本發(fā)明涉及矯直機(jī)技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種軸類零件檢測(cè)矯直機(jī)及矯直方法。
(二)
背景技術(shù):
隨著工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展,重型機(jī)械設(shè)備、大型輪船、發(fā)電機(jī)(包括汽輪機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、核電)、軍品等對(duì)高品質(zhì)大型軸類鍛件的需求量越來(lái)越大。高品質(zhì)鍛件的含意包括:①高的材料機(jī)械性能②高的尺寸、形狀精度。也就意味著在保證材料機(jī)械性能的同時(shí)還要減少材料的加工量,以節(jié)省資源、節(jié)約成本、降低能耗。
大型軸類鍛件大都采用熱鍛法獲得,材料熱鍛后在高溫下進(jìn)行檢測(cè)→矯直→再檢測(cè)→再矯直,直到滿足鍛件直線度要求為止。
目前對(duì)大型高溫鍛件的檢測(cè)方法主要有兩種:①采用無(wú)接觸激光測(cè)距傳感器。具體方法有脈沖法、干涉法、相位法等。脈沖法的測(cè)量尺寸范圍大,從幾十米到上千萬(wàn)米,但精度低,量級(jí)為米;干涉法的測(cè)量精度高但測(cè)量尺寸范圍小,量級(jí)為厘米;激光相位比較法測(cè)量精度為±2mm,重復(fù)精度為0.5mm,測(cè)量尺寸范圍和精度都比較適合鍛件類毛胚,也易于實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和矯直在同一臺(tái)設(shè)備上完成,但這種測(cè)量方法容易受蒸汽、粉塵、霧氣等的影響,同時(shí)高溫鍛件表面的氧化皮也會(huì)影響測(cè)量的實(shí)際尺寸,因此這種方法也存在明顯不足。②采用接觸式測(cè)量方法。這種測(cè)量方法可靠性、準(zhǔn)確度較高,在實(shí)際應(yīng)用中較為廣泛。方法是鍛件置于測(cè)量臺(tái)上,千分表或測(cè)量?jī)x的測(cè)頭沿鍛件X軸移動(dòng)測(cè)出母線上各點(diǎn)的Z向坐標(biāo)值,將獲得一組X、Z值。然后再轉(zhuǎn)動(dòng)鍛件選擇另一條母線進(jìn)行檢測(cè),按需要獲得n條母線的檢測(cè)表。當(dāng)母線是三維空間彎曲時(shí)這種測(cè)量方法就無(wú)法準(zhǔn)確表達(dá)了或者說(shuō)產(chǎn)生的測(cè)量誤差較大。
目前采用接觸式測(cè)量方法時(shí)檢測(cè)和矯直分別在兩臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行。檢測(cè)多為人工操作、矯直也是憑操作員經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行。具體做法是工件先在檢測(cè)臺(tái)進(jìn)行直線度檢測(cè)、標(biāo)定→然后移到矯直機(jī)矯直→矯直完再移到檢測(cè)臺(tái)進(jìn)行檢測(cè)、標(biāo)定→再矯直,多次重復(fù)直到合格為止。這個(gè)過(guò)程中如果鍛件溫度降低還需要多次重新回爐加熱后再進(jìn)行矯直。這樣存在的問(wèn)題:①由于檢測(cè)和矯直分別在兩臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行,其基準(zhǔn)無(wú)法準(zhǔn)確統(tǒng)一,必然產(chǎn)生較大的位置誤差。②鍛件在兩臺(tái)設(shè)備間來(lái)回搬運(yùn)造成工作時(shí)間長(zhǎng)、效率低。③由于檢測(cè)、矯直時(shí)間長(zhǎng)造成鍛件溫度的降低,鍛件需要多次重新回爐加熱,造成大量的鍛件氧化皮損耗和能量消耗。④多次回爐后材料性能不穩(wěn)定,對(duì)質(zhì)量影響較大。
(三)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠在同一臺(tái)設(shè)備、同一工位、同一安裝基準(zhǔn)上進(jìn)行工件的檢測(cè)和矯直;在對(duì)工件進(jìn)行直線度檢測(cè)時(shí),能夠在三維尺度上對(duì)工件進(jìn)行檢測(cè),減小測(cè)量誤差的軸類零件檢測(cè)矯直機(jī)及矯直方法。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種軸類零件檢測(cè)矯直機(jī),包括控制臺(tái)和矯直機(jī)本體,所述的矯直機(jī)本體包括一固定工作臺(tái)和移動(dòng)主機(jī)架;在所述的固定工作臺(tái)的一端設(shè)有第一電機(jī),第一電機(jī)為伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī);在第一電機(jī)的右側(cè)設(shè)有一夾鉗,夾鉗通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與第一電機(jī)相連,第一電機(jī)能夠?yàn)閵A鉗在其軸向上的轉(zhuǎn)動(dòng)提供動(dòng)力;在夾鉗右側(cè)的固定工作臺(tái)上設(shè)有若干個(gè)支撐塊;在所述的固定工作臺(tái)的后側(cè)