曲軸測量隨動裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于曲軸精密測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種曲軸測量隨動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]曲軸是發(fā)動機(jī)的重要零件，曲軸的加工精度對發(fā)動機(jī)的性能有重大影響，因此對曲軸加工誤差進(jìn)行精密測量非常重要。傳統(tǒng)測量裝置測量精度和效率低，測量項(xiàng)目單一。近年來國外迅速發(fā)展起來的曲軸綜合測量機(jī)是一種數(shù)控曲軸測量設(shè)備，該設(shè)備不僅可以測量曲軸主軸頸、連桿頸等徑向尺寸，還可以測量曲軸的軸向尺寸，具有精度高、效率高的特點(diǎn)。國內(nèi)相關(guān)科研人員開展了曲軸綜合測量機(jī)的研發(fā)工作，取得了一些成果，但是這些產(chǎn)品的技術(shù)性能不太理想，主要體現(xiàn)在測頭部分功能單一，軸向測量與徑向測量通常不能用同一個測量頭完成，施力裝置通常采用彈簧或重錘來實(shí)現(xiàn)，從而導(dǎo)致測量項(xiàng)目少，測量力不穩(wěn)定，測量精度低，整機(jī)可靠性差等不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種曲軸測量隨動裝置，有效解決傳統(tǒng)測量裝置測量精度和效率低、測量項(xiàng)目單一的問題。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
曲軸測量隨動裝置，其特征在于:
包括X向測量組件、z向測量組件、底座和底座支架，底座安裝在底座支架上，X向測量組件和z向測量組件布置于底座上；
所述X向測量組件包括導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、光柵尺和施力裝置；
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括動導(dǎo)軌、靜導(dǎo)軌、導(dǎo)軌座和工作臺，動導(dǎo)軌和靜導(dǎo)軌組成交叉滾柱導(dǎo)軌兩副；動導(dǎo)軌與工作臺相連，靜導(dǎo)軌固定在導(dǎo)軌座上，導(dǎo)軌座安裝在底座上，工作臺一端通過簧片與X向測量板相連，X向測量板的端部設(shè)置有X向測量柱；
光柵尺粘帖在光柵尺支撐板上，光柵尺支撐板固定在工作臺的一側(cè)，讀數(shù)頭固定在導(dǎo)軌座上；
施力裝置包括第二力矩電機(jī)、第一力矩電機(jī)、定滑輪、第一滾輪、第二滾輪、復(fù)位塊和后退鋼絲和前進(jìn)鋼絲；定滑輪固定在底座的一端，第二力矩電機(jī)和第一力矩電機(jī)沿X方向一高一低固定在底座的另一端；第一力矩電機(jī)和第二力矩電機(jī)上分別安裝有第一滾輪和第二滾輪；復(fù)位塊固定在工作臺底面上，其上設(shè)置有一上一下兩個中心孔；前進(jìn)鋼絲的一端通過上中心孔與復(fù)位塊連接，另一端繞過定滑輪，纏繞在第一滾輪上；后退鋼絲的一端通過下中心孔與復(fù)位塊連接，另一端纏繞在第二滾輪上；在兩個力矩電機(jī)所產(chǎn)生力矩的綜合作用下，通過鋼絲拉動復(fù)位塊實(shí)現(xiàn)工作臺在X方向上的運(yùn)動；
所述Z向測量組件包括z向位移傳感器和z向測量球；
Z向位移傳感器位于工作臺上，Z向測量球設(shè)置在X向測量板的一端，X向測量板的另一端設(shè)置有Z向復(fù)位組件向復(fù)位組件包括Z向復(fù)位支架、多個復(fù)位彈簧和彈簧拉桿，Z向復(fù)位支架位于工作臺上，通過多個復(fù)位彈簧分別與工作臺和X向測量板連接。
[0005]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
1)將該隨動裝置安裝于具有坐標(biāo)測量功能的測量平臺上，能夠?qū)崿F(xiàn)曲軸多個軸向和徑向參數(shù)的精密測量，有效提高測量效率和測量精度。
[0006]2)施力裝置使用力矩電機(jī)，通過調(diào)節(jié)力矩電機(jī)來調(diào)節(jié)測量力的大小，調(diào)控方便，能夠保證工作過程中X向測量力穩(wěn)定，有效提高測量精度。
[0007]3)彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的彈性力與簧片的彈性力的綜合作用能夠保證z向測量力的穩(wěn)定，可有效避免系統(tǒng)振動造成的測量球與工件分離現(xiàn)象，大大提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和測量精度。
