一种发动机曲轴盘车头及其自动调整方法与流程

1.本发明涉及车辆的发动机技术领域，特别涉及一种发动机曲轴盘车头及其自动调整方法。


背景技术：

2.在发动机装配过程中，在不同阶段增加过程监控可有效识别过程异常，如零部件尺寸异常、质量缺陷、人为异常输入和设备问题等，相比于在发动机下线的最终检测方法，过程检测可从早起识别发动机装配问题，不但提高了检测精度，也大大降低了发动机返修成本。
3.基于上述背景，现代化发动机装配线增加了回转力矩检测、气门间隙检测等过程检测工艺，这些工艺均需要对曲轴进行盘车，实现不同位置的检测。另外，随着人工成本的增加，以及人机工程的不断要求，自动化率已经作为装配线的新指标(如连杆自动拧紧)，作为产线规划的重要参数。对曲轴盘车的需求也越来越高。
4.当前自动设备曲轴盘车头只能适用于一种曲轴结构，当涉及多种机型混产时，需要增加适配器或更换盘车头，解决多机型盘车问题，这大大提高了人工投入成本，也增加了设备的复杂度和占地空间，严重制约整线的自动化率。
5.有鉴于此，本发明提供一种发动机曲轴盘车头及其自动调整方法，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种发动机曲轴盘车头及其自动调整方法，其能够解决多机型曲轴盘车结构不同无法兼容问题，实现低成本、高稳定性的目的。
7.为达上述目的，本发明提供一种发动机曲轴盘车头，其包括盘车头座和盘车销，
8.其中，至少两个盘车销突出于所述盘车头座的一侧，并且能够相对于所述盘车头座在径向或轴向上进行移动，以改变突出于盘车头座的盘车销之间的距离。
9.所述的发动机曲轴盘车头，其中，还包括用于安装盘车销的盘车销安装块，所述盘车销安装块与丝杠连接，所述丝杠由伺服电机驱动，从而驱动所述盘车销沿盘车头座的径向移动。
10.所述的发动机曲轴盘车头，其中，还包括用于安装盘车销的盘车销安装块，所述盘车头座的另一侧安装有气缸，所述气缸与所述盘车销安装块连接，从而驱动所述盘车销沿盘车头座的径向移动。
11.所述的发动机曲轴盘车头，其中，所述盘车头座的另一侧设置有与离合块连接的非对称式连接端，所述离合块由电机驱动，从而驱动盘车头进行旋转。
12.所述的发动机曲轴盘车头，其中，所述盘车头座的一侧两两相对地设置有两对盘车销，所述盘车销能够沿盘车头座的轴向移动，并且其中一对盘车销的相对距离不同于另一对盘车销的相对距离。
13.所述的发动机曲轴盘车头，其中，每个盘车销均连接有丝杠，所述丝杠由伺服电机驱动。
14.所述的发动机曲轴盘车头，其中，每个盘车销均由气缸单独驱动。
15.所述的发动机曲轴盘车头，其中，还包括型线块，所述盘车头座的另一侧设置有圆柱形腔室，所述型线块的其中一侧与所述盘车销连接，所述型线块的另一侧用于与离合块连接并能够在离合块的带动下旋转，所述型线块与所述盘车销连接的一侧具有相对布置的较高的凸部和相对设置的较低的凹部。
16.所述的发动机曲轴盘车头，其中，所述型线块的另一侧设置有与离合块连接的非对称式连接端，该离合块由电机驱动。
17.本发明还提供一种应用上述的发动机曲轴盘车头的自动调整方法，其中，通过沿径向或沿轴向调整盘车头座上的盘车销的相对位置，从而适配不同规格的发动机曲轴。
18.本发明的有益效果在于：
19.(1)基于调整机型结构，自动实现盘车头的匹配，无需增加适配器，可省掉人工介入和适配器工装循环使用；
20.(2)本发明唯一的外在驱动为离合块的定位，但此操作紧在换型时使用，从而大大提高了结构的稳定性；
21.(3)无需更换整个盘车头，大大降低了设备空间；
22.(4)本发明可广泛应用于当前发动机高柔性装配线上，不同排量发动机曲轴端面结构不同，曲轴盘车头可基于发动机机型自动切换，实现多机型自动装配。
附图说明
23.图1为根据本发明的第一实施例的盘车头一侧的立体图；
24.图2为根据本发明的第一实施例的盘车头另一侧的立体图；
25.图3为根据本发明的第一实施例的盘车头的非对称式连接端的示意图；
26.图4为根据本发明的第二实施例的盘车头一侧的立体图；
27.图5为根据本发明的第二实施例的盘车头的纵向剖视图；
28.图6为根据本发明的第二实施例的盘车头(不含型线块)的纵向剖视图；
