本发明属于一种缸头气门气密性自动化检测设备。
背景技术：
汽油发动机缸头(以下简称“缸头”)的气密性指标是发动机的关键指标，其气密性的好坏，直接影响到发动机的性能和排放指标。在装配到发动机前，需要做100％的泄露检查，且只有通过检查的汽油发动机气缸头，才允许装配到发动机上。
而目前在对缸头气密性检测时存在检测效率低，原因如下：
第一、由于检测时，其拍打工位和漏气检测工位且分成两工位(即关键两步)进行，而该两个工位是串行，只能上一工位完成后才能进入下一步操作且不能同步进行；
第二、由于放件工位、打怕工位、漏气检测工位及卸件工位不能同步进行，只能单一进行，且需多次装夹，存在操作麻烦，效率低下，不能实现自动检测，且在放件工位、打怕工位、漏气检测工位及卸件工位时操作者需要分开等待，采用手动安装和拆卸工件；
第三，由于没有防错功能，依赖操作者根据检测结果判断，将合格品放行到主装配线；将不合格品放入待检区。操作者有可能将不合格品放入主装配线装配到发动机上，让不合格品流入市场。
第四，由于各工位之间没有衔接，不能实现自动化，需要人辅助操作。
技术实现要素：
为了解决现有技术中的一个或多个上述缺陷，本发明提供了一种缸头气门气密性自动化检测设备，能实现对缸头进行自动化检测，且可成倍提高检测效率。
为实现上述目的，本发明提供了一种缸头气门气密性自动化检测设备，其特征在于，包括：旋转工作台(1)，该旋转工作台(1)的转盘(1-1)上设置有五个工位，该五个工位沿所述转盘(1-1)周向均匀分布，该转盘(1-1)与电机(1-2)连接且该转盘(1-1)经该电机(1-2)驱动旋转，该五个工位为依次设置的放件工位(a-1)、拍打工位(a-2)、检测工位(a-3)、合格品工位(a-4)及不合格品工位(a-5)；拍打机构(2)，该拍打机构(2)用于拍打工位(a-2)上的缸头(m)进行气门拍打；漏气检测机构(3)，该漏气检测机构(2)用于检测工位(a-3)上的缸头(m)进行气门气密性检测；合格品抓取机构(4)，该合格品抓取机构(4)用于将合格品工位(a-4)上的合格缸头(m)抓取后再放于合格品输送机(5)上；不合格品抓取机构(6)，该不合格品抓取机构(6)用于将不合格品工位(a-5)上的不合格缸头(m)抓取后再放于不合格品输送机(7)上。
进一步地，所述旋转工作台(1)包括机座(1-4)、转盘(1-1)、转盘支撑(1-3)及电机(1-2)；该转盘(1-1)位于所述机座(1-4)上方，该转盘(1-1)通过该转盘支撑(1-3)与该机座(1-4)可转动连接，该电机(1-2)位于该转盘(1-1)下方且其输出端与该转盘(1-1)同轴连接。
进一步地，所述转盘支撑(1-3)具有至少三个且沿该转盘(1-1)周向分布；所述转盘支撑(1-3)包括支撑支柱(1-31)、第一轴承(1-32)及第二轴承(1-33)，该第一轴承(1-32)安装于该支撑支柱(1-31)上端且用于与该转盘(1-1)下表面滚动配合，该第二轴承(1-33)安装于该支撑支柱(1-31)上端且用于与该转盘(1-1)侧壁面滚动配合，该支撑支柱(1-31)下端与该机座(1-4)固接。
进一步地，所述五个工位均包括工装板(n-1)、两个定位销(n-2)、粗定位块(n-3)、竖向导柱(n-5)、复位弹簧(n-6)及螺母(n-7)，该竖向导柱(n-5)中部活动穿装于该转盘(1-1)上，该竖向导柱(n-5)上端与该工装板(n-1)固接，该竖向导柱(n-5)下端依次安装复位弹簧(n-6)和螺母(n-7)；该工装板(n-1)上设有通气孔(n-4)且该转盘(1-1)上设有与该通气孔(n-4)位置对应的顶盘过孔(1-11)，该两个定位销(n-2)和该粗定位块(n-3)均固设于该工装板(n-1)上表面。
