一种硬质孔卡安装检测装置
阅读说明：本技术 一种硬质孔卡安装检测装置 (Hard hole card installation detection device ) 是由 刘蕾 赵学周 徐明涛 卢光耀 朱旭 于 2020-12-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种硬质孔卡安装检测装置,涉及卡簧安装检测技术领域,包括用于支撑固定的机架、安装于机架上的驱动机构、用于执行安装动作的执行机构、用于检测驱动机构输出端位移的位移检测结构以及用于检测卡簧工件是否安装到位的到位检测结构,执行机构安装于机架上,到位检测结构安装于执行机构上,机架安装于升降装置上。本发明通过驱动机构驱动执行机构的固定钩爪和安装钩爪打开,张紧卡簧工件并增大卡簧工件的开口,将卡簧工件安装至孔槽内,整体自动化效率高,安装到位合格率高；位移检测结构判断安装动作完成后,到位检测结构的对射传感器通过对射信号的偏差精确判断卡簧工件的到位情况,避免不合格的装配件流入后续生产线。(The invention discloses a hard hole card installation detection device, which relates to the technical field of clamp spring installation detection and comprises a rack for supporting and fixing, a driving mechanism arranged on the rack, an executing mechanism for executing installation action, a displacement detection structure for detecting the displacement of the output end of the driving mechanism and an in-place detection structure for detecting whether a clamp spring workpiece is installed in place or not, wherein the executing mechanism is arranged on the rack, the in-place detection structure is arranged on the executing mechanism, and the rack is arranged on a lifting device. According to the clamp spring workpiece mounting device, the driving mechanism drives the fixed claw and the mounting claw of the actuating mechanism to be opened, the clamp spring workpiece is tensioned, the opening of the clamp spring workpiece is enlarged, and the clamp spring workpiece is mounted in the hole groove, so that the integral automation efficiency is high, and the in-place mounting qualified rate is high; after the displacement detection structure judges that the installation action is completed, the in-place condition of the clamp spring workpiece is accurately judged by the correlation sensor of the in-place detection structure through the deviation of the correlation signal, so that unqualified assembly parts are prevented from flowing into a subsequent production line.)
技术领域
本发明涉及卡簧安装检测技术领域，具体涉及一种用于安装变速箱壳体轴承端面卡簧并检测安装是否到位的安装检测装置。
背景技术