29.图7为根据本发明的第二实施例的型线块的立体图；
30.图8为根据本发明的第二实施例的丝杠驱动示意图；
31.图9为根据本发明的离合块的立体图；
32.图10为根据本发明的离合块的纵向剖视图。
具体实施方式
33.为清楚说明本发明的发明内容，下面结合实施例对本发明进行说明。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“水平”、“竖直”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.随着多机型混产柔性装配线需求不断提高的背景下，对曲轴盘车自动换型方法提出低成本、高稳定性要求，因此本文提出一种发动机曲轴盘车头及其自动调整方法，大大提高了装配线自动化率以及产线的稳定性。
36.第一实施例
37.本发明的第一实施例提供一种径向自动调整的发动机曲轴盘车头，如图1和图2所示，其主要包括：盘车头座11、盘车销12以及盘车销安装块13。
38.其中，所述盘车头座11为圆盘形，其一侧安装有可沿盘车头座11径向移动的相对安装的两个盘车销安装块13，两个盘车销12分别安装在两个盘车销安装块13上，通过调整两个盘车销安装块13之间的相对距离，进而调整两个盘车销12的相对距离，以适配不同规格的发动机曲轴。在使用中，根据发动机曲轴上的盘车孔之间的间距，调整两个盘车销12的相对距离，并使得盘车销12插入盘车孔中并定位，从而使得曲轴在盘车头的带动下进行旋转。
39.所述盘车头座11的另一侧安装有驱动源。在一个优选实施例中，所述盘车销安装块13由伺服电机驱动。具体地，所述两个盘车销安装块13分别与丝杠14连接，所述丝杠14由伺服电机驱动。当伺服电机驱动丝杠14旋转，进而带动盘车销安装块13在丝杠14上沿盘车头座11的径向移动至预定位置时，伺服电机停转，即可使盘车销安装块13及盘车销12固定在预定位置处。所述伺服电机安装在盘车头座11上并随着丝杠的同步转动，所述伺服电机配备有电刷，以满足旋转过程中电源的输入。优选地，所述盘车销安装块13内设置有斜齿轮，以便于完成90
°
换向驱动。
40.在另一个优选实施例中，所述驱动源为气动源。具体地，所述盘车头座11的另一侧安装有两个气缸，所述两个气缸分别与所述两个盘车销安装块13连接，并且使得所述盘车头座11的另一侧在气缸的驱动下沿盘车头座11的径向来回滑动。此外，所述气缸与所述盘车销安装块13的连接处安装有气动旋转接头，以保证静止气源输入管与旋转盘车头的连接。
41.此外，如图3所示，所述径向自动调整的发动机曲轴盘车头的另一侧设置有与离合块(图中未示出)连接的非对称式连接端15，该离合块由电机驱动，从而驱动盘车头进行旋转。所述非对称式连接端15为从所述盘车头座另一侧延伸出的筒状结构，该筒状结构的外圆周为圆柱体，内部具有非对称设置的多个齿部16，所述齿部16用于与所述离合块的长条槽连接。由于采用了非对称设置的多个齿部16，使得在将离合块与齿部16进行连接时能够同时保证盘车头的位置唯一性。
42.第二实施例
43.本发明的第二实施例提供一种轴向自动调整的发动机曲轴盘车头，如图4至图8所示，其主要包括：盘车头座21、盘车销22以及盘车销安装块23。
44.其中，所述盘车头座21为圆盘形，其一侧安装有可沿盘车头座21轴向移动的相对安装的至少两个盘车销安装块23。具体地，如图4所示，所述盘车头座21的一侧两两相对地设置有两对盘车销安装块23，而且其中一对盘车销安装块23的相对距离不同于另一对盘车销安装块23的相对距离，以适配不同规格的发动机曲轴。需要说明的是，为了便于结构展示，图4中省略了其中一对盘车销及其盘车销安装块的结构。
45.每个盘车销安装块23上均设置有一个盘车销22。在使用中，根据发动机曲轴上的
盘车孔之间的间距，根据发动机曲轴的规格而选择性地使其中一对盘车销安装块23伸出并插入盘车孔中，并使另一对盘车销安装块23缩回，进而使得曲轴在盘车头的带动下进行旋转。