或前后兩側(cè)沿固定工作臺(tái)的長(zhǎng)度方向設(shè)有第一滑槽,所述的移動(dòng)主機(jī)架上設(shè)有與第一滑槽相配合的滑動(dòng)機(jī)構(gòu);在移動(dòng)主機(jī)架的一側(cè)設(shè)有第二電機(jī),第二電機(jī)為伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī),第二電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與移動(dòng)主機(jī)架相連,第二電機(jī)能夠?yàn)橐苿?dòng)主機(jī)架沿設(shè)于固定工作臺(tái)上的第一滑槽進(jìn)行左右滑動(dòng)提供動(dòng)力;在移動(dòng)主機(jī)架上設(shè)有一矯直液壓缸,矯直液壓缸的活塞桿底部設(shè)有矯直機(jī)壓頭,矯直機(jī)壓頭的中心線與各支撐塊的對(duì)中面處于同一平面上;在矯直液壓缸的活塞桿上設(shè)有用于測(cè)量矯直機(jī)壓頭位移量的第一位移傳感器;在所述的移動(dòng)主機(jī)架的右側(cè)水平設(shè)有第一導(dǎo)軌,在移動(dòng)主機(jī)架的右側(cè)設(shè)有與第一導(dǎo)軌相配合的后托架,后托架能夠沿第一導(dǎo)軌進(jìn)行運(yùn)動(dòng);在移動(dòng)主機(jī)架的右側(cè)設(shè)有用于測(cè)量后托架位移量的第二位移傳感器;在后托架的右側(cè)設(shè)有測(cè)量液壓缸,測(cè)量液壓缸的活塞桿底部設(shè)有能夠在豎直方向上隨著工件的上下起伏而進(jìn)行豎直方向上的位移的測(cè)量滾輪,在測(cè)量液壓缸的活塞桿上設(shè)有用于測(cè)量測(cè)量滾輪位移量的第三位移傳感器;在移動(dòng)主機(jī)架上設(shè)有用于測(cè)量工件溫度的溫度傳感器;所述的第一電機(jī)、第二電機(jī)、矯直液壓缸、測(cè)量液壓缸、溫度傳感器、第一位移傳感器、第二位移傳感器、第三位移傳感器分別與控制臺(tái)電連接。
優(yōu)選的,所述的支撐塊為V型支撐塊。
優(yōu)選的,所述的矯直液壓缸為伺服油缸。
優(yōu)選的,所述的測(cè)量滾輪呈中間凹陷,兩端凸起設(shè)置,測(cè)量滾輪的凹陷部的半徑與工件的橫截面的半徑相同,測(cè)量滾輪凹陷部的曲率與工件橫截面曲率相同,測(cè)量滾輪的凹陷部能夠與工件的表面相貼合。
以上所述的軸類零件檢測(cè)矯直機(jī),在所述的移動(dòng)主機(jī)架的左側(cè)水平設(shè)有第二導(dǎo)軌,在移動(dòng)主機(jī)架的左側(cè)設(shè)有與第二導(dǎo)軌相配合的前托架,前托架能夠沿第二導(dǎo)軌進(jìn)行運(yùn)動(dòng);在前托架的左側(cè)設(shè)有氧化皮清理液壓缸,氧化皮清理液壓缸的活塞桿底部設(shè)有鋼刷;氧化皮清理液壓缸與控制臺(tái)電連接。
以上所述的軸類零件檢測(cè)矯直機(jī),在前托架的底部設(shè)有一噴氣嘴,在移動(dòng)主機(jī)架上設(shè)有空氣泵,噴氣嘴通過(guò)管道與空氣泵的出氣口相連;空氣泵與控制臺(tái)電連接。
以上所述的軸類零件檢測(cè)矯直機(jī),在固定工作臺(tái)上設(shè)有輔助支撐塊,在輔助支撐塊內(nèi)設(shè)有升降液壓缸;在升降液壓缸的活塞桿上設(shè)有用于測(cè)量升降液壓缸的活塞桿伸縮時(shí)的伸縮量的第四位移傳感器;在固定工作臺(tái)的頂部設(shè)有第二滑槽,在輔助支撐塊的底部設(shè)有與第二滑槽相配合的滑動(dòng)機(jī)構(gòu);在輔助支撐塊的一側(cè)設(shè)有第三電機(jī),第三電機(jī)為伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī),第三電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與輔助支撐塊相連;第三電機(jī)能夠?yàn)檩o助支撐塊沿第二滑槽進(jìn)行左右滑動(dòng)提供動(dòng)力;在固定工作臺(tái)上設(shè)有用于測(cè)量輔助支撐塊沿固定工作臺(tái)長(zhǎng)度方向上運(yùn)動(dòng)的位移量的第五位移傳感器;所述的第三電機(jī)、升降液壓缸、第四位移傳感器、第五位移傳感器分別與控制臺(tái)電連接。
以上所述的軸類零件檢測(cè)矯直機(jī),在所述的固定工作臺(tái)上設(shè)有水泵、水箱和冷卻液回收箱,水泵的進(jìn)水口通過(guò)管道與水箱相連;在所述的矯直液壓缸、測(cè)量液壓缸、氧化皮清理液壓缸和升降液壓缸內(nèi)都設(shè)有冷卻水管,各冷卻水管的進(jìn)水端分別與水泵的出水口相連,各冷卻水管的出水端分別與冷卻液回收箱相連。
一種使用以上所述的軸類零件檢測(cè)矯直機(jī)進(jìn)行軸類零件的檢測(cè)及矯直的方法,包括以下步驟:
(1)檢測(cè)前準(zhǔn)備工作:將待測(cè)高溫工件放置于支撐塊上,工件的一端用夾鉗固定,完成檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作;
