[发明专利]用于斜圈弹簧性能的自动化综合检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种用于斜圈弹簧性能的自动化综合检测装置，其特征在于：包括伺服电机（1）、传动机构、检测机构和工作台（7），

所述的伺服电机（1）设置在底座（5）上的固定支架中；

所述的传动机构包括精密滚珠丝杠（2）和丝母（6），精密滚珠丝杠（2）上端向上与伺服电机（1）的输出轴传动连接，精密滚珠丝杠（2）下端设置在底座（5）上的支撑座中，精密滚珠丝杠（2）上套装有丝母（6），在丝母（6）上固定安装有工作台（7），工作台（7）的悬臂上固定连接有弹簧夹具（8）；

所述的检测机构包括光栅尺（4）、扩径块（10）和拉压力传感器（11），光栅尺（4）沿底座（5）的外侧立面竖直设置，光栅尺（4）的读数头（3）通过连接板与工作台（7）固定连接；弹簧夹具（8）的下方设置有扩径块（10），弹簧夹具（8）的轴心线与下方设置的扩径块（10）的轴心线重合，扩径块（10）的下端通过轴心杆与拉压力传感器（11）连接，拉压力传感器（11）设置在底座（5）上。

2.根据权利要求1所述的用于斜圈弹簧性能的自动化综合检测装置，其特征在于：所述的扩径块（10）的结构是，在外圆周面上，从上到下依次设置有第一过渡锥面、5%变形面、第二过渡锥面、35%变形面、第三过渡锥面、另一个5%变形面、第四过渡锥面，其中的第一过渡锥面和第四过渡锥面锥度一致且上下对称分布，第二过渡锥面和第三过渡锥面锥度一致且上下对称分布。

3.一种用于斜圈弹簧性能的自动化综合检测方法，其特征在于：利用权利要求2所述的装置，按照以下步骤操作：

步骤1、在弹簧夹具（8）中安装待检测的斜圈弹簧（9），预先给工作台（7）设定一个预设初始位置，同时根据扩径块（10）外圆上的不同高度位置进行以下设定：

H₀是预设初始位置到扩径块（10）的上段5%变形面起始点的距离；

H₁是预设初始位置到扩径块（10）的35%变形面起始点的距离；

H₂是预设初始位置到扩径块（10）的下段5%变形面起始点的距离；

H_e是扩径块（10）的35%变形面的长度和扩径块（10）上下两段5%变形面的长度；

h₁是预设初始位置到斜圈弹簧（9）与扩径块（10）上段第一过渡锥面接触点的距离；

h₂是预设初始位置到斜圈弹簧（9）与扩径块（10）下段第四过渡锥面脱离点的距离；

步骤2、检测斜圈弹簧（9）的内圈直径

给斜圈弹簧（9）通入电流，启动伺服电机（1），伺服电机（1）驱动工作台（7）向下移动，

工作台（7）从预设初始位置开始下降，同时读数头（3）开始记录位移，当斜圈弹簧（9）与扩径块（10）第一过渡锥面接触时扩径块（10）导电，此时读数头（3）记录下的数据与预设初始位置高度之差为h₁，

工作台（7）继续下降，当斜圈弹簧（9）与扩径块（10）第四过渡锥面脱离时，扩径块（10）断电，此时读数头（3）记录下的数据与预设初始位置高度之差为h₂；

当斜圈弹簧（9）与扩径块（10）第一过渡锥面发生接触时，由于接触点为斜圈弹簧（9）与扩径块（10）锥面的切点，根据被测斜圈弹簧（9）的内圈直径和计算切点坐标可求出h₁值的理论值h₁，因此，通过实际检测出的h₁值与理论h₁值进行比较，即可确定斜圈弹簧（9）的内圈直径是否合格；

步骤3、检测斜圈弹簧（9）的刚度以及最小、最大内摩擦力

控制工作台（7）下降，

当斜圈弹簧（9）通过m1=H₀-h₁段位移，读数头（3）和拉压力传感器（11）的输出值将分别记录下斜圈弹簧（9）发生5%变形的位移和压力参数；

在从上到下的第一个H_e段距离，拉压力传感器（11）能够测出斜圈弹簧（9）发生5%变形状态时的内摩擦力；

当斜圈弹簧（9）通过m2=H₁-H₀-H_e段位移，读数头（3）和拉压力传感器（11）的输出值将分别记录下斜圈弹簧（9）发生从5%到35%变形状态的位移和压力参数；

在第二个H_e段距离，拉压力传感器（11）能够测出斜圈弹簧（9）在发生35%变形状态时的内摩擦力；

当斜圈弹簧（9）通过m3=H₂-H₁-H_e段位移，读数头（3）和拉压力传感器（11）的输出值将分别记录下斜圈弹簧（9）发生从35%到5%变形状态的位移和压力参数；

在第三个H_e段距离，拉压力传感器（11）能够测出弹簧发生5%变形状态时的内摩擦力；

当斜圈弹簧（9）通过m4=h₂-H₂-H_e段位移，读数头（3）和拉压力传感器（11）的输出值将分别记录下斜圈弹簧（9）由5%变形状态恢复到初始状态的位移和压力参数；

在工作台（7）整个下降过程中，取时间步长为Δt，记录下斜圈弹簧（9）分别经过扩径块（10）的m1、m2、m3、m4段距离的位移和压力参数，则能够计算出斜圈弹簧（9）的刚度并绘制出刚度曲线，H_e段的位移通过拉压力传感器（11）测出斜圈弹簧工作范围内的最小、最大内摩擦力。

4.根据权利要求1所述的用于斜圈弹簧性能的自动化综合检测方法，其特征在于：还包括步骤4，工作台（7）从预设初始位置下降到低于h₂的某位置为正向检测，然后工作台（7）重新上升到预设初始位置为逆向检测，一次完整的检测过程包括一次正向检测和一次逆向检测；

按照与步骤2、步骤3相反的顺序，向上移动工作台（7），依次得到各个位置状态的参数，取正、逆双向检测参数的平均值作为最终检测结果，即成。