 固定块318、下弹簧319、联轴器320、电机安装板321、伺服电机322、支架323、运动板324、 直线导轨325、微动缸安装板326、微动气缸327、连接座328、光电传感器329、动轴330、底 板331和立柱332构成。通规或止规314通过锥柄结构套在量规套315上，量规套315为 阶梯轴结构；固定块318为L型钢块，一侧中心处有一个孔，量规套315穿过此孔与伺服电 机322通过联轴器320相连，联轴器320为可自动调心的联轴器；固定块318的上面和下 面各安装一个浮动机构，上面的浮动结构由上弹簧317及其组件构成，下面的浮动机构由 下弹簧319及其组件构成；上弹簧317和下弹簧319共同套在一个圆柱销上，共4个，4个 圆柱销一端固定在一个正方形的钢板上，上端通过4个螺母压紧上弹簧317，下端固定在另 一块正方形钢板上，该钢板通过4个M5内六角螺钉固定在支架323上；固定块318与上弹 簧317、下弹簧319接触的一侧开有4个孔，每孔的尺寸大于穿过此孔的圆柱销直径；伺服 电机322通过4个M8内六角螺钉固定在电机安装板321上，圆柱形止口定位，电机安装板 321为矩形钢板；支架323为梯形钢板，数量为2个，一侧通过2个M5内六角螺钉固定在电 机安装板321上，相邻一侧通过2个M5内六角螺钉固定在运动板324上；运动板324为矩 形钢板，下面安装有2条直线导轨325，每个导轨有个滑块，滑块通过4个M3内六角螺钉固 定在运动板324上，导轨通过6个M3内六角螺钉固定在底板331上，底板331为矩形钢板， 位于台面板306之上，中间安装有4个起支撑和定位作用的立柱332，立柱332为圆柱体， 一端为法兰结构，通过4个M5内六角螺钉固定在台面板306上，另一端为外螺纹结构，通过 一螺母与底板331相连，圆柱形止口定位；微动气缸327位于底板331的下方，通过4个M4 内六角螺钉固定在微动缸安装板326上，微动缸安装板326为矩形钢板，通过4个M4内六 角螺钉固定在底板331上；动轴330为一中间细两端粗的阶梯轴，通过螺纹结构与微动气缸 327相连，并穿过连接座328上的孔；连接座328为矩形钢块，通过2个M4内六角螺钉固定 在运动板324上，连接座328的侧面有一个矩形小钢板。
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检测设备动作过程在模具中放入被测件122，举升气缸303的活塞杆伸出，举升机构303带动被测件 122向上到达检测位置，此时，限位柱316的下端与托盘309的上端面相接触，背力气缸310 的活塞杆伸出到位。伺服电机开始工作，微动气缸327的活塞杆伸出，通规或止规314与 被测件的内螺纹相接触，如通规或止规314为通规，在伺服电机的带动下旋入，光电传感器 329的到位信号发出后，伺服电机反转，通规旋出，微动气缸327的活塞杆缩回到位；如通规 或止规314为止规，在伺服电机的带动下只能旋入一周就无法再往下旋入，此时旋紧力已 超出伺服电机预设值。伺服电机反转，止规旋出，微动气缸327的活塞杆缩回到位，背力气 缸310的活塞杆缩回到位，举升气缸303的活塞杆缩回，举升机构303回落到初始位置，放 置新件，开始新一轮检测。工作原理通规当伺服电机在预设的扭矩值下顺利旋入，且光电传感器检测到信号，表示被测件 合格。当伺服电机在预设的扭矩值下无法带动通规旋入，导致伺服电机停止转动，且光电传 感器没有检测到信号，表示被测件不合格。止规当旋入一周后，在预设的扭矩值下无法再次前行，伺服电机停止转动，且光电传感 器没有检测到信号，表示被测件合格。当伺服电机在预设的扭矩值下顺利将止规旋入，且光 电传感器检测到信号，表示被测件不合格。外螺纹检测台如图6所示，401是可调地脚、402是框架、403是举升气缸、404是导 向轴、405是直线轴承、406是台面板、407是举升板、408是支撑柱、409是托盘、410是发光 板、411是发光板安装板、412是顶板、122是被测件、414是下压气缸、415是压头、416是镜 头、417是安全板。