汽车前照灯自动化检测设备机械结构设计_带图纸

汽车前照灯自动化检测设备机械结构设计[20191210110345]
摘 要
前照灯作为汽车上最主要的光源,其运行是否正常,将直接影响人们的行车安全。为提高汽车行驶的安全性,国家规定汽车每年必须定期进行前照灯检测。本文着重阐述汽车前照灯自动化检测设备的机械结构设计,主要包括框架结构、回转工作台、前照灯夹具和调节扭枪等方面的设计。框架结构采用铝合金型材搭建,不仅质量轻、外形美观,而且装卸方便。回转工作台采用两工位设计,成功实现了前照灯自动化检测与装卸的同步进行,大大提高了前照灯的检测效率。前照灯夹具使用多点定位设计,准确实现前照灯的定位。扭枪调节代替老式手动调节,实现了汽车前照灯的自动化检测。本设备的投入使用将大大提高汽车车前照灯检测的准确性和检测效率。
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关键字:汽车前照灯前照灯检测回转工作台自动化检测设备
目录
第1章 绪论 1
1.1 课题研究的目的和意义 1
1.2 国内外相关技术的发展现状与分析 2
1.2.1 国外相关技术的发展概况 2
1.2.2 国内相关技术的发展概况 2
1.2.3 我国汽车检测技术存在的不足 2
第2章 汽车前照灯自动化检测设备机械结构方案设计与选择 4
2.1 汽车前照灯自动化检测设备设计任务书 4
2.1.1 汽车前照灯自动化检测设备简介 4
2.1.2 汽车前照灯自动化检测设备设计要求 4
2.1.3 汽车前照灯自动化检测设备机械部分设计要求 6
2.2 汽车前照灯自动化检测设备整体方案设计 6
2.2.1 某公司原汽车前照灯检测方案介绍 6
2.2.2 汽车前照灯自动化检测设备设计方案 7
2.2.3 汽车前照灯自动化检测设备机械结构部分设计 8
第3章 回转工作台部分设计 9
3.1 回转工作台的部分组成及工作方法 9
3.2 回转平台设计 10
3.2.1 旋转机构的选择 10
3.2.2 转盘设计 12
3.2.3 中间挡板部分的设计 12
3.3 汽车前照灯夹具设计 13
3.3.1 夹具方案讨论 13
3.3.2 夹具的具体设计 16
第4章 接线枪与扭枪部分设计 19
4.1 接线枪与扭枪部分组成 19
4.2 接线枪部分设计 19
4.2.1 接线枪部分组成 19
4.2.2 气缸的种类及其选择 20
4.2.3 气爪的种类及其选择 24
4.3 扭枪部分设计 27
4.3.1 枪头的设计 27
4.3.2 电动机的选择 28
4.3.3 气缸的选择 30
第5章 汽车前照灯自动化检测设备整体框架部分设计 33
5.1 框架结构的确定 33
5.2 框架结构型材的选择 33
5.2.1 型材的分类及介绍 33
5.2.2 框架结构型材的确定 34
5.3 铝合金型材框架的设计 35
5.3.1 铝合金型材组件用作框架所用型材参考选型方法 35
5.3.2 铝合金型材作为装置框架使用的场合 36
5.4 铝合金型材容许负载计算 37
5.4.1 一号型材所承受的负载计算 38
5.4.2 铝合金型材挠曲量计算 39
小结 40
附录 41
参考文献 44
致谢 45
第1章 绪论
1.1 课题研究的目的和意义
据汽车行业权威杂志Wardsauto公布的数据表明,截至2013年末全球汽车总保有量达到10.8亿辆,而且随着全球经济的不断发展,未来一段时间内这一数字将不断提高。而中国作为经济正在崛起的发展中国家,近六十年来,汽车市场得到了长足的发展。2013年,我国汽车年度产销量超过2000万辆,是世界上汽车产销量最大的国家。且由国家统计局的有关统计获知现今中国汽车保有量已达到约1.4亿辆。然而汽车数量的大幅度提升也给国家带来了一系列的社会问题,其中交通安全已然成为最严重的问题之一。而汽车前照灯作为保障汽车安全行驶的重要部件之一,其工作性能对汽车的行驶安全尤为重要。特别在夜间低能见度的条件下,如果前照灯的照明效果达不到安全要求,就极易出现炫目或视觉疲劳的情况,从而最终导致事故的发生,给国家、社会和个人都带来损害。因此,良好的前照灯照明系统将给夜间安全驾驶带来保障。
