车用制动软管与金属接头铆合装置及方法与流程

1.本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种车用制动软管与金属接头铆合装置及方法。


背景技术：

2.近年来，随着机械工业的快速发展及技术的进步，机械加工领域的竞争越来越激烈，对产品质量的要求也越来越高。车用制动软管作为汽车底盘制动系统上的重要零部件，各主机厂对车用制动软管的技术指标提出了越来越高的要求。
3.现有技术中，车用制动软管与金属接头的铆合都是采用液压铆压工艺实现的，采用首、末件检测铆压尺寸、破坏性拉拔试验验证的方式，凭经验来间接评估该批次铆压的质量结果，无法准确地判断制动软管与金属接头每次铆合的铆合质量。


技术实现要素：

4.为此，本发明的目的在于提出一种车用制动软管与金属接头铆合装置及方法，以解决现有技术无法准确地判断制动软管与金属接头每次铆合的铆合质量的问题。
5.本发明的一方面提供一种车用制动软管与金属接头铆合装置，包括底座和安装在所述底座上的机身；
6.所述机身上设有伺服电机、上安装机构、八爪铆合模具、下安装机构、编码器；
7.所述伺服电机和所述上安装机构连接，所述上安装机构上设有压力传感器和位移传感器；
8.所述八爪铆合模具包括八爪上楔块和与所述八爪上楔块对应设置的八爪下楔块，所述八爪上楔块和所述八爪上楔块能够围成用于夹持车用制动软管与金属接头的卡槽，所述八爪上楔块与所述上安装机构连接，所述八爪下楔块与所述下安装机构连接；
9.所述伺服电机、所述压力传感器和所述位移传感器分别与所述编码器电性连接，所述八爪上楔块在所述伺服电机和所述上安装机构的带动下，朝靠近所述八爪下楔块的方向运动，以实现车用制动软管与金属接头的铆合，并在铆合过程中，通过所述压力传感器和所述位移传感器分别记录压力数据和位移数据。
10.本发明的另一方面提供一种车用制动软管与金属接头铆合方法，包括：
11.步骤1，将金属接头套至车用制动软管的规定位置；
12.步骤2，将八爪上楔块调至初始位；
13.步骤3，将车用制动软管的金属接头部分放置到八爪下楔块上的卡槽中，手持车用制动软管保持稳定状态不动；
14.步骤4，向编码器发出启动指令；
15.步骤5，编码器接到启动指令后开始读取位移传感器及压力传感器的数据，伺服电机同步启动，带动八爪上楔块朝靠近八爪下楔块的方向移动，直至八爪上楔块与八爪下楔块相互咬合至下止点，此时，八爪上楔块到达终止位，铆合结束，向编码器发出终止指令，伺
服电机停止工作，铆合过程中，通过编码器读取到的位移传感器及压力传感器的数据，对铆合质量进行评定；
16.步骤6，伺服电机带动八爪上楔块朝远离八爪下楔块的方向移动，直至八爪上楔块再次到达初始位。
17.上述车用制动软管与金属接头铆合方法，其中，步骤5中，采用以下步骤对铆合质量进行评定：
18.获取采样频率，并根据采样频率计算采样次数；
19.获取每次采样对应的压力值和位移值；
20.以位移为x轴、以压力为y轴绘制直角坐标系，并将每次采样对应的压力值和位移值绘制在直角坐标系中，以形成铆合曲线；
21.计算铆合曲线与x轴围成的封闭图形区域的面积；
22.获取相邻两次采样对应的压力值之间的压力差值，并获取压力差值的绝对值的最大值；
23.判断封闭图形区域的面积是否在预设面积范围内，且压力差值的绝对值的最大值是否小于等于预设光滑系数；
24.若封闭图形区域的面积在预设面积范围内，且压力差值的绝对值的最大值小于等于预设光滑系数，则判定此次铆合质量合格。
25.上述车用制动软管与金属接头铆合方法，其中，获取采样频率，并根据采样频率计算采样次数的步骤中，采用下式计算采样次数：
26.n＝h*t；
27.其中，n表示采样次数，t表示采样总时间，h表示采用频率。
28.上述车用制动软管与金属接头铆合方法，其中，计算铆合曲线与x轴围成的封闭图形区域的面积的步骤中，采用下式计算铆合曲线与x轴围成的封闭图形区域的面积：
29.e＝(p1*(s
1-0) p2*(s
2-s1) p3*(s
3-s2) ..... pn*(s
n-s
n-1
)；
30.其中，e表示铆合曲线与x轴围成的封闭图形区域的面积，p1表示第一次采样对应的压力值，s1表示第一次采样对应的位移值，p2表示第二次采样对应的压力值，s2表示第二次采样对应的位移值，p3表示第三次采样对应的压力值，s3表示第三次采样对应的位移值，s
n-1
表示第n-1次采样对应的位移值，pn表示第n次采样对应的压力值，sn表示第n次采样对应的位移值。
31.上述车用制动软管与金属接头铆合方法，其中，获取相邻两次采样对应的压力值之间的压力差值，并获取压力差值的绝对值的最大值的步骤中，压力差值的绝对值的最大值采用下式表示：
32.{|p