变速箱是用来改变来自发动机的转速和转矩的机构，它能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比，又称变速器。实际生产中，变速箱的装配线上，其卡簧由操作人员使用手动卡簧钳进行安装。由于卡簧本身硬度较高，安装时需要操作人员施加较大的力，劳动强度高，装配效率也很低，无法使用大批量生产的要求。同时，卡簧装备完成后，仅能凭借操作人员的工作经验判断卡簧是否安装到位，不仅对工人的工作经验、水平要求较高，也不利于产品质量的控制，尤其是进行硬质高强度的孔卡安装时，不仅安装难度很大，也更易出现卡簧安装不到位的情况，甚至导致卡簧安装不到位的工件流入后续总成装配，返工费时费力，无法满足自动化装配线快速、高效、准确的要求。此外，在卡簧手动安装的过程中，易与壳体刮擦，导致壳体损伤、壳体内有碎屑的问题，影响产品质量。
通过专利检索，存在以下已知的技术方案：
现有技术1：
申请号：CN201620923678.1，申请日：20160824，公开(公告)日：20170215，一种转向节压装轴承及卡簧机构，其特征是在直线导轨的上端固定连接伺服压机固定板，伺服压机固定板上组装伺服压机；在直线导轨上通过导套连接上下滑动的中间板，在中间板的下表面设置导轨，卡簧检测机构固定板通过滑块滑动组装在导轨上，卡簧检测机构固定板上组装卡簧检测下行气缸，卡簧检测下行气缸的下端连接卡簧涨紧状态检测头；在滑块的外侧连接卡簧检测横移气缸，同时在导轨上设置卡簧检测机构定位块；在中间板的一侧设置卡簧送料机构，在导轨上设置卡簧送料机构定位块。本实用新型实现转向节压装轴承及卡簧自动化，并检测卡簧涨紧状态，提升工作效率，降低劳动强度，降低质量风险。
现有技术2：
申请号：CN202010819523.4，申请日：20200814，公开(公告)日：20201030，本发明公开了一种卡簧安装装置，包括底座，所述底座的顶部固定连接有壳体，所述壳体的顶部固定连接有固定块，所述固定块的顶部活动连接有连接块，所述固定块的右侧固定连接有导线，所述连接块的内部活动连接有压块，所述压块的底部依次贯穿连接块和固定块并延伸至固定块的内部固定连接有支撑块。本发明通过设置壳体、固定块、连接块、压块、支撑块、固定板、固定杆、弹簧、连接板、支撑板、方轴、转轴、卡槽、卡簧、套筒、凹槽和开关的配合使用，使卡簧安装装置便于使用，卡簧安装装置自动化程度高，不易出现卡簧安装不到位的现象，安装精度高，适应于大规模的生产模式，有利于人们的使用。
上述现有技术中公开的卡簧安装检测机构虽然初步实现了卡簧安装检测过程的自动化，但均存在安装过程整体自动化效率不高，安装到位合格率不高，缺少结构扩展性的问题，同时在安装过程中还存在难以避免卡簧工件和待安装的孔槽工件的受损问题。
通过以上的检索发现，以上技术方案没有影响本发明的新颖性；并且以上专利文件的相互组合没有破坏本发明的创造性。
发明内容
本发明正是为了避免上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种硬质孔卡安装检测装置。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：一种硬质孔卡安装检测装置，包括用于支撑固定的机架、安装于所述机架上的驱动机构、用于执行安装动作的执行机构、用于检测所述驱动机构输出端位移的位移检测结构以及用于检测卡簧工件是否安装到位的到位检测结构；
传动部配合连接于外壳内，与所述外壳形成轴线沿竖直向的转动副，两者的底部端面为卡簧定位端面；所述外壳的侧壁顶部和底部分别开设上槽口和下槽口，所述上槽口两侧面分别为上槽口定位面和上槽口限位面，所述下槽口的两侧面分别对应为下槽口定位面和下槽口限位面；固定杆固设于所述上槽口处，固定钩爪固设于所述下槽口处，旋转杆设于所述上槽口处，与所述传动部的顶部连接固定，安装钩爪设于所述下槽口处，与所述传动部的底部连接固定，构成所述执行机构；所述固定杆和所述旋转杆伸出至所述外壳外部；
所述外壳与所述机架连接固定，其外侧壁安装所述到位检测结构；所述驱动机构上安装有所述位移检测结构，其输出端与所述旋转杆转动连接；所述卡簧工件贴合所述卡簧定位端面张紧安装于所述固定钩爪和所述安装钩爪上；所述机架安装于升降装置上。
进一步的，连接板和对射传感器通过连接件与所述外壳连接固定，所述对射传感器位于所述连接板的外侧；滑杆穿过所述连接板设置，推杆中部与所述连接板转动连接，顶端与所述滑杆的内端连接固定，检测杆前端与所述推杆顶部连接固定，末端伸入所述对射传感器的对射检测槽内，构成所述到位检测结构；所述滑杆与所述连接板形成沿所述滑杆轴向的滑动副。
进一步的，所述驱动机构包括安装于所述机架上的滑轨、与所述滑轨配合连接并形成滑动副的滑块、与所述滑轨连接固定的驱动气缸、与所述滑块连接固定的第一连杆臂以及与所述驱动气缸、所述滑轨或所述机架连接固定的第二连杆臂，所述滑块与所述驱动气缸的输出端连接，其上连接的第一连杆臂为所述驱动机构的输出端，所述第二连杆臂与所述固定杆连接固定。
