[發(fā)明專利]一種高精度、高穩(wěn)定性的氣缸體檢測系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211039529.5
• 申請日: 2022-08-29
• 公開（公告）號: CN115435732A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 化海挺;蔣世周;肖春春;李琴;羅代富
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶長安汽車股份有限公司
• 主分類號: G01B21/14
• 分類號: G01B21/14;E04H1/12;E04B1/76
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 李勇

本發(fā)明公開了一種高精度、高穩(wěn)定性的氣缸體檢測系統(tǒng)及方法，包括依次布置的常溫預(yù)洗單元、檢測單元和成品清洗單元，所述檢測單元包括保溫房、布置于保溫房內(nèi)的輸送輥道、檢測組件和溫度調(diào)節(jié)組件，通過溫度調(diào)節(jié)組件調(diào)節(jié)保溫房內(nèi)的溫度，待測氣缸體經(jīng)過常溫預(yù)洗單元預(yù)洗后送入檢測單元的輸送輥道的入口端，由輸送輥道將待測氣缸體轉(zhuǎn)運至檢測組件進(jìn)行檢測，再由輸送輥道的出口端送入成品清洗單元進(jìn)行成品清洗。其能夠在不使用高端設(shè)備和溫度補償方法的情況下，規(guī)避溫度波動對檢測結(jié)果的影響，實現(xiàn)氣缸體的高精度、高穩(wěn)定性檢測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車零部件檢測，具體涉及高精度、高穩(wěn)定性的氣缸體檢測系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

發(fā)動機曲軸箱的缸孔和曲軸孔屬于發(fā)動機核心零部件的核心功能孔系，其產(chǎn)品設(shè)計有高精度的裝配要求。在批量生產(chǎn)環(huán)境中，要求缸孔和曲軸孔采用分組裝配法，孔徑公差范圍一般為0-0.018mm，通過分組檢測機將此公差分為三組則每組公差在0.006mm以內(nèi)，此公差范圍極小，故對分組檢測機的精度要求非常高。同時，為保證整個測量系統(tǒng)在批量生產(chǎn)環(huán)境下穩(wěn)定運行，按照TS16949質(zhì)量體系要求，分組檢測機的測量系統(tǒng)穩(wěn)定性要求滿足Cg/Cgk≥1.33，RR≤10%。所以，曲軸箱分組檢測機是一種要求高精度、高穩(wěn)定性的尺寸檢測設(shè)備。

機械加工通常在無空調(diào)等溫度控制設(shè)施的常溫車間，，車間溫度受季節(jié)、天氣以及高功率設(shè)備的啟停等因素影響，全年溫度波動范圍一般在2~45℃，而遇到特殊天氣時，當(dāng)天溫度波動可超過15℃。溫度的大范圍波動使得物體尺寸受熱脹冷縮特性的影響更為明顯，成為實現(xiàn)高精度、高穩(wěn)定性尺寸精度檢測的巨大挑戰(zhàn)。

CN209372039U公開了一種氣缸缸孔檢測探頭，提供一種適用于多型號模擬缸蓋場景下的缸孔尺寸直徑精度檢測技術(shù)，但是并不能解決不同溫度工況下的測量系統(tǒng)熱變形導(dǎo)致的檢測精度誤差問題。CN205843565U公開了一種曲軸孔檢測機，提供一種曲軸孔檢測機的自動化結(jié)構(gòu)組成和動作控制邏輯，但是未闡述具體的尺寸精度檢測方案。

現(xiàn)有技術(shù)在解決溫度波動問題，實現(xiàn)高精度、高穩(wěn)定性檢測發(fā)動機缸孔尺寸時，一般先用高溫清洗機對珩磨工序后的曲軸箱進(jìn)行最終清洗，然后采用進(jìn)口高端品牌（如馬波斯、霍梅爾）的分組檢測設(shè)備和溫度補償?shù)姆椒ㄟM(jìn)行批量化分組檢測。這種技術(shù)有兩方面缺點：

一、固定資產(chǎn)投資高，一般進(jìn)口品牌含溫度補償功能的非標(biāo)分組檢測機價格在300到400萬左右。

二、需要輔助以溫度補償?shù)姆椒ǎS孔和缸孔屬于形狀簡單的幾何結(jié)構(gòu)，可用一維線性計算獲得溫度補償值，計算公式為：△L=L[a₁（t₁-20）-a₂（t₂-20）]。

式中L為被測工件的實際尺寸，單位為mm；△L為工件、測量設(shè)備的溫度、線膨脹系數(shù)差引起的測量誤差，單位為mm；a₁為工件使用材料的線膨脹系數(shù)；a₂為計量器具使用材料的線膨脹系數(shù)；t₁為測量時工件的溫度，單位為℃；t₂為測量時計量器具的溫度，單位為℃；

根據(jù)此公式，獲取精準(zhǔn)的溫度補償值△L，需要精準(zhǔn)的采集t₁、t₂、L三個參數(shù)，但此三個參數(shù)均難以保證其準(zhǔn)確性，原因如下：

首先t₁的檢測，一般分組檢測機采集工件溫度是在夾具上設(shè)置溫度傳感器采集工件外表面的溫度，由于曲軸箱外表面為鋁合金，而實際檢測的部位缸孔和曲軸孔均在工件內(nèi)部且為鐵質(zhì)材料。在傳統(tǒng)的工藝設(shè)計中，分組檢測前需要設(shè)計成品清洗工序，因為要完全清潔工件內(nèi)外表面的油污鐵渣鋁屑等，該工序需要對清洗劑加溫來提高清潔效果，清洗劑溫度一般在50-60℃左右，成品清洗機下線處設(shè)置大功率鼓風(fēng)機對工件進(jìn)行降溫處理，工件表面溫度能達(dá)到環(huán)境溫度±5℃，但工件內(nèi)部溫度依然會超出環(huán)境溫度接近10℃。所以測得的溫度不能準(zhǔn)確代表公式中需要的t₁；