1-0|,|p
2-p1|,|p
3-p2|,.....,|p
n-p
n-1
|}
max
33.其中，p
n-1
表示第n-1次采样对应的压力值。
34.上述车用制动软管与金属接头铆合方法，其中，判断封闭图形区域的面积是否在预设面积范围内，且压力差值的绝对值的最大值是否小于等于预设光滑系数的步骤之后，所述方法还包括：
35.若封闭图形区域的面积不在预设面积范围内，或，压力差值的绝对值的最大值大于预设光滑系数，则判定此次铆合质量不合格。
36.根据本发明提供的车用制动软管与金属接头铆合装置及方法，在编码器接到启动指令后开始读取位移传感器及压力传感器的数据，伺服电机同步启动，带动八爪上楔块朝靠近八爪下楔块的方向移动，直至八爪上楔块与八爪下楔块相互咬合至下止点，铆合过程中，通过编码器读取到的位移传感器及压力传感器的数据，加上本发明的相关算法，能够精准地记录并判断制动软管与金属接头每次铆合的质量结果，评定每次铆合的质量是否合格，解决现有技术无法准确地判断制动软管与金属接头每次铆合的铆合质量的问题。
37.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施例了解到。
附图说明
38.本发明实施例的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
39.图1是本发明一实施例提供的车用制动软管与金属接头铆合装置的结构示意图；
40.图2是八爪铆合模具的结构示意图；
41.图3是一示例性的铆合曲线图。
具体实施方式
42.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中的附图，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做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。
43.请参阅图1，本发明一实施例提供的车用制动软管与金属接头铆合装置，包括底座11和安装在所述底座11上的机身12。
44.所述机身12上设有伺服电机13、上安装机构14、八爪铆合模具15、下安装机构16、编码器17。
45.所述伺服电机13和所述上安装机构14连接，所述上安装机构14上设有压力传感器21和位移传感器22。
46.所述八爪铆合模具15包括八爪上楔块151和与所述八爪上楔块151对应设置的八爪下楔块152，所述八爪上楔块151和所述八爪上楔块152能够围成用于夹持车用制动软管与金属接头的卡槽153，所述八爪上楔块151与所述上安装机构14连接，所述八爪下楔块152与所述下安装机构16连接。
47.所述伺服电机13、所述压力传感器21和所述位移传感器22分别与所述编码器17电性连接，所述八爪上楔块151在所述伺服电机13和所述上安装机构14的带动下，朝靠近所述八爪下楔块152的方向运动，以实现车用制动软管与金属接头的铆合，并在铆合过程中，通过所述压力传感器21和所述位移传感器22分别记录压力数据和位移数据。
48.本实施例中，所述车用制动软管与金属接头铆合装置还包括显示器18，所述显示器18安装在所述机身12上，所述显示器18与所述编码器17电性连接。显示器18用于提供交互控制和显示界面。
49.本发明的实施例还提供一种车用制动软管与金属接头铆合方法，采用上述的车用
制动软管与金属接头铆合装置，所述方法包括：
50.步骤1，将金属接头套至车用制动软管的规定位置；
51.步骤2，将八爪上楔块调至初始位；
52.步骤3，将车用制动软管的金属接头部分放置到八爪下楔块上的卡槽中，手持车用制动软管保持稳定状态不动；
53.步骤4，向编码器发出启动指令；
54.步骤5，编码器接到启动指令后开始读取位移传感器及压力传感器的数据，伺服电机同步启动，带动八爪上楔块朝靠近八爪下楔块的方向移动，直至八爪上楔块与八爪下楔块相互咬合至下止点，此时，八爪上楔块到达终止位，铆合结束，向编码器发出终止指令，伺服电机停止工作，铆合过程中，通过编码器读取到的位移传感器及压力传感器的数据，对铆合质量进行评定；
55.步骤6，伺服电机带动八爪上楔块朝远离八爪下楔块的方向移动，直至八爪上楔块再次到达初始位。
56.此次铆合完成后，再次按照步骤1至步骤6，进行下一个车用制动软管与金属接头的铆合。
57.其中，步骤5中，采用以下步骤对铆合质量进行评定：
58.获取采样频率，并根据采样频率计算采样次数；
59.获取每次采样对应的压力值和位移值；
60.以位移为x轴、以压力为y轴绘制直角坐标系，并将每次采样对应的压力值和位移值绘制在直角坐标系中，以形成铆合曲线；
61.计算铆合曲线与x轴围成的封闭图形区域的面积；