进一步的，所述位移检测结构包括位移传感器检测端和位移传感器移动端，所述位移传感器检测端和所述位移传感器移动端中任一与所述滑块连接固定，另一安装于所述驱动气缸、所述滑轨或所述机架上对应位置。
进一步的，所述上槽口和所述下槽口开设的张角对应所述卡簧工件开口的初始张角及最大张角设置。
进一步的，所述执行机构和所述位移检测结构分别位于所述驱动机构两侧。
一种硬质孔卡的安装及到位检测方法，用于使用上述安装检测装置安装卡簧工件并检测安装的到位情况，包括以下步骤：
步骤一，升降装置带动安装检测装置下降，使卡簧定位端面与待安装至槽孔内的卡簧工件的上表面贴合，并使固定钩爪和安装钩爪均位于所述卡簧工件的开口内；
步骤二，位移检测结构工作，持续监测驱动气缸输出端的实时位移，对射传感器工作，得到初始对射信号δ0；
步骤三，驱动气缸工作，其输出端伸出，带动安装钩爪远离固定钩爪转动，使所述固定钩爪和所述安装钩爪张紧所述卡簧工件，并使所述卡簧工件的开口张角增大；
步骤四，升降装置工作，带动安装检测装置上升，将待安装所述卡簧工件的槽孔定位置于所述卡簧工件正下方；
步骤五，升降装置带动安装检测装置下降，直至所述卡簧工件卡入所述槽孔，驱动气缸工作，其输出端缩回，带动安装钩爪靠近固定钩爪转动，使所述固定钩爪和所述安装钩爪脱离与所述卡簧工件的接触，完成安装动作；
步骤六，当所述位移检测结构检测到所述驱动气缸的输出端伸长并缩回复位后，对射传感器工作，得到此时的末位对射信号δt，并将δ0与δt进行比对：
若δt-δ0＜δmin，则所述卡簧工件完全脱落，未能成功安装；
若δmin≤δt-δ0≤δmax，则所述卡簧工件成功安装到位；
若，δt-δ0＞δmax，则所述卡簧工件虽卡设于所述孔槽处，但未安装到位；
其中，δmin和δmax为设定的到位极限小偏差和到位极限大偏差。
本发明提供了一种硬质孔卡安装检测装置，具有以下有益效果：
1、本发明通过驱动机构驱动执行机构的固定钩爪和安装钩爪打开，张紧卡簧工件并增大卡簧工件的开口，将卡簧工件安装至孔槽内，再使固定钩爪和安装钩爪收合，脱离与卡簧工件的接触，整体自动化效率高，安装到位合格率高，操作简单，结构扩展性好，尤其适用于高产能装配线；
2、本发明设有位移检测结构和到位检测结构，位移检测结构判断安装动作完成后，到位检测结构的对射传感器通过对射信号的偏差精确判断卡簧工件的到位情况，避免不合格的装配件流入后续生产线；
3、本发明上槽口和下槽口中的上槽口限位面和下槽口限位面限制了旋转杆和安装钩爪的运动极限位置，避免安装钩爪过动导致的卡簧工件损伤和待安装的孔槽工件的损伤；
4、本发明大大降低了工作人员的劳动强度，有利于人力成本的控制。
附图说明
图1为本发明的仰视角轴侧结构示意图；
图2为本发明的俯视角轴侧结构示意图；
图3为本发明执行机构的结构示意图；
图4为本发明到位检测结构的结构示意图。
图中：
1、机架；2、驱动机构，21、滑轨，22、滑块，23、驱动气缸，25、第二连杆臂；3、执行机构，31、外壳，311、上槽口，312、上槽口定位面，313、上槽口限位面，314、下槽口，315、下槽口定位面，316、下槽口限位面，32、固定杆，33、固定钩爪，34、传动部，35、旋转杆，36、安装钩爪，37、卡簧定位端面；4、位移检测结构，41、位移传感器检测端，42、位移传感器移动端；5、到位检测结构，51、连接板，52、连接件，53、推杆，54、滑杆，55、检测杆，56、对射传感器，561、对射检测槽，S、传感器对射射线方向；6、卡簧工件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1～图4所示，其结构关系为：包括用于支撑固定的机架1、安装于机架1上的驱动机构2、用于执行安装动作的执行机构3、用于检测驱动机构2输出端位移的位移检测结构4以及用于检测卡簧工件6是否安装到位的到位检测结构5；
传动部34配合连接于外壳31内，与外壳31形成轴线沿竖直向的转动副，两者的底部端面为卡簧定位端面37；外壳31的侧壁顶部和底部分别开设上槽口311和下槽口314，上槽口311两侧面分别为上槽口定位面312和上槽口限位面313，下槽口314的两侧面分别对应为下槽口定位面315和下槽口限位面316；固定杆32固设于上槽口311处，固定钩爪33固设于下槽口314处，旋转杆35设于上槽口311处，与传动部34的顶部连接固定，安装钩爪36设于下槽口处，与传动部34的底部连接固定，构成执行机构3；固定杆32和旋转杆35伸出至外壳31外部；
外壳31与机架1连接固定，其外侧壁安装到位检测结构5；驱动机构2上安装有位移检测结构4，其输出端与旋转杆35转动连接；卡簧工件6贴合卡簧定位端面37张紧安装于固定钩爪33和安装钩爪36上；机架1安装于升降装置上。
