[發(fā)明專利]一種曲軸加工在線檢測(cè)自動(dòng)定位系統(tǒng)及方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110086378.4
• 申請(qǐng)日: 2011-04-07
• 公開（公告）號(hào): CN102240925A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙彤;王英瑞;葉佩青;周東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): B23Q17/20
• 分類號(hào): B23Q17/20;G01B21/24
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關(guān)暢

1.一種曲軸加工在線檢測(cè)自動(dòng)定位系統(tǒng)，其特征在于：它包括加工曲軸的旋風(fēng)加工中心、信號(hào)采集處理裝置和數(shù)控系統(tǒng)三部分，其中信號(hào)采集處理裝置包括間距測(cè)量裝置、壓力測(cè)量裝置和相位測(cè)量裝置，數(shù)控系統(tǒng)中設(shè)置有一數(shù)控PCU單元；

所述的間距測(cè)量裝置包括間距信號(hào)傳感器、間距測(cè)量傳輸裝置、無(wú)線測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)送裝置、無(wú)線測(cè)量數(shù)據(jù)接收裝置、網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置和數(shù)控系統(tǒng)PCU單元，其中間距信號(hào)傳感器、間距測(cè)量傳輸裝置和無(wú)線測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)送裝置集成在一起，設(shè)置在曲軸的各對(duì)曲柄臂之間，無(wú)線測(cè)量數(shù)據(jù)接收裝置、網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置和數(shù)控系統(tǒng)PCU單元設(shè)置在數(shù)控系統(tǒng)的操作臺(tái)上；所述間距信號(hào)傳感器獲取間距信號(hào)，通過測(cè)量傳輸裝置將間距數(shù)據(jù)通過無(wú)線發(fā)送裝置發(fā)出，由無(wú)線接收裝置獲取間距數(shù)據(jù)，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置將間距數(shù)據(jù)傳送到數(shù)控系統(tǒng)PCU單元進(jìn)行處理；

所述的相位測(cè)量裝置包括主軸相位信號(hào)傳感器、主軸相位數(shù)據(jù)測(cè)量傳輸裝置和數(shù)控系統(tǒng)PCU單元，所述主軸相位信號(hào)傳感器設(shè)置在曲軸旋風(fēng)加工中心的主軸的一端，通過四爪卡盤和曲軸的軸端相連接，將其獲取的相位數(shù)據(jù)，通過主軸相位數(shù)據(jù)測(cè)量傳輸裝置傳送到數(shù)控系統(tǒng)PCU單元進(jìn)行處理；

所述的壓力測(cè)量裝置包括壓力信號(hào)傳感器、壓力測(cè)量傳輸裝置和數(shù)控系統(tǒng)PCU單元，所述壓力信號(hào)傳感器設(shè)置在支撐曲軸的中心架上，其獲取的壓力信號(hào)，通過壓力測(cè)量傳輸裝置傳送到數(shù)控系統(tǒng)PCU單元進(jìn)行處理。

2.一種采用如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的曲軸加工在線檢測(cè)自動(dòng)定位方法，其包括以下步驟：

1)在數(shù)控系統(tǒng)中輸入所需要的采樣次數(shù)n，經(jīng)計(jì)算得到相應(yīng)的采樣相位值，對(duì)曲軸上各段曲拐進(jìn)行標(biāo)號(hào)；

2)打開旋風(fēng)加工中心電源，使主軸以恒定的速率運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，對(duì)曲軸上各段曲拐進(jìn)行標(biāo)號(hào)，選定其中一個(gè)曲拐的連桿軸頸的軸線作為基準(zhǔn)，并將該處計(jì)為初始相位零點(diǎn)，以下測(cè)量得到的間距值均是與該相位處間距比較的相對(duì)值；

3)將獲得的間距、相位、壓力等模擬信號(hào)經(jīng)過采樣、量化、編碼等數(shù)據(jù)處理，得到數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過有線或者無(wú)線的傳輸形式，將數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)PCU單元，在數(shù)控系統(tǒng)PCU單元記錄在曲軸旋轉(zhuǎn)的過程中，給定采樣相位處的各段曲柄臂間距值和壓力值，在段號(hào)-間距坐標(biāo)圖上，繪制相對(duì)應(yīng)的圖形；

4)采樣每完成一次算法將n依次做減1處理，判斷n是否等于0，如果n＝0時(shí)滿足所設(shè)置的采樣次數(shù)，進(jìn)入下一步操作，否則算法繼續(xù)回到初始采樣循環(huán)；

5)采樣完成后得到各給定的相位值處各段曲柄臂間距在曲軸長(zhǎng)度方向的分布圖，設(shè)置間距均值為0，計(jì)算各相位處曲柄臂間距的標(biāo)準(zhǔn)差，根據(jù)給定的容許標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)值范圍，判斷是否滿足加工精度要求；

6)取標(biāo)準(zhǔn)差最大處為曲軸最大變形的相位值，根據(jù)該處間距分布圖，結(jié)合曲軸結(jié)構(gòu)材料特點(diǎn)，通過有限元建模分析，推算出曲軸在長(zhǎng)度方向上的相對(duì)變形，計(jì)算當(dāng)前相對(duì)變形條件下，中心架壓力所需要調(diào)整的數(shù)值；

7)控制曲軸在最大變形的相位位置處，按照計(jì)算結(jié)果，控制中心架對(duì)壓力進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整中心架之后，進(jìn)入下一個(gè)檢測(cè)調(diào)整循環(huán)，計(jì)算得到的標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)值小于給定值時(shí)，算法結(jié)束。