利用视觉系统对被测件外螺纹进行拍照，将拍照所得图像传送到工控机，根据工 控机所安装的视觉系统专用软件所设定的各项参数(牙型角、螺距、公称直径、中径、小径) 进行对比，从而判断被测件外螺纹是否合格。按功能可将检测设备分为主框架、举升机构、下压机构和视觉测试系统。主框架由可调地脚401、框架402、台面板406、支撑柱408和顶板412构成。框架 402由40x40x5方钢焊接而成，为框架结构，下方装有4个可调地脚401，每个立柱下方各 有1个，通过可调地脚401上的螺纹结构可以上下调整高度；台面板406为矩形钢板，通过 8个M6内六角螺钉固定在框架402上；顶板412为矩形钢板，位于台面板406的正上方，顶 板412和台面板406之间安装有四个支撑柱408，支撑柱408为圆柱体，一端为法兰结构，另 一端为外螺纹，支撑柱408起支撑和定位作用；支撑柱408与台面板406通过圆柱形止口定 位，4个M5内六角螺钉连接，支撑柱408与顶板412通过圆柱形止口定位，1个M16螺母固 定。举升机构由举升气缸403、导向轴404、直线轴承405、举升板407和托盘409构成， 安装在台面板406上。举升气缸403通过4个M10内六角螺钉连接，圆柱形止口定位，为防 止转动，举升气缸403两侧安装有由导向轴404和直线轴承405构成的导向结构，直线轴承 405通过4个M5内六角螺钉固定在台面板406上，导向轴404为圆柱体，在直线轴承405中可上下移动；导向轴404通过1个M8内六角螺钉固定在举升板407上，圆柱形止口定位，举 升板407为正方形钢板，通过浮动接头与举升气缸403相连；举升板407上在对角线方向上 安装有两个①16圆柱销，圆柱销通过M10螺纹结构与举升板407连接，圆柱形止口定位；托 盘409为正方形托盘，位于举升板407上方，通过安装在举升板407上的两个圆柱销定位， 工作时，举升板407的上表面与托盘409的下表面紧密贴合；托盘409的上方安装有模具， 模具的内腔参照被测件外形仿型，可容纳被测件413，外表面为圆柱体，通过圆柱形止口定 位，4个M5内六角螺钉固定。下压机构位于举升机构的正上方，安装在顶板412上，由下压气缸414和压头415 构成。下压气缸414通过1个螺母固定在顶板412上，圆柱形止口定位；压头415为圆柱 体，通过螺纹结构与下压气缸414相连。视觉检测系统在台面板406和顶板412之间，位于两侧，由发光板410、发光板安装 板411和镜头416构成。发光板410通过4个M3内六角螺钉安装在发光板安装板411上， 发光板安装板411通过两块铝型材固定在顶板412上；镜头416安装在发光板410的对面， 通过8个M3内六角螺钉固定在两块L型钢板上，L型钢板通过4个M4内六角螺钉固定在 安全板417上。安全板417为矩形钢板，数量为两块，通过4块U型结构固定在支撑柱408 上。检测设备动作过程在模具中放入被测件，举升气缸403的活塞杆伸出，举升机构带动被测件122向上 到达检测位置，下压气缸414的活塞杆伸出，压头415压紧被测件122，镜头416拍照，拍照 完毕，下压气缸414的活塞杆缩回，举升气缸403的活塞杆缩回，举升机构回落到初始位置， 放置新件，开始新一轮检测。在其余工位中，第一工位上件工位操作者人工将液化石油气瓶阀放入输送线上的托盘中，之后按动按钮放行。第九工位流量检测工位通过流量检测台进行流量检测。第十工位拧紧工位通过拧紧检测台进行拧紧检测。第^^一工位收口工位通过收口检测台进行收口检测。
权利要求
一种液化石油气瓶阀自动检测线，它主要包括上件工位、高压闭合密封检测工位、开启工位、低压开启密封检测工位、高压开启密封检测工位、内螺纹通规检测工位、内螺纹止规检测工位、外螺纹检测工位、流量检测工位、拧紧工位、收口工位11道工位；其特征是a、在高压闭合密封检测工位中，由高压闭合密封检测台完成，主框架为矩形框架体，在主框架的台面板中心部安装有举升机构，单向阀与举升气缸通过T型槽和球面结构相连，举升气缸两侧安装有由导向轴A和直线轴承A构成的导向结构，导向轴A为圆柱体，在直线轴承A中可上下移动；导向轴A和单向阀都固定在举升板上，举升板上在对角线方向上安装有圆柱销，圆