优选的，连接板51和对射传感器56通过连接件52与外壳31连接固定，对射传感器56位于连接板51的外侧；滑杆54穿过连接板51设置，推杆53中部与连接板51转动连接，顶端与滑杆54的内端连接固定，检测杆55前端与推杆53顶部连接固定，末端伸入对射传感器56的对射检测槽561内，构成到位检测结构5；滑杆54与连接板51形成沿滑杆54轴向的滑动副；到位检测结构5检测过程中，卡簧工件6推动推杆53，使推杆53的底端向外侧转动，顶端向内侧转动，以使滑杆54带动检测杆55沿滑杆54的轴线向内侧滑动，改变检测杆55末端在对射检测槽561内的位置，进而实现卡簧工件6的到位检测。
优选的，驱动机构2包括安装于机架1上的滑轨21、与滑轨21配合连接并形成滑动副的滑块22、与滑轨21连接固定的驱动气缸23、与滑块22连接固定的第一连杆臂以及与驱动气缸23、滑轨21或机架1连接固定的第二连杆臂25，滑块22与驱动气缸23的输出端连接，其上连接的第一连杆臂为驱动机构2的输出端，第二连杆臂25与固定杆32连接固定。
优选的，位移检测结构4包括位移传感器检测端41和位移传感器移动端42，位移传感器检测端41和位移传感器移动端42中任一与滑块22连接固定，另一安装于驱动气缸23、滑轨21或机架1上对应位置；位移传感器检测端41和位移传感器移动端42用检测滑块22的线位移，进而通过计算近似得出安装钩爪36的角位移；
优选的，上槽口311和下槽口314开设的张角对应卡簧工件6开口的初始张角及最大张角设置。
上槽口311和下槽口314开设的张角限制在其内运动的安装钩爪36的运动极限位置，即安装钩爪36与固定钩爪33能够形成的夹角范围；该夹角范围应当包含卡簧工件6开口的初始张角及最大张角。
优选的，执行机构3和位移检测结构4分别位于驱动机构2两侧。
使用上述安装检测装置进行卡簧工件的安装并检测安装的到位情况，包括以下步骤：
步骤一，升降装置带动安装检测装置下降，使卡簧定位端面37与待安装至槽孔内的卡簧工件6的上表面贴合，并使固定钩爪33和安装钩爪36均位于卡簧工件6的开口内；
步骤二，位移检测结构4工作，持续监测驱动气缸23输出端的实时位移，对射传感器56工作，得到初始对射信号δ0，即对应反应检测杆55的初始位置；
步骤三，驱动气缸23工作，其输出端伸出，驱动滑块22沿滑轨21滑动，进而通过第一连杆臂带动旋转杆35于上槽口311内远离固定杆32转动，传动部34跟随旋转杆35转动，并带动安装钩爪36于下槽口314内远离固定钩爪33转动，使固定钩爪33和安装钩爪36张紧卡簧工件6，并使卡簧工件6的开口张角增大；
步骤四，升降装置带动安装检测装置上升，将待安装卡簧工件6的槽孔定位置于卡簧工件6正下方；
步骤五，升降装置工作，带动安装检测装置下降，直至卡簧工件6卡入槽孔，驱动气缸23工作，其输出端缩回，驱动滑块22沿滑轨21滑动，进而通过第一连杆臂带动旋转杆35于上槽口311内靠近固定杆32转动，传动部34跟随旋转杆35转动，并带动安装钩爪36于下槽口314内靠近固定钩爪33转动，使固定钩爪33和安装钩爪36脱离与卡簧工件6的接触，完成安装动作；
步骤六，当位移检测结构4检测到驱动气缸23的输出端伸长并缩回复位后，对射传感器56工作，得到此时的末位对射信号δt，并将δ0与δt进行比对：
若δt-δ0＜δmin，即卡簧工件6完全未接触推杆53，检测杆55位于初始位置没有发生位移，则卡簧工件6完全脱落，未能成功安装；
若δmin≤δt-δ0≤δmax，即卡簧工件6于推杆53底端将推杆53向外侧推动设定范围内的距离，推杆53的底端向外侧转动，顶端向内侧转动，进而使滑杆54带动检测杆55向内侧滑动，对射传感器56检测到检测杆55末端在对射检测槽561内作设定范围内的位移，则卡簧工件6成功安装到位；
若，δt-δ0＞δmax，即卡簧工件6于推杆53底端将推杆53向外侧推动超过设定范围的距离，推杆53的底端向外侧转动，顶端向内侧转动，进而使滑杆54带动检测杆55向内侧滑动，对射传感器56检测到检测杆55末端在对射检测槽561内作超过设定范围的位移，则卡簧工件6虽卡设于孔槽处，但未安装到位。
其中，δmin和δmax为设定的到位极限小偏差和到位极限大偏差。
进行δmin和δmax的设定时，应当通过对比标定参数进行验证，即在相同装配状态下，以标准件的参数作为标定参考，通过比较装配工件与标定参数的偏差判断装配工件是否安装到位。此种判断方式可有效降低系统误差对判断结果产生的影响，判断精度高。
需要说明的是，在本文中，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。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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