[發(fā)明專利]一種汽車鋁合金輪轂毛坯在線變形測(cè)量方法及測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310135298.2
• 申請(qǐng)日: 2013-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN103234474A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張虎;孫少波;王力剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京東方鼎鑫科技有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/16
• 分類號(hào): G01B11/16
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 姜榮麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動(dòng)化測(cè)控領(lǐng)域，特別涉及一種汽車鋁合金輪轂毛坯在線變形測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量輪轂毛坯輪緣面變形和輪轂中心軸向變形。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，汽車行業(yè)已逐漸成為中國的支柱產(chǎn)業(yè)之一。鋁合金輪轂作為汽車的重要組成之一，因其重量輕、變形小和環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。

在鋁合金輪轂在生產(chǎn)過程中，由于磨具尺寸、鑄造方式、毛坯熱變形、熱處理等因素的影響，輪轂毛坯的實(shí)際形狀相對(duì)于理論形狀會(huì)有一定的偏差，稱為毛坯變形。隨著汽車市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，對(duì)輪轂毛坯的快捷正確的檢測(cè)需求也越來越迫切，其中毛坯輪緣面變形和中心軸向變形的大小，是影響輪轂質(zhì)量的重要指標(biāo)，因此受到鋁輪轂生產(chǎn)廠家的格外關(guān)注。如圖4所示，毛坯輪緣面17變形是指輪緣平面度誤差。輪緣面作為機(jī)加工的定位基準(zhǔn)，如果其平面變形超差，可能造成外輪緣偏車、內(nèi)外輪輞加工不到、動(dòng)平衡超差。中心軸向變形是指輪轂中心部位距輪緣面的距離與理論值的差值。輪轂中心為扣帽槽和帽止口加工位置，中心軸向變形超差會(huì)導(dǎo)致扣帽槽和帽止口深度等尺寸超差，直接導(dǎo)致輪轂報(bào)廢。因此，十分有必要對(duì)鑄造輪轂毛坯的變形進(jìn)行測(cè)量，分選出變形超差的毛坯，而不進(jìn)行后續(xù)機(jī)加工，節(jié)省人力物力。

目前，國內(nèi)外對(duì)于輪轂毛坯變形的測(cè)量主要為接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量。接觸式測(cè)量分為人工測(cè)量和在線機(jī)械測(cè)量。人工測(cè)量利用平面規(guī)和塞尺測(cè)量輪緣面平面變形；利用游標(biāo)深度尺測(cè)量軸向變形。人工測(cè)量易受量具的調(diào)整、操作者經(jīng)驗(yàn)等影響，影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。另外，人工測(cè)量為離線檢測(cè)，耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間，對(duì)于輪轂的大批量生產(chǎn)不利。在線機(jī)械測(cè)量可以實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量，利用接觸式傳感器測(cè)量輪轂表面不同位置，實(shí)現(xiàn)毛坯變形的測(cè)量。這種接觸式測(cè)量方法雖然測(cè)量精度高，容易在毛坯留下測(cè)量痕跡，造成輪轂損傷或者變形，同時(shí)測(cè)量點(diǎn)少，測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，只能實(shí)現(xiàn)單一軸向變形的測(cè)量，也較難自動(dòng)適應(yīng)各種輪型輪轂的測(cè)量。

非接觸測(cè)量主要為激光測(cè)量。激光測(cè)量因其非接觸、高精度與自動(dòng)化測(cè)量效率高等優(yōu)點(diǎn)在測(cè)量方面得到越來越多的應(yīng)用。在輪轂毛坯測(cè)量方面，激光在線測(cè)量應(yīng)用剛剛興起，毛坯由于其形狀極其不規(guī)則，對(duì)于其變形測(cè)量報(bào)道較為少見。奧地利MNI公司開發(fā)了MEAS?DIS?Serie300系列激光在線測(cè)量裝置，通過選取6-8點(diǎn)測(cè)量輪轂毛坯不同位置的變形，但是此系統(tǒng)測(cè)量位置和測(cè)量點(diǎn)少，不能精確的測(cè)量輪緣面變形。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服上述不足,提供了一種基于激光三角法原理的在線汽車鋁合金輪轂毛坯變形測(cè)量裝置及測(cè)量方法，所述的測(cè)量裝置及測(cè)量方法通過全方位掃描輪轂毛坯，可以同時(shí)測(cè)量輪轂毛坯輪緣面和中心軸向變形，測(cè)量精度高、測(cè)點(diǎn)多、速度快、可靠性好，實(shí)現(xiàn)輪轂毛坯自動(dòng)化的在線測(cè)量，提高企業(yè)生產(chǎn)效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種汽車鋁合金輪轂毛坯在線變形測(cè)量裝置，主要包括檢測(cè)臺(tái)、氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)、氣缸提升裝置、輪轂旋轉(zhuǎn)裝置、2臺(tái)激光器、運(yùn)動(dòng)控制模塊（PLC）、用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理工控機(jī)和工控機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理軟件。

所述檢測(cè)臺(tái)安裝了滾珠絲杠、伺服電機(jī)、2個(gè)接近開關(guān)、氣缸提升裝置、步進(jìn)電機(jī)、齒輪、氣動(dòng)夾緊裝置、輪轂托板、輥道和線纜等。滾珠絲杠位于檢測(cè)臺(tái)中心正上方，激光器固定裝置安裝在滾珠絲杠上，滾珠絲杠可以帶動(dòng)激光器進(jìn)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。所述檢測(cè)臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)夾緊對(duì)中、提升和旋轉(zhuǎn)輪轂毛坯，配合激光器掃描輪轂毛坯。

所述2臺(tái)激光器對(duì)稱安裝在激光器固定裝置前后兩側(cè)。所述激光器的為日本基恩士公司產(chǎn)品，型號(hào)為L(zhǎng)KG-405，紅色激光，點(diǎn)式掃描，量程為300-500mm，重復(fù)精度為2μm，線性度為0.05%FS。所述激光器帶有1個(gè)USB接口和1個(gè)串口，工作溫度在0～50°，工作濕度在35%～85%之間。所述激光器在兩個(gè)接近開關(guān)之間沿滾珠絲杠往復(fù)勻速運(yùn)動(dòng)，掃描輪轂毛坯。所述激光器能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況自動(dòng)調(diào)節(jié)光強(qiáng)，其量程可以適應(yīng)各種規(guī)格輪形的測(cè)量。所述激光器可以通過USB線與所述工控機(jī)實(shí)現(xiàn)交互通訊，測(cè)量數(shù)據(jù)通過USB數(shù)據(jù)線傳輸?shù)剿龉た貦C(jī)。