为了让汽车前照灯满足安全需求,前照灯在出厂之前须经过一系列的安全检测,包括车灯通电后能否正常工作、远光灯与近光灯能否正常开关与切换、光的强度、光束照射位置、气密性等。为了能够对其光束照射位置进行调节,前照灯的反光镜通常是设计成可调的,这样即使发生因生产工艺、制造精度、安装误差和长时间使用带来的各种问题导致的前照灯轴线偏移,也可以通过调节反光镜的角度调节回来。因此,反光镜的准确调节就显得尤为重要。但由于中国汽车检测技术发展相对落后,现今,中国的车灯生产厂家常用的检测调节方法为机器检测后进行人工调节,调节后再次使用机器检测,且可能要调节多次。然而,此种方法的缺点是:1.不能对车灯的光束进行准确调节,给行车安全带来隐患;2.所需的人力物力大,造成资源浪费;3.工作效率低,降低了社会生产力。本课题将设计汽车前照灯自动化检测设备,仅需一台设备就能够完成对前照灯灯光的光强、光束照射位置、电路、标签等进行检测,并且能够实现在线调节。该设备大大提高了前照灯检测的效率,节约了人力物力,重要的是实现前照灯光束照射位置的在线调节,可极大提高其准确性,为国人的行车安全提供一份重要保障。所以该设备的研究设计,对我国汽车检测设备的发展起到了良好的促进作用。
1.2 国内外相关技术的发展现状与分析
1.2.1 国外相关技术的发展概况
据记载,西方发达国家在四十年代,甚至更早,就已开始研究汽车检测技术;五十年代,汽车工业的不断发展推进了汽车检测技术的进步。此阶段,单项检测设备开始出现在一些发达国家;到了六七十年代后期,电子、光学、理化技术的发展以及其在汽车检测方面的应用,促使汽车检测设备向智能化方向发展。与此同时,一些发达国家开始实行汽车检测的制度化与标准化,并获得显著成效。八九十年代是汽车检测设备全自动化时代,计算机技术在汽车检测设备中得到更好的运用。目前,一些先进的国外轿车已经开始进行车载汽车检测和使用故障诊断系统,该系统可频繁、自动地将汽车的主要技术状况向驾驶员显示。以后,类似检测系统将越来越多,使人们更好的了解自己的汽车。
1.2.2 国内相关技术的发展概况
二十世纪六十年代,我国开始从事汽车检测技术的研究。七十年代,我国对汽车检测技术的重视程度逐渐提高,并将部分汽车检测研究项目列为国家科委的重点研究项目。但当时,我国只能生产少量的简易汽车检测设备。进入八十年代,交通部开始研究汽车检测技术,主持研制了多种汽车检测设备,并且成功建立中国第一个汽车检测站。八十年代末,全国建成600多个汽车检测站,初步绘成中国的汽车检测网。九十年代初,交通部颁布《汽车运输业车辆技术管理规定》和《汽车运输业车辆综合性能检测站管理办法》,标志着中国的汽车检测开始向制度化与规范化发展。在这一阶段,我国汽车综合性能检测站数量达到近千家。且除交通部外,其它部门与机构也开始研究汽车检测技术,如高等院校、机械协会、研究所等,中国的汽车检测技术与设备得到大力发展。到二十世纪末,我国已能够独立制造全套汽车检测设备。进入二十一世纪,随着汽车技术的迅速发展,对汽车检测技术的要求也越来越高。汽车检测技术的制度化、标准化、网络化、智能化和专业化已成为其发展的必然方向,而这些方面也正是我国汽车检测技术与发达国家相比存在的不足之处。
1.2.3 我国汽车检测技术存在的不足
不管国外还是国内,汽车前照灯检测技术一直随着整个车辆检测技术的发展而进步。由于国外的整车检测技术水平高且其技术水平已经相对成熟,其单一车灯检测和整车车灯检测已基本实现智能化、自动化检测。而国内的车灯检测设备的发展则相对滞后,大多数车灯检测设备还处在机器检测与人工检测或人工调节相结合的水平。随着国际贸易的发展,越来越多的国外汽车厂商将汽车零部件或整车的生产放到劳动力廉价的发展中国家,例如中国。然而一些公司并未将其汽车检测技术与设备一起带来中国。因此,我国的一些车灯生产厂商就会面临车灯检测精度低,效率低等问题。目前,我国对汽车单一汽车前照灯灯自动化检测技术研究的机构还很少。要想使中国的汽车检测技术能够不断满足汽车行业的发展需要,还需要多方面的努力。