62.获取相邻两次采样对应的压力值之间的压力差值，并获取压力差值的绝对值的最大值；
63.判断封闭图形区域的面积是否在预设面积范围内，且压力差值的绝对值的最大值是否小于等于预设光滑系数；
64.若封闭图形区域的面积在预设面积范围内，且压力差值的绝对值的最大值小于等于预设光滑系数，则判定此次铆合质量合格。
65.其中，获取采样频率，并根据采样频率计算采样次数的步骤中，采用下式计算采样次数：
66.n＝h*t；
67.其中，n表示采样次数，t表示采样总时间，h表示采用频率。
68.其中，计算铆合曲线与x轴围成的封闭图形区域的面积的步骤中，采用下式计算铆合曲线与x轴围成的封闭图形区域的面积：
69.e＝(p1*(s
1-0) p2*(s
2-s1) p3*(s
3-s2) ..... pn*(s
n-s
n-1
)；
70.其中，e表示铆合曲线与x轴围成的封闭图形区域的面积，p1表示第一次采样对应的压力值，s1表示第一次采样对应的位移值，p2表示第二次采样对应的压力值，s2表示第二次采样对应的位移值，p3表示第三次采样对应的压力值，s3表示第三次采样对应的位移值，s
n-1
表示第n-1次采样对应的位移值，pn表示第n次采样对应的压力值，sn表示第n次采样对应的位移值。
71.其中，获取相邻两次采样对应的压力值之间的压力差值，并获取压力差值的绝对值的最大值的步骤中，压力差值的绝对值的最大值采用下式表示：
72.{|p
1-0|,|p
2-p1|,|p
3-p2|,.....,|p
n-p
n-1
|}
max
73.其中，p
n-1
表示第n-1次采样对应的压力值。
74.具体的判断封闭图形区域的面积是否在预设面积范围内，且压力差值的绝对值的最大值是否小于等于预设光滑系数的步骤之后，所述方法还包括：
75.若封闭图形区域的面积不在预设面积范围内，或，压力差值的绝对值的最大值大于预设光滑系数，则判定此次铆合质量不合格。
76.一示例性的铆合曲线如图3所示，图3中，曲线a表示铆合质量上限对应的铆合曲线，曲线c表示铆合质量下限对应的铆合曲线，曲线b则表示实际铆合作业时，得到的铆合曲线，曲线b与x轴围成的封闭图形区域的面积为e即为图3中阴影部分的面积，图3中，p3表示第三次采样对应的压力值，s3表示第三次采样对应的位移值，
77.需要指出的是，为了便于后续计算，这里的面积可以只计算数值，不带单位(只要保证在得到曲线a、b、c时，压力传感器使用相同的测量单位，位移传感器也使用相同的测量单位)，即，通过计算横坐标对应的数值与纵坐标对应的数值的乘积，来计算阴影部分的面积的数值。
78.曲线a和曲线c是通过对多个极限样本进行铆合作业得到的，曲线a与x轴围成的封闭图形区域的面积为e
max
，曲线c与x轴围成的封闭图形区域的面积为e
min
，则预设面积范围为[e
min
，e
max
]，也即，在进行铆合质量评定时，判断e
min
≤e≤e
max
是否成立，若成立，则说明封闭图形区域的面积在预设面积范围内。
[0079]
若铆合过程由于零部件不良因素(硬度超差、缺料、毛刺、等)造成异常，铆合曲线在某个瞬间识别为断连、波折等非光滑现象，因此，本实施例中，还需要判断压力差值的绝对值的最大值是否小于等于预设光滑系数时，具体采用下式进行：
[0080]
{|p
1-0|,|p
2-p1|,|p
3-p2|,.....,|p
n-p
n-1
|}
max
≤ξ；
[0081]
其中，ξ表示光滑系数，ξ也是通过多个极限样本测试得到的，其单位可以与压力的单位一致，例如牛顿，或者，在实际计算时，压力差值的绝对值的最大值和光滑系数可以均取消单位，只看具体的数值。
[0082]
根据上述的车用制动软管与金属接头铆合装置及方法，在编码器接到启动指令后开始读取位移传感器及压力传感器的数据，伺服电机同步启动，带动八爪上楔块朝靠近八爪下楔块的方向移动，直至八爪上楔块与八爪下楔块相互咬合至下止点，铆合过程中，通过编码器读取到的位移传感器及压力传感器的数据，加上本发明的相关算法，能够精准地记录并判断制动软管与金属接头每次铆合的质量结果，评定每次铆合的质量是否合格，解决现有技术无法准确地判断制动软管与金属接头每次铆合的铆合质量的问题。
[0083]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者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。
[0084]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不
脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。