进一步地，所述拍打机构(2)包括上安装板(2-1)、下安装板(2-2)、拍打电机(2-3)、旋转座(2-4)、偏心轮(2-5)、两个压板(2-6)、两个拍打杆(2-7)、上连接座(2-8)、两个竖向导杆(2-9)、下连接座(2-14)、杆端关节轴承(2-11)和浮动接头(2-12)、缓冲弹簧(2-13)、工装板顶盘(2-14)及顶缸(2-15)；该上安装板(2-1)与该下安装板(2-2)上下间隔设置且相对固定；该旋转座(2-4)固装于该上安装板(2-1)上，该偏心轮(2-5)一端设有同心轴(2-51)且其另一端设有偏心轴(2-52)，该同心轴(2-51)与该旋转座(2-4)铰接且该拍打电机(2-3))输出端与该同心轴(2-51)同轴连接；该杆端关节轴承(2-11)头端与该偏心轴(2-52)铰接，该杆端关节轴承(2-11)杆端通过所述浮动接头(2-12)与该上连接座(2-8)连接；该上连接座(2-8)和下连接座(2-14)分别位于该下安装板(2-2)的上下两侧，该两个竖向导杆(2-9)与该下安装板(2-2)导向连接，该两个竖向导杆(2-9)上端与该上连接座(2-8)固接，该两个竖向导杆(2-9)下端与该下连接座(2-14)固接，该两个拍打杆(2-7)上端与该下连接座(2-14)固接，该两个压板(2-6)上端与该下安装板(2-2)固接，该弹簧(2-12)套装于该导杆(2-9)上且位于该上连接座(2-8)和该下安装板(2-2)之间；所述工装板顶盘(2-14)位于该转盘(1-1)的下方，且该工装板顶盘(2-14)经所述顶缸(2-15)带动升降。
进一步地，所述漏气检测机构(3)包括固定座(3-1)、气密压块(3-2)、火花塞孔堵头(3-3)、堵头驱动缸(3-4)、充气顶盘(3-5)及充气顶盘驱动缸(3-6)；所述固定座(3-1)位于所述检测工位(2-3)的上方，该气密压块(3-2)和堵头驱动缸(3-4)均固装于该固定座(3-1)下端，所述堵头驱动缸(3-4)输出端倾斜朝下且其输出端固装所述火花塞孔堵头(3-3)；所述充气顶盘(3-5)位于该转盘(1-1)的下方，且该充气顶盘(3-5)经所述充气顶盘驱动缸(3-6)带动升降；所述充气顶盘(3-5)上设有充气通道(3-51)，该充气通道(3-51)的进气口与供气系统连接,该充气通道(3-51)的出气口与该通气孔(n-4)位置对应。
进一步地，所述合格品抓取机构(4)包括滑轨安装板(4-1)、水平滑轨(4-2)、滑座(4-3)、水平驱动缸(4-4)、升降缸(4-5)、旋转缸(4-6)、平行气爪(4-7)及夹头(4-8)；该滑座(4-3)上端通过水平滑轨(4-2)与滑轨安装板(4-1)滑动连接且该滑座(4-3)经该水平驱动缸(4-4)驱动滑动；该滑座(4-3)下端安装升降缸(4-5)，该升降缸(4-5)向下输出端安装该旋转缸(4-6)，该旋转缸(4-6)向下输出端安装平行气爪(4-7)，该平行气爪(4-7)的两个气爪对称安装两个夹头(4-8)。
进一步地，所述合格品抓取机构(4)和所述不合格品抓取机构(6)结构相同。
进一步地，所述合格品输送机(5)采用皮带式输送机或板链输送机。
进一步地，所述不合格品输送机(7)采用皮带式输送机或板链输送机。
本发明的有益效果：
第一，本发明由于采用旋转工作台且其上均布设置有五个工位，该五个工位为并行工作，因此当转盘每移位一次，各工位并行动作，一次转位可完成一个产品检测，因此可实现五个工位同时进行且循环工作，互不干扰，由于为循环工作，采用流水线检测作业，能实现自动化批量连续地检测，可成倍地提高检测效率。
第二，本发明由于五个工位为依次设置的放件工位、拍打工位、漏气检测工位、合格品工位及不合格品工位，可实现合格品和不合格品的自动分离，以避免不合格品流入到装配工序上，使缸头缺陷产品无法进入到主装配线，流向市场终端客户，将避免由此引发的返工，质量召回或索赔间接质量成本。
第三、由于本发明，可实现无人操作或单人操作，相比于原多工位单独工作，可即节约多名人工的投入，按5.5万元一名操作员工的费用，年节约1-1万人民币元。
附图说明
图1是缸头的立体图。
图2是缸头另一个方向时的立体图。
图3是本发明的立体图。
图4是本发明中旋转工作台的主视图。
图5是本发明中旋转工作台的立体图。
图6是转盘支撑与转盘之间的装配关系图。
图7是工位的立体图。
图8是拍打机构在拍打工位上拍打前的工作状态图。
图9是拍打机构在拍打工位上拍打时的工作状态图。