(2)工件上各母線數(shù)據(jù)的測(cè)量:控制臺(tái)控制測(cè)量液壓缸開機(jī),使測(cè)量液壓缸的活塞桿帶動(dòng)測(cè)量滾輪下降,至測(cè)量滾輪與工件的表面相貼合,并能夠給予工件表面一定的持續(xù)壓力;控制臺(tái)控制第二電機(jī)開機(jī),使移動(dòng)主機(jī)架沿第一滑槽運(yùn)動(dòng);在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,第二電機(jī)使移動(dòng)主機(jī)架的運(yùn)動(dòng)位移量構(gòu)成該次測(cè)量的工件母線的X軸坐標(biāo);在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,當(dāng)工件在垂直于移動(dòng)主機(jī)架運(yùn)動(dòng)方向的水平方向上有彎曲量時(shí),測(cè)量滾輪會(huì)帶動(dòng)測(cè)量液壓缸在該彎曲方向上發(fā)生偏移,進(jìn)而帶動(dòng)與測(cè)量液壓缸相連的后托架在第一導(dǎo)軌上進(jìn)行滑動(dòng),第三位移傳感器會(huì)將后托架在第一導(dǎo)軌上的隨動(dòng)的位移量記錄并發(fā)送給控制臺(tái),構(gòu)成該次測(cè)量的工件母線的Y軸坐標(biāo);當(dāng)工件在豎直方向上存在彎曲量,測(cè)量滾輪會(huì)隨著這種上下起伏也不斷的在豎直方向上產(chǎn)生位移,第二位移傳感器會(huì)將測(cè)量滾輪在豎直方向上的位移量記錄并發(fā)送給控制臺(tái),構(gòu)成該次測(cè)量的工件母線的Z軸坐標(biāo);
在完成工件上一條母線的測(cè)量后,控制臺(tái)控制第一電機(jī)開機(jī),旋轉(zhuǎn)一定角度,控制臺(tái)記錄這一角度的數(shù)據(jù),然后重復(fù)上述過(guò)程,測(cè)量旋轉(zhuǎn)角度后工件上所對(duì)應(yīng)的新的母線上各點(diǎn)的XYZ軸數(shù)據(jù),并一一記錄在控制臺(tái)中;
待工件旋轉(zhuǎn)一周后,就完成對(duì)工件上N條母線上各點(diǎn)的數(shù)據(jù)的測(cè)量及記錄;
(3)數(shù)據(jù)分析及處理:根據(jù)工件的材料屬性參數(shù)、步驟(2)中所得的各母線的數(shù)據(jù)以及溫度傳感器提取到的工件表面溫度,在控制臺(tái)中進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算、模擬和分析,得到工件的直線度,以及工件上需要進(jìn)行矯直的各施力點(diǎn)的角度及XYZ軸三維數(shù)據(jù)坐標(biāo)、各施力點(diǎn)進(jìn)行矯直的施力順序以及各施力點(diǎn)需要的矯直力和矯直變形量;
(4)工件的矯直:根據(jù)步驟(3)中計(jì)算得到的各施力點(diǎn)進(jìn)行矯直的施力順序,依次對(duì)工件上的各施力點(diǎn)進(jìn)行矯直;在選定施力點(diǎn)后,控制臺(tái)控制第一電機(jī)開機(jī),旋轉(zhuǎn)到該施力點(diǎn)所在母線所在的角度上;控制臺(tái)控制第二電機(jī)開機(jī),根據(jù)該施力點(diǎn)的X軸坐標(biāo),使移動(dòng)主機(jī)架移動(dòng)到相應(yīng)的位置,使矯直機(jī)壓頭處于該施力點(diǎn)的正上方;控制臺(tái)根據(jù)該步驟(3)中計(jì)算得到的該施力點(diǎn)的矯直力和矯直變形量控制矯直液壓缸開啟,對(duì)該施力點(diǎn)進(jìn)行矯直,其中,在矯直機(jī)壓頭對(duì)工件施加壓力,使得工件進(jìn)行變形的過(guò)程中,第一位移傳感器會(huì)對(duì)矯直機(jī)壓頭的位移量進(jìn)行監(jiān)控,根據(jù)步驟(3)中計(jì)算所得的矯直變形量對(duì)矯直機(jī)壓頭的位移量進(jìn)行監(jiān)測(cè);待該施力點(diǎn)的矯直變形量達(dá)到步驟(3)中所得到的數(shù)值后,完成對(duì)該施力點(diǎn)的矯直過(guò)程;
依照上述對(duì)一個(gè)施力點(diǎn)進(jìn)行矯直的過(guò)程,根據(jù)步驟(3)中計(jì)算得到的各施力點(diǎn)的施力順序,依次對(duì)各施力點(diǎn)進(jìn)行矯直;
(5)再次進(jìn)行直線度檢測(cè):在完成了對(duì)工件的矯直過(guò)程后,重復(fù)進(jìn)行步驟(2)工件上各母線數(shù)據(jù)的測(cè)量的過(guò)程和步驟(3)數(shù)據(jù)分析和處理的過(guò)程,得到矯直后工件的直線度;
(6)直線度判斷:當(dāng)矯直后工件的直線度達(dá)不到規(guī)定的數(shù)值,重復(fù)步驟(4)工件的矯直過(guò)程和步驟(5)的再次進(jìn)行直線度檢測(cè)過(guò)程;當(dāng)矯直后工件的直線度達(dá)到規(guī)定的數(shù)值,完成對(duì)工件的檢測(cè)及矯直過(guò)程。