第2章 汽车前照灯自动化检测设备机械结构部分方案设计
2.1 汽车前照灯自动化检测设备设计任务书
2.1.1 汽车前照灯自动化检测设备简介
该设备要求设计一个独立的工作站,从而为一个大型的汽车前照灯生产线提供服务。此生产线主要用来生产卤素型汽车前照灯(如图2.1)和LED型汽车前照灯(如图2.2),而本课题研究的设备将被用于此两款汽车前照灯左右灯的检测。
图2.1 卤素型汽车前照灯左灯装配图
图2.2 LED型汽车前照灯左灯装配图
2.1.2 汽车前照灯自动化检测设备设计要求
(1)对于卤素灯工作站的功能要求
① 条形码扫描——确定车灯的型号;
② 检查遮光板是否安装好;
③ 对所有灯泡进行电流测量,且具有10mA的精确度;
④ 电源电压必须可调,范围为12V~15V;
⑤ 检查内部直流电动机能否正常工作;
⑥ 检查遮光板B(如图2.3)的存在和位置;
⑦ 相机检查所有灯泡的位置;
⑧ 若出现以下情况,程序将需重新校准:
a.每次重新启动时;
b.检测的车灯类型变化时;
c.每8小时。
图2.3 卤素灯遮光板位置分析
(2)对于LED灯(LB Elight2.0swivelling+HB LED)工作站的功能要求
① 检查遮光板是否安装好;
② 条形码扫描——确定车灯的型号;
③ 对所有灯泡(DRL,TI, Elight, HB)进行电流测量,且具有10mA的精确度;
④ 电源电压必须可调,范围为12V~15V;
⑤ 相机检测LED灯光型的同种性;
⑥ 查内部直流电动机能否正常工作和E光旋转情况;
⑦ 检查遮光板A、C、D、E、F(如图2.4)和潜望式镜头的存在及位置;
⑧ 相机检查所有灯泡的位置;
⑨ 以下情况机器控制需重新校准:
a.每次重新启动时;
b.检测的车灯类型变化时;
c.每8小时。
图2.4 LED灯遮光板位置分析
2.1.3 汽车前照灯自动化检测设备机械部分设计要求
(1)为降低设备重量,并减小回转工作台的载荷,本设备大部分零件均采用铝或铝合金材料;
(2)与车灯接触的部分不使用金属材料;
(3)设备能够实现安装环节与检测环节的同时进行,并且能够实现对卤素灯左右灯和LED灯左右灯的检测;
(4)设备的任何地方都不能触碰到车灯的透镜;
(5)检测设备的动力系统尽量采用气动,并且气动元件品牌选择festo。
2.2 汽车前照灯自动化检测设备整体方案设计
2.2.1 某公司原汽车前照灯检测方案介绍
原检测方式的整个流程都由人工完成,这样不仅检测效率低,浪费人力物力,降低工厂的生产效率,而且检测效果差,不准确,影响整个工厂产品的合格率。以下是对原检测流程的简要介绍:
第一步:工厂检测人员拿到从车间生产出的待检汽车前照灯,将车灯置于简易检测工作台上。然后,调整车灯的位置,使车灯的轴线基本与光屏面垂直;
第二步:检测人员手动为车灯插上电源线,并打开电源;
第三步:检测人员通过手动调试车辆各灯(近光灯、远光灯、日间行车灯、转向灯)的开关,肉眼观察各灯能否正常开关,并观察近光灯、远光灯的光型是否符合要求,此步骤中要有相关人员专门负责记录;
第四步:检测人员使用内六角扳手手动旋转前照灯上的微调旋钮,肉眼观察光型的变化,并将结果告知记录人员,记录人员进行记录。
2.2.2 汽车前照灯自动化检测设备设计方案
为达到对汽车前照灯进行自动化检测的工作要求,根据汽车前照灯自动化检测设备设计任务书的说明要求,并结合相关产品的设计经验,提出汽车前照灯自动化检测设备的设计方案,并绘制出汽车前照灯自动化检测设备工作流程图,如图2.5。

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