图10是漏气检测机构的立体图。
图11是漏气检测机构与转盘之间的装配关系局部图。
图12是漏气检测机构在检测工位上检测前的工作状态图。
图13是漏气检测机构在检测工位上检测时的工作状态图。
图14是合格品抓取机构(或不合格品抓取机构)的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
参见图3，一种缸头气门气密性自动化检测设备，其包括旋转工作台1、五个工位、拍打机构2、漏气检测机构3、合格品抓取机构4、合格品输送机5、不合格品抓取机构6及不合格品输送机7。另外，在本实施例中，还设置有用于整体装配的机架9。
在本实施例中，参见图4-5，所述旋转工作台1包括机座1-4、转盘1-1、转盘支撑1-3及电机1-2；该转盘1-1可转动地位于所述机座1-4上方，具体地，该转盘1-1通过该转盘支撑1-3与该机座1-4可转动连接，该电机1-2位于该转盘1-1下方且其输出端与该转盘1-1同轴连接，因此该转盘1-1经该电机1-2驱动做旋转运动。
在本实施例中，参见图4-5，所述转盘支撑1-3具有至少3个(如4个)且各转盘支撑1-3沿该转盘1-1周向均匀分布。
参见图6，所述转盘支撑1-3包括支撑支柱1-31、第一轴承1-32及第二轴承1-33，该第一轴承1-32可转动地安装于该支撑支柱1-31上端且用于与该转盘1-1下表面滚动配合，该第二轴承1-33可转动地安装于该支撑支柱1-31上端且用于与该转盘1-1侧壁面滚动配合，该支撑支柱1-31下端与该机座1-4固接。
参见图4-5，由于该旋转工作台1的转盘1-1上设置有五个工位，该五个工位沿所述转盘1-1周向均匀分布，因此该五个工位可循环旋转而工位切换，以使缸头可转动于各工位上检测。
在本实施例中，参见图7，所述五个工位均包括工装板n-1、两个定位销n-2、粗定位块n-3、竖向导柱n-5、复位弹簧n-6及螺母n-7，该竖向导柱n-5中部活动穿装于该转盘1-1上，该竖向导柱n-5上端与该工装板n-1固接，该竖向导柱n-5下端依次安装复位弹簧n-6和螺母n-7，该复位弹簧n-6抵接于螺母n-7和转盘1-1之间。该工装板n-1上设有通气孔n-4且该转盘1-1上设有与该通气孔n-4位置对应的顶盘过孔1-11，该两个定位销n-2和该粗定位块n-3均固设于该工装板n-1上表面。该工装板n-1可线性升降，该工装板n-1被上顶至高位后脱离顶力时，该工装板n-1可经该复位弹簧n-6作用而自动地下行复位。装夹时，缸头m首先通过粗定位块n-3快速粗定位，然后再通过两个定位销n-2精确定位且被放置工装板n-1上。
具体地，参见图3-7，该五个工位为依次设置的放件工位a-1、拍打工位a-2、检测工位a-3、合格品工位a-4及不合格品工位a-5，因此构成了一个产品整个检测过程的工作循环。工作时，所述电机1-2带动该转盘1-1每一次旋转72°且方向保持一致，以确保该5个工位每一次均能精确地转至下一个相邻工位上。因此每进行一次转位时，原放件工位a-1将转至下一个相邻的拍打工位a-2处且同理依次类推。
参见图3-7，另外，所述转盘1-1上还设置有用于检测五个工位位置信号的5个工位位置感应机构，该工位位置感应机构包括光电感应器8-1和反光镜8-2，该光电感应器8-1和该反光镜8-2分别位于该工装板n-1的两侧。该5个工位位置感应机构沿所述转盘1-1周向均匀分布，且该5个工位位置感应机构与五个工位之间位置一一对应。使用时，各工位位置感应机构与控制系统电连接。当工位(装夹有缸头m)转动到上述任一工位时，由于该工位上装夹的缸头m将光电感应器8-1发射的光线遮蔽而不能经反光镜8-2反射回接收，可确定该工位到达了所对应的工位上同时还装夹有缸头m，因此该光电感应器8-1可检测到位置信号，该位置信号会发送给控制系统，并通过控制系统控制该工位上所对应的动作(如打怕、气密性检测或抓取等)。