46.在一个实施例中，如图6所示，每个盘车销安装块23均连接有丝杠24，所述丝杠24分别由伺服电机(图中未示出)驱动，通过丝杠的旋转可带动盘车销安装块23在轴向运动，实现不同盘车销的调整，基座与丝杠配合可增加滑动连接副。所述伺服电机的电源可采用电刷结构，满足旋转过程中电源的输入。其中，图6所显示的剖视图中的两个盘车销为相邻布置的盘车销，而非相对布置的盘车销。
47.再如图8所示，当在盘车头座21上仅设置一对相对布置的盘车销22时，所述盘车头座21的另一侧的外侧被盘车电机驱动后旋转，拖动丝杠24旋转，进而转换成盘车销22的轴向进给运动。
48.此外，所述盘车销安装块23也可以由气缸单独驱动进行轴向上的移动。
49.在另一个实施例中，如图5和图7所示，所述盘车头座21的另一侧设置有圆柱形腔室，所述型线块25的其中一侧与所述盘车销安装块23连接，所述型线块25的另一侧用于与离合块26连接。具体地，所述型线块25与所述盘车销安装块23连接的一侧具有流线型凹凸不平的表面(图7)，具体地，所述型线块25的凹凸不平等该侧具体地具有相对布置的较高的凸部和相对设置的较低的凹部。通过所述型线块25在轴向方向上的旋转，使得型线块25的凸部对应于其中一对盘车销22，其凹部对应于另一对盘车销22，对应于凸部的盘车销22从盘车头座21伸出，并用于与发动机曲轴连接，对应于凹部的盘车销22则缩回到盘车头座21内部，避免对发动机曲轴的旋转造成干涉。在该实施例中，由于省略了气缸或伺服电机，使得结构更加紧凑，且装配方便。
50.此外，在优选实施例中，可以省略所述盘车销安装块23，即盘车销22安装在盘车头座21的销孔内，设计成钉式结构，该盘车销的钉头与型线块25接触，并可在盘车头座21与盘车销22之间增加弹簧(图中未示出)，从而产生推动盘车销22缩进盘车头座21的推力。
51.最后如图9和图10所示，所述轴向自动调整的发动机曲轴盘车头的型线块25的另一侧设置有与离合块26连接的非对称式连接端27，该离合块26由电机驱动，从而驱动盘车头进行旋转。所述非对称式连接端27为从所述盘车头座另一侧延伸出的筒状结构，该筒状结构的外圆周为圆柱体，内部具有非对称设置的多个齿部28，所述齿部28用于与所述离合块的长条槽连接。由于采用了非对称设置的多个齿部28，使得在将离合块与齿部28进行连接时能够同时保证盘车头的位置唯一性。当需要换型时，工位上方利用气缸伸出锁紧轴，伸入长条槽内，并利用设备盘车轴方向固有的前后运动伺服运动，改变离合块的位置，实现自动换型。离合块内部设计不同分度圆啮合结构，用于一端与盘车头座21啮合，另一端与型线块25啮合。
52.所述盘车头座21与型线块25的相对运动通过离合块26实现锁死和相对运动，即当离合块与型线块脱离啮合时，型线块与盘车头座可独立运动，通过伺服电机拖动盘车头座的转动，可改变盘车销的空间位置，实现自动换型；当离合块与型线块啮合后，盘车头座与型线块相对转动被锁死，可实现正常的曲轴盘车功能。
53.优选地，所述盘车伺服电机均配置绝对编码器，因此为保证盘车的唯一性，在每个啮合位置均设计非对称结构，如盘车头座与离合块，离合快与型线块的啮合。
54.再优选地，本发明还可以手动增加适配器，并设计环线适配器工装循环使用。适配器一端与曲轴配合，另一端做成通用结构与盘车头配合，在每种机型到达盘车前一工位时，此机型对应的适配器人工安装到曲轴上，并随发动机一起进入测试工位。待测量结束留出本工位后，适配器被拆下并返回安装工位。
55.此外，本发明还提供一种应用上述发动机曲轴盘车头的自动调整方法，其主要是通过调整盘车头座上的盘车销的相对位置，从而适配不同规格的发动机曲轴。
56.综上所述，本发明的有益效果在于：
57.(1)基于调整机型结构，自动实现盘车头的匹配，无需增加适配器，可省掉人工介入和适配器工装循环使用；
58.(2)本发明唯一的外在驱动为离合块的定位，但此操作紧在换型时使用，从而大大提高了结构的稳定性；
59.(3)无需更换整个盘车头，大大降低了设备空间；
60.(4)本发明可广泛应用于当前发动机高柔性装配线上，不同排量发动机曲轴端面结构不同，曲轴盘车头可基于发动机机型自动切换，实现多机型自动装配。
61.虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。