本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu),具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明能夠在同一臺(tái)設(shè)備、同一工位、同一安裝基準(zhǔn)上進(jìn)行工件的檢測(cè)和矯直;在對(duì)工件進(jìn)行直線度檢測(cè)時(shí),能夠在三維尺度上對(duì)工件進(jìn)行檢測(cè),減小測(cè)量誤差;利用V型支撐塊能夠使工件在支撐塊上放置的更加穩(wěn)固;矯直液壓缸為伺服油缸,能夠同時(shí)對(duì)施力強(qiáng)度、缸體伸縮桿的位移量、缸體伸縮桿的位移速度進(jìn)行調(diào)控;利用伺服油缸可以在矯直過(guò)程中更加準(zhǔn)確的對(duì)目標(biāo)點(diǎn)施加預(yù)定的壓力;測(cè)量滾輪中間凹陷,兩側(cè)凸起設(shè)置,使測(cè)量滾輪與工件的表面相貼合,能夠在工件的Y向上存在彎曲時(shí),測(cè)量滾輪可以更好的對(duì)工件的母線進(jìn)行測(cè)量,帶動(dòng)與測(cè)量滾輪相連的后托架,使得后托架在第一導(dǎo)軌上進(jìn)行滑動(dòng),減小了其測(cè)量誤差;在移動(dòng)主機(jī)架的左側(cè)設(shè)置氧化皮清理裝置,能夠在進(jìn)行工件的測(cè)量前對(duì)工件表面的氧化皮層進(jìn)行清理,防止氧化皮層對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響;設(shè)于氧化皮清理裝置和測(cè)量裝置之間的噴氣設(shè)備則可以在氧化皮清理裝置完成對(duì)工件的清理后,用高壓氣體將清理下的氧化皮吹掃到工件以外,防止氧化皮碎屑停留在工件上,對(duì)后續(xù)的檢測(cè)造成影響;在固定工作臺(tái)上加裝輔助支撐塊,可以在進(jìn)行矯直過(guò)程時(shí),使用輔助支撐塊為工件提供進(jìn)一步的支撐。
本發(fā)明所提及的軸類零件檢測(cè)矯直機(jī)尤其適合對(duì)大型軸類零件在高溫下進(jìn)行矯直。
本發(fā)明還對(duì)該檢測(cè)矯直機(jī)的在進(jìn)行檢測(cè)和矯直時(shí)所用到的方法進(jìn)行了概括,使得工件可以在同一臺(tái)設(shè)備、同一工位、同一安裝基準(zhǔn)上進(jìn)行工件的檢測(cè)和矯直,減小了測(cè)量誤差,并且在很大的程度上減小了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,能夠更加快速、簡(jiǎn)便的對(duì)工件進(jìn)行矯直。
(四)附圖說(shuō)明
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是本發(fā)明實(shí)施例2在進(jìn)行氧化皮清理和母線坐標(biāo)測(cè)量時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是本發(fā)明實(shí)施例2在進(jìn)行矯直時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5是圖3的右視圖;
圖6是圖3中A-A向剖視結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7是本發(fā)明實(shí)施例2測(cè)量滾輪處的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中,1、固定工作臺(tái),2、第一電機(jī),3、夾鉗,4、支撐塊,5、移動(dòng)主機(jī)架,6、矯直液壓缸,7、矯直機(jī)壓頭,8、第一導(dǎo)軌,9、后托架,10、測(cè)量液壓缸,11、測(cè)量滾輪,12、前托架,13、第二導(dǎo)軌,14、氧化皮清理液壓缸,15、鋼刷,16、溫度傳感器,17、輔助支撐塊,18、工件,19、第二電機(jī),20、第一位移傳感器,21、第二位移傳感器,22、第三位移傳感器,23、凹陷部,24、第一滑槽,25、空氣泵,26、噴氣嘴,27、升降液壓缸,28、第四位移傳感器,29、第二滑槽,30、第三電機(jī),31、第五位移傳感器,32、水箱,33、水泵,34、冷卻液回收箱。
(五)具體實(shí)施方式
為能清楚說(shuō)明本方案的技術(shù)特點(diǎn),下面通過(guò)具體實(shí)施方式,并結(jié)合其附圖,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。
實(shí)施例1:
如圖1所示,該軸類零件檢測(cè)矯直機(jī)包括控制臺(tái)和矯直機(jī)本體,控制臺(tái)獨(dú)立于矯直機(jī)本體設(shè)置或者控制臺(tái)復(fù)合進(jìn)矯直機(jī)本體內(nèi)。
所述的矯直機(jī)本體包括一固定工作臺(tái)1和移動(dòng)主機(jī)架5;在所述的固定工作臺(tái)1的一端設(shè)有第一電機(jī)2,第一電機(jī)2為伺服電機(jī);在第一電機(jī)2的右側(cè)設(shè)有一夾鉗3,夾鉗3通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與第一電機(jī)2相連,第一電機(jī)2能夠?yàn)閵A鉗3在其軸向上的轉(zhuǎn)動(dòng)提供動(dòng)力;在夾鉗3右側(cè)的固定工作臺(tái)1的前后兩側(cè)各設(shè)有一個(gè)支撐塊4;在所述的固定工作臺(tái)1的前后兩側(cè)沿固定工作臺(tái)1的長(zhǎng)度方向設(shè)有第一滑槽24,所述的移動(dòng)主機(jī)架5上設(shè)有與第一滑槽24相配合的滑動(dòng)機