[0008]4)本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，將其安裝到具有坐標(biāo)測量功能的測量平臺上，可以實(shí)現(xiàn)曲軸的尺寸和形位公差的精密測量，效率高，精度高，穩(wěn)定性好。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明曲軸測量隨動裝置安裝在測量機(jī)上的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是本發(fā)明曲軸測量隨動裝置的三維軸測圖。
[0011]圖3是本發(fā)明曲軸測量隨動裝置的剖視圖。
[0012]圖4是z向復(fù)位機(jī)構(gòu)的局部剖視圖(A-A剖面圖)。
[0013]圖中:B-隨動裝置整體結(jié)構(gòu)，1-x向測量柱，2-z向測量球，3-x向測量板，4_z向復(fù)位支架，5-工作臺，6-動導(dǎo)軌，7-靜導(dǎo)軌，8-導(dǎo)軌座，9-第一滾輪，10-第二滾輪，11-底座，12-底座支架，13-光柵尺支撐板，14-光柵尺，15-讀數(shù)頭，16-簧片，17-z向位移傳感器，18-復(fù)位塊，19-第二力矩電機(jī)，20-第一力矩電機(jī)，21-后退鋼絲，22-前進(jìn)鋼絲，23-定滑輪，24-復(fù)位彈簧，25-彈簧拉桿，26-曲軸，27-z軸伺服工作臺，28-z軸立柱，29-工件固定座，30-伺服轉(zhuǎn)臺，31-機(jī)座。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0015]參見圖1，將本發(fā)明的曲軸測量隨動裝置安裝于測量機(jī)的z軸伺服工作臺27上，z軸伺服工作臺27與z軸立柱28相連，z軸立柱28固定在機(jī)座31上面，機(jī)座上面還安裝有伺服轉(zhuǎn)臺30和工件固定座29。
[0016]參見圖2-4，本發(fā)明包括X向測量組件、z向測量組件、底座11和底座支架12，底座11安裝在底座支架12上，X向測量組件和z向測量組件布置于底座11上；
所述X向測量組件包括導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、光柵尺14和施力裝置；
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括動導(dǎo)軌6、靜導(dǎo)軌7、導(dǎo)軌座8和工作臺5，動導(dǎo)軌6和靜導(dǎo)軌7組成交叉滾柱導(dǎo)軌兩副；動導(dǎo)軌6與工作臺5相連，靜導(dǎo)軌7固定在導(dǎo)軌座8上，導(dǎo)軌座8安裝在底座11上，工作臺5 —端通過簧片16與X向測量板3相連，X向測量板3的端部設(shè)置有X向測量柱1 ;
光柵尺14粘帖在光柵尺支撐板13上，光柵尺支撐板13固定在工作臺5的一側(cè)，讀數(shù)頭15固定在導(dǎo)軌座8上；
施力裝置包括第二力矩電機(jī)19、第一力矩電機(jī)20、定滑輪23、第一滾輪9、第二滾輪10、復(fù)位塊18和后退鋼絲21和前進(jìn)鋼絲22 ;定滑輪23固定在底座11的一端，第二力矩電機(jī)19和第一力矩電機(jī)20沿X方向一高一低固定在底座11的另一端；第一力矩電機(jī)20和第二力矩電機(jī)19上分別安裝有第一滾輪9和第二滾輪10 ;復(fù)位塊18固定在工作臺5底面上，其上設(shè)置有一上一下兩個中心孔；前進(jìn)鋼絲22的一端通過上中心孔與復(fù)位塊18連接，另一端繞過定滑輪23，纏繞在第一滾輪9上；后退鋼絲21的一端通過下中心孔與復(fù)位塊18連接，另一端纏繞在第二滾輪10上；在兩個力矩電機(jī)所產(chǎn)生力矩的綜合作用下，通過鋼絲拉動復(fù)位塊18實(shí)現(xiàn)工作臺5在X方向上的運(yùn)動；
所述z向測量組件包括z向位移傳感器17和z向測量球2 ；
z向位移傳感器17位于工作臺5上，z向測量球2設(shè)置在X向測量板3的一端，X向測量板3的另一端設(shè)置有z向復(fù)位組件；z向復(fù)位組件包括z向復(fù)位支架4、多個復(fù)位彈簧24和彈簧拉桿25，z向復(fù)位支架4位于工作臺5上，通過多個復(fù)位彈簧24分別與工作臺5和X向測量板3連接。復(fù)位彈簧24設(shè)置有三個包括兩側(cè)的兩個和中間的一個。
[0017]曲軸測量隨動裝置使用時安裝在具有數(shù)控功能的測量機(jī)z軸伺服工作臺27上，測量曲軸主軸頸或連桿徑的徑向參數(shù)時，控制X向測量柱1與主軸頸或連桿頸接觸，隨著曲軸的旋轉(zhuǎn)，工作臺5沿X方向前進(jìn)或后退，通過控制第二力矩電機(jī)19、第一力矩電機(jī)20的電流來控制X向測量柱1與曲軸徑的接觸力，軸頸的誤差由光柵尺14和讀數(shù)頭15測得；測量軸向參數(shù)時，控制隨動裝置沿z方向運(yùn)動，z向測量球2與曲軸軸肩接觸，X向測量板3在簧片16處發(fā)生偏轉(zhuǎn)，通過z向位移傳感器17獲得各軸向尺寸的誤差值。