柱销通过螺纹结构与举升板连接，圆柱形止口定位；托盘为正方形托盘，位于举升板上方，通过安装在举升板上的2个圆柱销定位，托盘的上表面与举升板的下表面紧密贴合；举升板的上方安装有模具，模具的内腔为被测件外形仿型，可容纳被测件；顶板的下方安装有侧封堵机构、背力机构和传感器转换机构，侧封堵机构中的封堵气缸为带有导向结构的气缸，封堵块形状主体为矩形，侧面凸出一个圆柱体，通过螺钉固定在封堵气缸上，封堵块内部钻有2个成90度且相交的盲孔，一端与气敏传感器相通，另一端与被测件腔体相通；传感器转换结构位于侧封堵机构的上方，传感器转换缸通过T型钢板固定在封堵块的上端面，传感器固定板为矩形尼龙块，传感器固定板一侧为T型槽，传感器转换缸前端安装带有球面的阶梯轴，球面在T型槽内点接触配合，传感器固定板沿长边方向钻有2个或数个孔，每个孔中安装一个气敏传感器；弹簧组件套在一个圆柱销上；背力机构位于侧封堵机构的对面，背力气缸固定在背力缸安装板上，圆柱形止口定位，背力气缸两侧安装有由导向轴B和直线轴承B构成的导向机构，背力板为一T型板，中间为U型槽，双肩处各有一个孔，导向轴B的一端为外螺纹，穿过此孔，通过螺母旋紧；背力板与背力气缸通过T型槽和球面结构相连，背力板的上表面与一矩形钢板的下表面相接触，矩形钢板通过立柱固定在顶板上，背力缸安装板通过U型件固定在支撑柱上；顶板上方为排气机构和测试用气路板，排气机构由轴流风机及其相配的风道组成，测试用气路板上安装有进气阀及直压传感器，测试气体通过进气阀进入测试腔；b、在低压开启和高压开启密封检测工位中，由高压开启和低压开启密封检测台完成，主框架为矩形框架体，在框架体上面固定有台面板，顶板位于台面板的正上方，顶板和直线轴承之间安装有4个支撑柱，支撑柱与台面板通过圆柱形止口定位，支撑柱与顶板通过圆柱形止口定位；举升机构安装在台面板上，下封堵块与举升气缸通过T型槽和球面结构相连，可自动调心，下封堵块的上端面安装有圆形封堵垫片，举升气缸两侧安装有由导向轴和直线轴承构成的导向结构，直线轴承固定在台面板上，导向轴为圆柱体，在台面板中可上下移动，导向轴和下封堵块都固定在举升板上，圆柱形止口定位，下封堵块的上端面为法兰结构，并与举升板连接，举升板上在对角线方向上安装有2个圆柱销，圆柱销与举升板连接，圆柱形止口定位；托盘位于举升板上方，通过安装在举升板上的2个圆柱销定位，托盘的上方安装有模具，模具的内腔为被测件外形仿型，可容纳被测件；顶板的下方安装有侧封堵机构、背力机构和传感器转换机构，封堵气缸固定在一个T型钢板上，圆柱形止口定位，封堵气缸为带有导向结构的气缸，T型钢板固定在顶板上，单向阀依靠其内部的气缸打开或关闭，采用端面密封结构，上端面开有进气口，侧面凸出一个圆柱体，带有外螺纹结构，通过一螺母将封堵垫片固定，内部钻孔与进气口相通，单向阀固定在封堵气缸上；传感器转换结构位于侧封堵机构的上方，传感器转换缸固定在一个T型的钢板上，传感器固定板为矩形尼龙块，通过T型槽与球面的结构实现和传感器转换缸相连，可自动调心，传感器固定板沿长边方向钻有2个孔，每个孔中安装一个气敏传感器；弹簧组件套在一个圆柱销上，圆柱销一端固定在一个钢板上，上端通过螺母压紧弹簧组件，另一端固定在腔体上，每2个弹簧组件的下方有一个L型零件，该零件使传感器固定板的下表面与腔体的上表面压合；腔体为容纳被测件的腔体，并固定在连接块上，连接块固定在顶板上，腔体的内腔与处于工作状态的气敏传感器相通；背力机构位于侧封堵机构的对面，背力气缸固定在直线轴承上，圆柱形止口定位；背力气缸两侧安装有由导向轴和背力缸安装板构成的导向机构，背力缸安装板固定在直线轴承上；背力板为一T型钢板，中间为U型槽，双肩处各有一个孔，导向轴的一端为外螺纹，穿过此孔，通过螺母旋紧；背力板与背力气缸通过T型槽和球面结构相连，可自动调心，背力板的上表面与腔体的下表面相接触；直线轴承通过4个U型件固定在支撑柱上；顶板上方为排气机构和测试用气路板；排气机构由轴流风机及其相配的风道组成，测试用气路板上安装有进气阀及直压传感器，测试气体通过进气阀进入测试腔；c、在内螺纹通规检测工位和内螺纹止规检测工位中，由内螺纹通规和止规检测台完成，