(jī)構(gòu);在移動(dòng)主機(jī)架5的一側(cè)設(shè)有第二電機(jī)19,第二電機(jī)19為伺服電機(jī),第二電機(jī)19通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與移動(dòng)主機(jī)架5相連,第二電機(jī)19能夠?yàn)橐苿?dòng)主機(jī)架5沿設(shè)于固定工作臺(tái)1上的第一滑槽24進(jìn)行左右滑動(dòng)提供動(dòng)力;在移動(dòng)主機(jī)架5上設(shè)有一矯直液壓缸6,矯直液壓缸6的活塞桿底部設(shè)有矯直機(jī)壓頭7,矯直機(jī)壓頭7的中心線與各支撐塊4的對(duì)中面處于同一平面上;在矯直液壓缸6的活塞桿上設(shè)有用于測(cè)量矯直機(jī)壓頭7位移量的第一位移傳感器20;在所述的移動(dòng)主機(jī)架5的右側(cè)水平設(shè)有第一導(dǎo)軌8,在移動(dòng)主機(jī)架5的右側(cè)設(shè)有與第一導(dǎo)軌8相配合的后托架9,后托架9能夠沿第一導(dǎo)軌8進(jìn)行運(yùn)動(dòng);在移動(dòng)主機(jī)架5的右側(cè)設(shè)有用于測(cè)量后托架9位移量的第二位移傳感器21;在后托架9的右側(cè)設(shè)有測(cè)量液壓缸10,測(cè)量液壓缸10的活塞桿底部設(shè)有能夠在豎直方向上隨著工件18的上下起伏而進(jìn)行豎直方向上的位移的測(cè)量滾輪11,在測(cè)量液壓缸10的活塞桿上設(shè)有用于測(cè)量測(cè)量滾輪11位移量的第三位移傳感器22;在移動(dòng)主機(jī)架5上設(shè)有用于測(cè)量工件18溫度的溫度傳感器16;所述的第一電機(jī)2、第二電機(jī)19、矯直液壓缸6、測(cè)量液壓缸10、溫度傳感器16、第一位移傳感器20、第二位移傳感器21、第三位移傳感器22分別與控制臺(tái)電連接。
優(yōu)選的,所述的支撐塊4為V型支撐塊。
優(yōu)選的,所述的矯直液壓缸7為伺服油缸。
優(yōu)選的,所述的測(cè)量滾輪11呈中間凹陷,兩端凸起設(shè)置,測(cè)量滾輪11的凹陷部23的半徑與工件18的橫截面的半徑相同,測(cè)量滾輪11的凹陷部23的曲率與工件18橫截面曲率相同,測(cè)量滾輪11的凹陷部23能夠與工件18的表面相貼合。測(cè)量滾輪11的上部與測(cè)量液壓缸10相連處可以以彈簧相連,在測(cè)量液壓缸10下降到一定高度后,測(cè)量滾輪11能夠與工件18的表面相接觸,同時(shí),在彈簧的張力下能夠給予工件18的表面一定的壓力,這樣,在遇到工件18表面出現(xiàn)具有高低落差時(shí),測(cè)量滾輪11就可以隨著工件18表面的高低起伏在豎直方向上發(fā)生位移,在不影響移動(dòng)主機(jī)架5向左側(cè)移動(dòng)的同時(shí)能夠達(dá)到使測(cè)量滾輪11貼合工件18的表面進(jìn)行運(yùn)動(dòng),從而對(duì)達(dá)到對(duì)工件18在Z軸上的坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量的目的。
以上所述的軸類零件檢測(cè)矯直機(jī),在固定工作臺(tái)1上設(shè)有輔助支撐塊17,在輔助支撐塊17內(nèi)設(shè)有升降液壓缸27;在升降液壓缸27的活塞桿上設(shè)有用于測(cè)量升降液壓缸27的活塞桿伸縮時(shí)的伸縮量的第四位移傳感器28;在固定工作臺(tái)1的頂部設(shè)有第二滑槽29,在輔助支撐塊17的底部設(shè)有與第二滑槽29相配合的滑動(dòng)機(jī)構(gòu);在輔助支撐塊17的一側(cè)設(shè)有第三電機(jī)30,第三電機(jī)30為伺服電機(jī),第三電機(jī)30通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與輔助支撐塊17相連;第三電機(jī)30能夠?yàn)檩o助支撐塊17沿第二滑槽29進(jìn)行左右滑動(dòng)提供動(dòng)力;在固定工作臺(tái)1上設(shè)有用于測(cè)量輔助支撐塊17沿固定工作臺(tái)1長(zhǎng)度方向上運(yùn)動(dòng)的位移量的第五位移傳感器31;所述的第三電機(jī)30、升降液壓缸27、第四位移傳感器28、第五位移傳感器31分別與控制臺(tái)電連接。
以上所述的軸類零件檢測(cè)矯直機(jī),在所述的固定工作臺(tái)1上設(shè)有水泵33、水箱32和冷卻液回收箱34,水泵33的進(jìn)水口通過(guò)管道與水箱32相連;在所述的矯直液壓缸6、測(cè)量液壓缸10和升降液壓缸27內(nèi)都設(shè)有冷卻水管,各冷卻水管的進(jìn)水端分別與水泵33的出水口相連,各冷卻水管的出水端分別與冷卻液回收箱34相連。