在本实施例中，参见图8-9，该拍打机构2用于拍打工位a-2上的缸头m进行气门拍打；所述拍打机构2包括上安装板2-1、下安装板2-2、拍打电机2-3、旋转座2-4、偏心轮2-5、两个压板2-6、两个拍打杆2-7、上连接座2-8、两个竖向导杆2-9、下连接座2-14、杆端关节轴承2-11和浮动接头2-12、缓冲弹簧2-13、工装板顶盘2-14及顶缸2-15；该上安装板2-1与该下安装板2-2上下间隔设置且相对固定；该旋转座2-4固装于该上安装板2-1上，该偏心轮2-5一端设有同心轴2-51且其另一端设有偏心轴2-52，该同心轴2-51与该旋转座2-4铰接且该拍打电机2-3输出端与该同心轴2-51同轴连接；该杆端关节轴承2-11头端与该偏心轴2-52铰接，该杆端关节轴承2-11杆端通过所述浮动接头2-12与该上连接座2-8连接；该上连接座2-8和下连接座2-14分别位于该下安装板2-2的上下两侧，该两个竖向导杆2-9与该下安装板2-2导向连接，该两个竖向导杆2-9上端与该上连接座2-8固接，该两个竖向导杆2-9下端与该下连接座2-14固接，该两个拍打杆2-7上端与该下连接座2-14固接，该两个压板2-6上端与该下安装板2-2固接，该弹簧2-12套装于该导杆2-9上且位于该上连接座2-8和该下安装板2-2之间；所述工装板顶盘2-14位于该转盘1-1的下方，该顶缸2-15位于该工装板顶盘2-1下方，该顶缸2-15朝上输出端于工装板顶盘2-1固接。使用时，该工装板顶盘2-14可经所述顶缸2-15带动而上行穿过该顶盘过孔1-11后再将该拍打工位2-2处的工装板n-1顶升一定高度。
当拍打工位a-2(装有缸头m)到位时，拍打工作原理如下：参见图8-9，首先启动顶缸2-15，该顶缸2-15带动工装板顶盘2-14上行，该工装板顶盘2-14上升会正好穿过位于该拍打工位a-2处的顶盘过孔1-11，该工装板顶盘2-14继续上行而将该拍打工位2-2处的工装板n-1接触后，然后同步顶升工装板n-1和其上缸头m于一定高度时该缸头m上表面与两个压板2-6下表面抵紧，此时该缸头m由于被上下夹紧而避免了怕打时松动；再启动拍打电机2-3，该拍打电机2-3带动偏心轮2-5上的同心轴2-51同轴转动，同时带动偏心轮2-5上的偏心轴2-52偏心转动，该偏心轮2-5、杆端关节轴承2-11、浮动接头2-12及上连接座2-8之间构成曲柄连杆机构或曲柄滑块机构，可带动该上连接座2-8会周期性地做上下往复运动，进而带动该两个拍打杆2-7上下运动，既能实现下行拍打两个气门m-1而控制两个气门m-1同时打开，又能实现上行松开两个气门而控制两个气门m-1同时关闭，由于该两个气门m-1可周期性的自动地打开和关闭控制，因此不需要手动操作，省时省力，可在同一时间段内自动完成怕打测试。
参见图8-9，当完成怕打工作后，再启动顶缸2-15，该顶缸2-15带动工装板顶盘2-14下行，该工装板顶盘2-14下行于所述转盘1-1下方后实现松开放行并复位。这样本拍打工位a-2才可转位下一个工位(即检测工位a-3)，同时可使前一个放件工位a-1正常转入。
在本实施例中，参见图10-13，所述漏气检测机构2用于检测工位a-3上的缸头m进行气门气密性检测。所述漏气检测机构3包括固定座3-1、气密压块3-2、火花塞孔堵头3-3、堵头驱动缸3-4、充气顶盘3-5及充气顶盘驱动缸3-6；所述固定座3-1位于所述检测工位2-3的上方，该气密压块3-2和堵头驱动缸3-4均固装于该固定座3-1下端，所述堵头驱动缸3-4输出端倾斜朝下且其输出端固装所述火花塞孔堵头3-3；所述充气顶盘3-5位于该转盘1-1的下方，该充气顶盘驱动缸3-6位于该充气顶盘3-5下方，该充气顶盘驱动缸3-6输出端朝上且与该充气顶盘3-5固接。使用时，该充气顶盘3-5可经所述充气顶盘驱动缸3-6带动而上行穿过该顶盘过孔1-11后再将该检测工位2-3处的工装板n-1顶升一定高度；所述充气顶盘3-5上设有充气通道3-51，该充气通道3-51的进气口与供气系统连接,该充气通道3-51的出气口与该通气孔n-4位置对应，该供气系统配设有用于检测该充气通道3-51内气压的气压传感器或气压显示器或气压表。