主框架为矩形框架体，在框架体上面固定有台面板，在台面板上面固定有四根支撑柱，举升机构的举升气缸固定在台面板中心处，举升气缸两侧安装有由导向轴和直线轴承构成的导向结构，直线轴承固定在台面板上，圆柱体形的导向轴在直线轴承中可上下移动，举升板通过可自动调心的浮动接头与举升气缸连接，举升板上在对角线方向上安装有两个圆柱销，圆柱销与举升板连接，圆柱形止口定位；正方形托盘位于举升板上方，通过安装在举升板上的两个圆柱销定位，托盘的上方安装有模具，模具的内腔为被测件外形仿型，可容纳被测件；背力机构位于顶板的下方，背力气缸固定在背力缸安装板上，圆柱形止口定位，背力缸安装板固定在顶板上；伺服检测机构位于背力机构的对面，通规或止规通过锥柄结构套在量规套上，量规套为阶梯轴结构，固定块为L型钢块，一侧中心处有一个孔，量规套穿过此孔通过可自动调心的联轴器与伺服电机相连，固定块的上面和下面各安装一个浮动机构，上面的浮动结构由上弹簧及其组件构成，下面的浮动机构由下弹簧及其组件构成；上弹簧和下弹簧共同套在一个圆柱销上，伺服电机固定在电机安装板上，矩形运动板下面安装有两条直线导轨，每个导轨有个滑块，滑块固定在运动板上，导轨固定在底板上，微动气缸位于底板的下方并固定在微动缸安装板上，矩形微动缸安装板固定在底板上，动轴为一中间细两端粗的阶梯轴，通过螺纹结构与微动气缸相连，并穿过连接座上的孔；连接座固定在运动板上；d、在外螺纹检测工位中，由外螺纹检测台完成，主框架为矩形框架体，在框架体上面固定有台面板，顶板位于台面板的正上方，顶板和台面板之间安装有四个支撑柱；举升机构安装在台面板上，举升气缸两侧安装有由导向轴和直线轴承构成的导向结构，直线轴承固定在台面板上，导向轴为圆柱体，在直线轴承中可上下移动；导向轴固定在举升板上，圆柱形止口定位，正方形举升板通过浮动接头与举升气缸相连；举升板上在对角线方向上安装有两个圆柱销，圆柱销与举升板连接，圆柱形止口定位；正方形托盘位于举升板上方，通过安装在举升板上的两个圆柱销定位，工作时，举升板的上表面与托盘的下表面紧密贴合；托盘的上方安装有模具，模具的内腔为被测件外形仿型，可容纳被测件；下压机构位于举升机构的正上方，安装在顶板上，下压气缸固定在顶板上，圆柱形止口定位，圆柱体压头与下压气缸相连；视觉检测系统在台面板和顶板之间，位于两侧，发光板通过发光板安装板固定在顶板上，镜头安装在发光板的对面，通过两块L型钢板固定在安全板上。安全板固定在支撑柱上。
2.根据权利要求1所述的一种液化石油气瓶阀自动检测线，在高压闭合密封检测工位 中，其检测方法是采用气敏传感器检测气体浓度的方法对液化石油气瓶阀气密性进行检测，测试气体低 压采用0. 05MPa氢气和氮气混和气，高压采用2. 5MPa氢气和氮气混和气，具体比例为氢气 占4% -6%，氮气占96% -94%，气敏传感器检测的气体为氢气。
3.根据权利要求1所述的一种液化石油气瓶阀自动检测线，在低压开启和高压开启密 封检测工位中，其检测方法是采用气敏传感器检测气体浓度的方法对液化石油气瓶阀气 密性进行检测，测试气体低压采用0. 05MPa氢气和氮气混和气，高压采用2. 5MPa氢气和氮 气混和气，具体比例为氢气占4%-6%，氮气占96%-94%，气敏传感器检测的气体为氢气。
全文摘要
一种液化石油气瓶阀自动检测线，属于检测仪器技术领域，其特征是由上件工位、高压闭合密封检测工位、开启工位、低压开启密封检测工位、高压开启密封检测工位、内螺纹通规检测工位、内螺纹止规检测工位、外螺纹检测工位、流量检测工位、拧紧工位、收口工位11道工位组成；有益效果是本检测线利用气敏传感器检测泄露和利用差压传感器的检测泄露相比较，气敏传感器检测泄露大幅度的缩减了检测时间，提高了检测效率，尤其对于100％检测的产品，其效率的提高相当明显，且精度高。
文档编号G01B11/00GK101865765SQ20101019510
公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月9日 优先权日2010年6月9日
发明者孙锐, 张洪泉, 朱曙光, 王大一, 王晓东 申请人:长春工业大学