在實(shí)施例1中,位移傳感器都選用磁致伸縮位移傳感器。所述的控制臺(tái)包括了對(duì)上述電機(jī)、水泵33以及各液壓缸的控制操控系統(tǒng),以及對(duì)上述各位移傳感器反饋回的電信號(hào)的處理單元,還包括對(duì)上述信號(hào)進(jìn)行處理后,對(duì)所獲得的N條母線三維坐標(biāo)進(jìn)行處理、分析、過(guò)濾的計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)在獲得N條母線的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)后會(huì)將這N條母線合成為三維圖,并在對(duì)三維圖進(jìn)行去除表面幾何尺寸和形狀誤差后獲得N條工件18軸線的三維彎曲圖,在篩選出圓周某幾個(gè)角度上需要進(jìn)行矯直的方位后,分析出矯直施力點(diǎn)和施力順序;根據(jù)操作人員輸入的工件18的材質(zhì)以及溫度傳感器16提取的工件18表面溫度,確定該溫度下工件18的彈性模量,從而確定矯直力和矯直變形量,在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行模擬仿真試驗(yàn)對(duì)矯直參數(shù)進(jìn)行矯正后,將這一信息通過(guò)電機(jī)、水泵33以及矯直液壓缸6的控制操控系統(tǒng)以電信號(hào)的形式傳達(dá)給各具體實(shí)施部件,完成檢測(cè)及矯直過(guò)程。
一種使用以上所述的軸類零件檢測(cè)矯直機(jī)進(jìn)行軸類零件的檢測(cè)及矯直的方法,包括以下步驟:
(1)檢測(cè)前準(zhǔn)備工作:將待測(cè)高溫工件18放置于支撐塊4上,工件18的一端用夾鉗3固定,完成檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作;
(2)工件上各母線數(shù)據(jù)的測(cè)量:控制臺(tái)控制測(cè)量液壓缸10開機(jī),使測(cè)量液壓缸10的活塞桿帶動(dòng)測(cè)量滾輪11下降,至測(cè)量滾輪11與工件18的表面相貼合,并能夠給予工件18表面一定的持續(xù)壓力;控制臺(tái)控制第二電機(jī)19開機(jī),使移動(dòng)主機(jī)架5沿第一滑槽24運(yùn)動(dòng);在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,第二電機(jī)19使移動(dòng)主機(jī)架5的運(yùn)動(dòng)位移量構(gòu)成該次測(cè)量的工件18母線的X軸坐標(biāo);在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,當(dāng)工件18在垂直于移動(dòng)主機(jī)架5運(yùn)動(dòng)方向的水平方向上有彎曲量時(shí),測(cè)量滾輪11會(huì)帶動(dòng)測(cè)量液壓缸10在該彎曲方向上發(fā)生偏移,進(jìn)而帶動(dòng)與測(cè)量液壓缸10相連的后托架9在第一導(dǎo)軌8上進(jìn)行滑動(dòng),第三位移傳感器22會(huì)將后托架9在第一導(dǎo)軌8上的隨動(dòng)的位移量記錄并發(fā)送給控制臺(tái),構(gòu)成該次測(cè)量的工件18母線的Y軸坐標(biāo);當(dāng)工件18在豎直方向上存在彎曲量,測(cè)量滾輪11會(huì)隨著這種上下起伏也不斷的在豎直方向上產(chǎn)生位移,第二位移傳感器21會(huì)將測(cè)量滾輪11在豎直方向上的位移量記錄并發(fā)送給控制臺(tái),構(gòu)成該次測(cè)量的工件18母線的Z軸坐標(biāo);
在完成工件18上一條母線的測(cè)量后,控制臺(tái)控制第一電機(jī)2開機(jī),旋轉(zhuǎn)一定角度,控制臺(tái)記錄這一角度的數(shù)據(jù),然后重復(fù)上述過(guò)程,測(cè)量旋轉(zhuǎn)角度后工件18上所對(duì)應(yīng)的新的母線上各點(diǎn)的XYZ軸數(shù)據(jù),并一一記錄在控制臺(tái)中;
待工件18旋轉(zhuǎn)一周后,就完成對(duì)工件18上N條母線上各點(diǎn)的數(shù)據(jù)的測(cè)量及記錄;
(3)數(shù)據(jù)分析及處理:根據(jù)工件18的材料屬性參數(shù)、步驟(2)中所得的各母線的數(shù)據(jù)以及溫度傳感器16提取到的工件18表面溫度,在控制臺(tái)中進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算、模擬和分析,得到工件18的直線度,以及工件18上需要進(jìn)行矯直的各施力點(diǎn)的角度及XYZ軸三維數(shù)據(jù)坐標(biāo)、各施力點(diǎn)進(jìn)行矯直的施力順序以及各施力點(diǎn)需要的矯直力和矯直變形量;
(4)工件的矯直:根據(jù)步驟(3)中計(jì)算得到的各施力點(diǎn)進(jìn)行矯直的施力順序,依次對(duì)工件18上的各施力點(diǎn)進(jìn)行矯直;在選定施力點(diǎn)后,控制臺(tái)控制第一電機(jī)2開機(jī),旋轉(zhuǎn)到該施力點(diǎn)所在母線所在的角度上;控制臺(tái)控制第二電機(jī)19開機(jī),根據(jù)該施力點(diǎn)的X軸坐標(biāo),使移動(dòng)主機(jī)架5移動(dòng)到相應(yīng)的位置,使矯直機(jī)壓頭7處于該施力點(diǎn)的正上方;控制臺(tái)根據(jù)該步驟(3)中計(jì)算得到的該施力點(diǎn)的矯直力和矯直變形量控制矯直液壓缸6開啟,對(duì)該施力點(diǎn)進(jìn)行矯直,其中,在矯直機(jī)壓頭7對(duì)工件18施加壓力,使得工件18進(jìn)行變形的過(guò)程中,第一位移傳感器20會(huì)對(duì)矯直機(jī)壓頭7的位移量進(jìn)行監(jiān)控,根據(jù)步驟(3)中計(jì)算所得的矯直變形量對(duì)矯直機(jī)壓頭7的位移量進(jìn)行監(jiān)測(cè);待該施力點(diǎn)的矯直變形量達(dá)到步驟(3)中所得到的數(shù)值后,完成對(duì)該施力點(diǎn)的矯直過(guò)程;
