[發(fā)明專利]一種自定心的曲軸圓度測量裝置及測量方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711100066.8
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107907090A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設計）人: 邵偉;趙迪;楊軍良;羅川銀;王一凡;邱宇茜
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01B21/20
• 分類號: G01B21/20
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11315
• 代理人: 楊洲

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于形位公差測量技術(shù)中對圓度誤差的測量，是一種基于隨動自定心的曲軸圓度測量裝置及方法。

背景技術(shù)

圓度是表示零件上圓的要素實際形狀，與其中心保持等距的情況。即通常所說的圓整程度。圓度測量是形位公差計量技術(shù)中對圓度誤差的測量，是機械制造業(yè)中的非常重要的內(nèi)容。是對零件上圓的部分進行質(zhì)量監(jiān)控和管理的重要手段，對工業(yè)生產(chǎn)及產(chǎn)品的合理運用有著極其重要的意義。

圓度測量目前主要有回轉(zhuǎn)軸法、三點法、兩點法、投影法和坐標法等方法。

回轉(zhuǎn)軸法：利用精密軸系中的軸回轉(zhuǎn)一周所形成的圓軌跡(理想圓)與被測圓比較，回轉(zhuǎn)軸法有傳感器回轉(zhuǎn)和工作臺回轉(zhuǎn)兩種形式。前者適用于高精度圓度測量，后者常用于測量小型工件。

三點法：常將被測工件置于V形塊中進行測量。測量時,使被測工件在V形塊中回轉(zhuǎn)一周，從測微儀讀出最大示值和最小示值，兩示值差之半即為被測工件外圓的圓度誤差。

兩點法：常用千分尺、比較儀等測量，以被測圓某一截面上各直徑間最大差值之半作為此截面的圓度誤差。

投影法：常在投影儀上測量，將被測圓的輪廓影像與繪制在投影屏上的兩極限同心圓比較,從而得到被測件的圓度誤差。

坐標法：一般在帶有電子計算機的三坐標測量機上測量。按預先選擇的直角坐標系統(tǒng)測量出被測圓上若干點的坐標值x、y，通過電子計算機按所選擇的圓度誤差評定方法計算出被測圓的圓度誤差。

以上各種方法或者測頭固定或者工件軸線固定,而曲軸圓度測量時曲拐軸線做公轉(zhuǎn)運動,無法固定,因此需要測頭跟著隨動且自動定心。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有測量技術(shù)制造的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于隨動自定心的曲軸圓度測量裝置及方法，該裝置配合其測量方法可以方便地實現(xiàn)曲軸圓度的的測量工作。

為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種自定心的曲軸圓度測量裝置，包括工作臺、工件旋轉(zhuǎn)裝置、測頭行走測量裝置，所述工件旋轉(zhuǎn)裝置及測頭行走測量裝置均安裝于工作臺上；所述工件旋轉(zhuǎn)裝置用于固定工件以及帶動工件旋轉(zhuǎn)，所述測頭行走測量裝置用于工件拐徑和軸徑的隨動自定心測量，并可沿工件軸線方向運動。

作為本發(fā)明進一步的方案，所述工件旋轉(zhuǎn)裝置包括旋轉(zhuǎn)伺服電機、主軸座、定位夾緊卡盤、尾座、頂針鎖緊裝置、可伸縮頂針；所述主軸座、尾座分別安裝于工作臺的兩端，所述主軸座的內(nèi)外側(cè)分別安裝有定位夾緊卡盤及旋轉(zhuǎn)伺服電機，且旋轉(zhuǎn)伺服電機通過轉(zhuǎn)軸與定位夾緊卡盤連接，所述尾座上安裝有與定位夾緊卡盤相配合的可伸縮頂針，以及用于固定限位可伸縮頂針的頂針鎖緊裝置。

作為本發(fā)明進一步的方案，測頭行走測量裝置包括測頭、測頭座、上連桿、下連桿、連桿座、固定座、驅(qū)動螺桿、運動托板、導軌；所述運動托板通過導軌安裝于工作臺上的導軌槽內(nèi)，并通過驅(qū)動螺桿與驅(qū)動電機連接，所述固定座固定在運動托板上，所述連桿座固定于固定座上，所述上連桿、下連桿的兩端均分別與連桿座、測頭座連接，所述測頭座上安裝有測頭。

作為本發(fā)明進一步的方案，所述測頭座、上連桿、下連桿、連桿座形成平行四邊行結(jié)構(gòu)，用于保證測頭在隨動的過程中始終處于豎直位置。

作為本發(fā)明進一步的方案，所述測頭與測頭座上的左刀口、右刀口所形成的V型支撐實現(xiàn)自動定心3點法測量，從而實現(xiàn)曲軸拐徑和軸徑的隨動自定心測量。

利用上述測量裝置的測量方法，包括以下步驟：

1)、將工件放在工作臺上的上方，并用定位夾緊卡盤以及可伸縮頂針將工件夾緊，之后用頂針鎖緊裝置鎖緊可伸縮頂針；

2)、將測頭行走測量裝置放置在需要測量的曲軸拐徑和軸徑上；

3)、旋轉(zhuǎn)伺服電機帶動工件旋轉(zhuǎn)1圈，同時采集測頭的變動量；

4)、當該測量裝置接受到完成信號后，由數(shù)據(jù)處理器利用最小二乘法將采集測頭的變動量進行處理即獲得該處圓度值；同時移動測頭行走測量裝置進行下一處的測量。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明采用了平行四邊形測頭隨動自定心測量裝置有效的將測頭的位置固定在被測工件的正上方，有效的減少了誤差來源，提高了測量精度；

2、本發(fā)明的自定心測量裝置有效將刀口和測頭相結(jié)合形成了理論上的3點測圓原理，有效解決了工件軸線不固定和軸線旋轉(zhuǎn)偏差的影響。

3、本發(fā)明的測量裝置可以在很短的時間之內(nèi)完成測量，可以節(jié)省時間；本發(fā)明操作簡便、易用性好。利用處理器協(xié)同處理數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了測量的自動化。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；