当检测工位a-3(装有缸头m)到位时，检测工作原理如下：参见图12-13首先将充气顶盘3-5通过充气顶盘驱动缸3-6驱动上行，该充气顶盘3-5会穿过位于该检测工位a-3处的顶盘过孔1-11，然后该充气顶盘3-5上表面与该工装板n-1下表面顶紧接触而实现密封配合，继续上行该工装板n-1和其上的缸头m会上升一定高度后与气密压块3-2下表面抵接，此时该缸头m由于被上下夹紧而避免了检测时松动，确保该充气顶盘3-5上表面与该工装板n-1下表面保持密封配合，再启动堵头驱动缸3-4，带动火花塞孔堵头3-3下压，该火花塞孔堵头3-3将该缸头m上的火花塞孔m-2堵住，因此两个气门m-1开闭口处的凹陷内腔m-3被密封而形成一密封腔设置；再启动供气系统供气，而由于该充气顶盘9的充气通道9-1与通气孔n-4连通，因此可实现对气门m-1内腔内充气，当充气通道9-1内气压达到设定气压值(如85kpa)时关闭供气；当保持一定时间(如5s)后再通过供气系统上的气压传感器测得此时充气通道9-1内的气压值，当该气压值下降在一定范围内(如5kpa)时，即可视为合格。
由于该供气系统可采用现有技术，故而不赘述。
优选地，该气压传感器与控制系统连接，并可通过显示器实时显示。
当完成检测后，参见图12-13，再启动充气顶盘驱动缸3-6，将该充气顶盘3-5下行于所述转盘1-1下方后实现松开放行并复位；同时可启动堵头驱动缸3-4，带动火花塞孔堵头3-3上升，该火花塞孔堵头3-3上升脱离将该缸头上的火花塞孔后实现松开放行并复位。这样该检测工位a-3才可转位下一个工位，同时可使前一个拍打工位a-2正常转入。
参见图3，其中，该合格品抓取机构4用于将合格品工位a-4上的合格缸头m抓取后再放于合格品输送机5上；该不合格品抓取机构6用于将不合格品工位a-5上的不合格缸头m抓取后再放于不合格品输送机7上。
参见图3，工作时，当漏气检测机构2检测到其检测工位a-3上的缸头m为合格品后，进行下一次转位时，该检测工位a-3上的缸头m转位于合格品工位a-4上时，该合格品工位a-4上的合格缸头m会被该合格品抓取机构4抓取后再放于合格品输送机5上，该合格品输送机5将该合格缸头m安全地自动送出。
参见图3，工作时，当漏气检测机构2检测到其检测工位a-3上的缸头m为不合格品后，进行下一次转位时，该检测工位a-3上的缸头m转位于合格品工位a-4上时，该合格品工位a-4上的合格缸头m不会被该合格品抓取机构4抓取后再放于合格品输送机5上，只有当再下一次转位时，该不合格缸头m由于转位于不合格品工位a-5上，此时该不合格缸头m将会被该不合格品抓取机构6抓取后再放于不合格品输送机7上
在本实施例中，参见图14，所述合格品抓取机构4包括滑轨安装板4-1、水平滑轨4-2、滑座4-3、水平驱动缸4-4、升降缸4-5、旋转缸4-6、平行气爪4-7及夹头4-8；该滑座4-3上端通过水平滑轨4-2与滑轨安装板4-1滑动连接且该滑座4-3经该水平驱动缸4-4驱动滑动；该滑座4-3下端安装升降缸4-5，该升降缸4-5向下输出端安装该旋转缸4-6，该旋转缸4-6向下输出端安装平行气爪4-7，该平行气爪4-7的两个气爪对称安装两个夹头4-8。
工作时，参见图14，该平行气爪4-7用于实现对缸头m的夹紧和松开；该旋转缸4-6用于控制该平行气爪4-7方向角度，以实现在不同方向的夹紧和松开；该升降缸4-5用于控制平行气爪4-7升降，以控制缸头m能被安全低位抓取、高位搬运及安全低位放置；该水平驱动缸4-4用于驱动该滑座4-3往复滑动，以实现平行气爪4-7在合格品工位a-4和合格品输送机5位置转移，可将该合格品工位a-4的缸头m搬运于合格品输送机5上，然后回程复位。而该两个夹头4-8用于对缸头m对称夹持，防止掉落。
在本实施例中，所述合格品抓取机构4和所述不合格品抓取机构6结构相同，由于工作原理一样，故而不赘述。
在本实施例中，所述合格品输送机5采用皮带式输送机或板链输送机。所述不合格品输送机7采用皮带式输送机或板链输送机。该合格品输送机5和不合格品输送机7均为沿水平方向送料。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。