依照上述對(duì)一個(gè)施力點(diǎn)進(jìn)行矯直的過(guò)程,根據(jù)步驟(3)中計(jì)算得到的各施力點(diǎn)的施力順序,依次對(duì)各施力點(diǎn)進(jìn)行矯直;
(5)再次進(jìn)行直線度檢測(cè):在完成了對(duì)工件18的矯直過(guò)程后,重復(fù)進(jìn)行步驟(2)工件18上各母線數(shù)據(jù)的測(cè)量的過(guò)程和步驟(3)數(shù)據(jù)分析和處理的過(guò)程,得到矯直后工件18的直線度;
(6)直線度判斷:當(dāng)矯直后工件18的直線度達(dá)不到規(guī)定的數(shù)值,重復(fù)步驟(4)工件18的矯直過(guò)程和步驟(5)的再次進(jìn)行直線度檢測(cè)過(guò)程;當(dāng)矯直后工件18的直線度達(dá)到規(guī)定的數(shù)值,完成對(duì)工件18的檢測(cè)及矯直過(guò)程。
本發(fā)明的工作過(guò)程如下:
在進(jìn)行檢測(cè)及矯直前,將高溫工件18放到V型支撐塊上,固定牢固,工件18的一端以?shī)A鉗3夾牢,完成檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作。
首先需要對(duì)工件18進(jìn)行直線度檢測(cè),在進(jìn)行工件18直線度檢測(cè)時(shí),首先控制臺(tái)控制測(cè)量液壓缸10開機(jī),使得測(cè)量液壓缸10的活塞桿下降,從而帶動(dòng)設(shè)于測(cè)量液壓缸10的活塞桿底部的測(cè)量滾輪11下降,直到與工件18相接觸,通過(guò)測(cè)量液壓缸10對(duì)工件18造成一定的壓力;在工件18上存在上下起伏的凸起或凹坑時(shí),由于測(cè)量滾輪11緊壓工件18表面,測(cè)量滾輪11會(huì)隨著工件18的上下起伏而發(fā)生高度上的變化,這一變化會(huì)被第二位移傳感器21感應(yīng)到,并將這些數(shù)據(jù)傳遞給工作臺(tái),構(gòu)成母線上各點(diǎn)的Z軸坐標(biāo);當(dāng)工件18上存在前后方向的彎曲時(shí),測(cè)量滾輪11也會(huì)在前后方向上發(fā)生位移,這樣,測(cè)量滾輪11會(huì)帶動(dòng)與其相連的后托架9在第一導(dǎo)軌8上進(jìn)行滑動(dòng),這一滑動(dòng)產(chǎn)生的位移會(huì)被第三位移傳感器22記錄,并將這一數(shù)據(jù)傳遞給工作臺(tái),構(gòu)成母線上各點(diǎn)的Y軸坐標(biāo);控制臺(tái)控制第二電機(jī)19開機(jī),使得移動(dòng)主機(jī)架5沿第一滑槽24從右向左運(yùn)動(dòng),第二電機(jī)19為伺服電機(jī),由于伺服電機(jī)可以對(duì)移動(dòng)的距離進(jìn)行精確控制,控制臺(tái)將這一數(shù)據(jù)記錄,構(gòu)成母線上各點(diǎn)的X軸坐標(biāo);這樣就完成了對(duì)一條母線上各點(diǎn)的XYZ軸數(shù)據(jù)的采集,完成一條母線的數(shù)據(jù)采集后,控制臺(tái)控制測(cè)量液壓缸10的活塞桿回到其上限位置,移動(dòng)主機(jī)架5回到初始位置。
在完成工件18的一條母線的測(cè)量后,控制臺(tái)控制第一電機(jī)2開機(jī),對(duì)工件18進(jìn)行一定角度的旋轉(zhuǎn)后,第一電機(jī)2關(guān)機(jī),控制臺(tái)記錄這一旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù),然后重復(fù)上述過(guò)程,對(duì)這條新的母線上各點(diǎn)的XYZ軸數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量采集。在將工件18旋轉(zhuǎn)一周后,就可以得到N條母線的XYZ軸的相關(guān)數(shù)據(jù)。將所獲得的N條母線三維坐標(biāo)通過(guò)控制臺(tái)中的計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理、分析、過(guò)濾,計(jì)算機(jī)在獲得N條母線的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)后會(huì)將這N條母線合成為三維圖,并對(duì)三維圖進(jìn)行去除表面幾何尺寸和形狀誤差的處理,獲得N條工件18軸線的三維彎曲圖,并根據(jù)這些三維彎曲圖篩選出圓周某幾個(gè)角度上需要進(jìn)行矯直的方位,分析出矯直施力點(diǎn)和施力順序;根據(jù)操作人員輸入的工件18的材質(zhì)以及溫度傳感器16提取的工件18表面溫度,確定該溫度下工件18的彈性模量,從而確定矯直力和矯直變形量,在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行模擬仿真試驗(yàn)對(duì)矯直參數(shù)進(jìn)行矯正后,將這一信息轉(zhuǎn)換成需要進(jìn)行加壓矯直的點(diǎn)的三維數(shù)據(jù)。