[0018]本發(fā)明的工作原理是:通過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和施力裝置實(shí)現(xiàn)X向測量柱1在X方向的測量動作，當(dāng)X向測量柱1與曲軸26接觸時，X向測量柱1測得的位移變化量由光柵尺14和讀數(shù)頭15測得，通過第一力矩電機(jī)20和第二力矩電機(jī)19產(chǎn)生力矩的綜合作用，可保證X向測量力穩(wěn)定。通過X向測量板3和簧片16組成的杠桿機(jī)構(gòu)完成z方向的測量動作，z向測量柱2測得的z向位移變化量由z向位移傳感器17測得，工作過程中，當(dāng)z向測量柱2的上端與工件表面接觸時，通過兩側(cè)的復(fù)位彈簧24與簧片16產(chǎn)生的彈性力產(chǎn)生穩(wěn)定的測量力，當(dāng)z向測量柱2的下端與工件表面接觸時，通過中間的復(fù)位彈簧24與簧片16產(chǎn)生的彈性力產(chǎn)生穩(wěn)定的測量力，此時z向測量范圍由工作臺5的凹槽A的深度限定。
[0019]本發(fā)明的內(nèi)容不限于實(shí)施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.曲軸測量隨動裝置，其特征在于: 包括X向測量組件、Z向測量組件、底座(11)和底座支架(12)，底座(11)安裝在底座支架(12)上，X向測量組件和z向測量組件布置于底座(11)上； 所述X向測量組件包括導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、光柵尺(14)和施力裝置； 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括動導(dǎo)軌(6)、靜導(dǎo)軌(7)、導(dǎo)軌座(8)和工作臺(5)，動導(dǎo)軌(6)和靜導(dǎo)軌(7)組成交叉滾柱導(dǎo)軌兩副；動導(dǎo)軌(6)與工作臺(5)相連，靜導(dǎo)軌(7)固定在導(dǎo)軌座(8)上，導(dǎo)軌座(8 )安裝在底座(11)上，工作臺(5 ) —端通過簧片(16 )與X向測量板(3 )相連，X向測量板(3)的端部設(shè)置有X向測量柱(I); 光柵尺(14)粘帖在光柵尺支撐板(13)上，光柵尺支撐板(13)固定在工作臺(5)的一偵牝讀數(shù)頭(15)固定在導(dǎo)軌座(8)上； 施力裝置包括第二力矩電機(jī)(19)、第一力矩電機(jī)(20)、定滑輪(23)、第一滾輪(9)、第二滾輪(10 )、復(fù)位塊(18 )和后退鋼絲(21)和前進(jìn)鋼絲(22 );定滑輪(23 )固定在底座(11)的一端，第二力矩電機(jī)(19)和第一力矩電機(jī)(20)沿X方向一高一低固定在底座(11)的另一端；第一力矩電機(jī)(20)和第二力矩電機(jī)(19)上分別安裝有第一滾輪(9)和第二滾輪(10);復(fù)位塊(18 )固定在工作臺(5 )底面上，其上設(shè)置有一上一下兩個中心孔；前進(jìn)鋼絲(22 )的一端通過上中心孔與復(fù)位塊(18)連接，另一端繞過定滑輪(23)，纏繞在第一滾輪(9)上；后退鋼絲(21)的一端通過下中心孔與復(fù)位塊(18)連接，另一端纏繞在第二滾輪(10)上；在兩個力矩電機(jī)所產(chǎn)生力矩的綜合作用下，通過鋼絲拉動復(fù)位塊(18)實(shí)現(xiàn)工作臺(5)在X方向上的運(yùn)動； 所述z向測量組件包括z向位移傳感器(17)和z向測量球(2); z向位移傳感器(17)位于工作臺(5)上，z向測量球(2)設(shè)置在X向測量板(3)的一端，X向測量板(3)的另一端設(shè)置有z向復(fù)位組件；z向復(fù)位組件包括z向復(fù)位支架(4)、多個復(fù)位彈簧(24 )和彈簧拉桿(25 )，z向復(fù)位支架(4 )位于工作臺(5 )上，通過多個復(fù)位彈簧(24)分別與工作臺(5)和X向測量板(3)連接。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種曲軸測量隨動裝置，可解決傳統(tǒng)測量裝置測量精度和效率低、測量項(xiàng)目單一的問題。包括x向測量組件和z向測量組件；x向測量組件包括導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、光柵尺和施力裝置，施力裝置中的定滑輪固定在底座的一端，兩個力矩電機(jī)沿x方向一高一低固定在底座的另一端，每個力矩電機(jī)安裝有一個滾輪，復(fù)位塊固定在工作臺底面上，其上設(shè)置有上下兩個中心孔，前進(jìn)鋼絲的一端通過上中心孔與復(fù)位塊連接，另一端繞過定滑輪，纏繞在第一滾輪上，后退鋼絲的一端通過下中心孔與復(fù)位塊連接，另一端纏繞在第二滾輪上。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，安裝于具有坐標(biāo)測量功能的測量平臺上，可實(shí)現(xiàn)曲軸的尺寸和形位公差的精密測量，效率高，精度高，穩(wěn)定性好。
【IPC分類】G01B11/00, G01B21/00
【公開號】CN105241376
【申請?zhí)枴緾N201510568593
【發(fā)明人】田慧慧, 王亞曉, 王冠偉, 賈建軍, 王洪喜, 劉亞文
【申請人】西安工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月9日