控制臺(tái)根據(jù)各施力點(diǎn)的施力順序依次將移動(dòng)主機(jī)架5移動(dòng)到第一個(gè)施力點(diǎn)的X軸所表示的位置,控制第一電機(jī)2旋轉(zhuǎn)到達(dá)要求的角度,這樣,矯直機(jī)壓頭7就處于該施力點(diǎn)的正上方;控制臺(tái)控制第三電機(jī)30開機(jī),使得輔助支撐塊17移動(dòng)到需要的位置,再通過(guò)升降液壓缸27調(diào)節(jié)輔助支撐塊17的頂部高度至需要的高度,達(dá)到進(jìn)行輔助支撐的作用;控制臺(tái)控制矯直液壓缸6下壓,使得矯直機(jī)壓頭7下移,根據(jù)計(jì)算機(jī)計(jì)算得到的該施力點(diǎn)的矯直力和矯直變形量數(shù)據(jù),控制矯直液壓缸6動(dòng)作,完成該施力點(diǎn)的矯直過(guò)程。
依照各施力點(diǎn)的施力順序依次完成各施力點(diǎn)的矯直過(guò)程后,再次對(duì)工件18進(jìn)行直線度檢測(cè),若工件18的直線度不符合要求,則繼續(xù)重復(fù)上述矯直、檢測(cè)過(guò)程;若工件18的直線度符合要求,則完成工件18的矯直。
在進(jìn)行工件18的測(cè)量及矯直的過(guò)程中,控制臺(tái)會(huì)控制水泵33開啟,對(duì)矯直液壓缸6、測(cè)量液壓缸10和升降液壓缸27進(jìn)行降溫,防止高溫對(duì)各敏感電氣原件的正常運(yùn)行造成影響。
實(shí)施例2:
如圖2-圖7中所示,該軸類零件檢測(cè)矯直機(jī)包括控制臺(tái)和矯直機(jī)本體,控制臺(tái)獨(dú)立于矯直機(jī)本體設(shè)置或者控制臺(tái)復(fù)合進(jìn)矯直機(jī)本體內(nèi)。
所述的矯直機(jī)本體包括一固定工作臺(tái)1和移動(dòng)主機(jī)架5;在所述的固定工作臺(tái)1的一端設(shè)有第一電機(jī)2,第一電機(jī)2為伺服電機(jī);在第一電機(jī)2的右側(cè)設(shè)有一夾鉗3,夾鉗3通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與第一電機(jī)2相連,第一電機(jī)2能夠?yàn)閵A鉗3在其軸向上的轉(zhuǎn)動(dòng)提供動(dòng)力;在夾鉗3右側(cè)的固定工作臺(tái)1的前后兩側(cè)各設(shè)有一個(gè)支撐塊4;在所述的固定工作臺(tái)1的后側(cè)或前后兩側(cè)沿固定工作臺(tái)1的長(zhǎng)度方向設(shè)有第一滑槽24,所述的移動(dòng)主機(jī)架5上設(shè)有與第一滑槽24相配合的滑動(dòng)機(jī)構(gòu);在移動(dòng)主機(jī)架5的一側(cè)設(shè)有第二電機(jī)19,第二電機(jī)19為伺服電機(jī),第二電機(jī)19通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與移動(dòng)主機(jī)架5相連,第二電機(jī)19能夠?yàn)橐苿?dòng)主機(jī)架5沿設(shè)于固定工作臺(tái)1上的第一滑槽24進(jìn)行左右滑動(dòng)提供動(dòng)力;在移動(dòng)主機(jī)架5上設(shè)有一矯直液壓缸6,矯直液壓缸6的活塞桿底部設(shè)有矯直機(jī)壓頭7,矯直機(jī)壓頭7的中心線與各支撐塊4的對(duì)中面處于同一平面上;在矯直液壓缸6的活塞桿上設(shè)有用于測(cè)量矯直機(jī)壓頭7位移量的第一位移傳感器20;在所述的移動(dòng)主機(jī)架5的右側(cè)水平設(shè)有第一導(dǎo)軌8,在移動(dòng)主機(jī)架5的右側(cè)設(shè)有與第一導(dǎo)軌8相配合的后托架9,后托架9能夠沿第一導(dǎo)軌8進(jìn)行運(yùn)動(dòng);在移動(dòng)主機(jī)架5的右側(cè)設(shè)有用于測(cè)量后托架9位移量的第二位移傳感器21;在后托架9的右側(cè)設(shè)有測(cè)量液壓缸10,測(cè)量液壓缸10的活塞桿底部設(shè)有能夠在豎直方向上隨著工件18的上下起伏而進(jìn)行豎直方向上的位移的測(cè)量滾輪11,在測(cè)量液壓缸10的活塞桿上設(shè)有用于測(cè)量測(cè)量滾輪11位移量的第三位移傳感器22;在移動(dòng)主機(jī)架5上設(shè)有用于測(cè)量工件18溫度的溫度傳感器16;所述的第一電機(jī)2、第二電機(jī)19、矯直液壓缸6、測(cè)量液壓缸10、溫度傳感器16、第一位移傳感器20、第二位移傳感器21、第三位移傳感器22分別與控制臺(tái)電連接。
優(yōu)選的,所述的支撐塊4為V型支撐塊。
優(yōu)選的,所述的矯直液壓缸7為伺服油缸。
優(yōu)選的,所述的測(cè)量滾輪11呈中間凹陷,兩端凸起設(shè)置,測(cè)量滾輪11的凹陷部23的半徑與工件18的橫截面的半徑相同,測(cè)量滾輪11的凹陷部23的曲率與工件18橫截面曲率相同,測(cè)量滾輪11的凹陷部23能夠與工件18的表面相貼合。測(cè)量滾輪11的上部與測(cè)量液壓缸10相連處可以以彈簧相連,在測(cè)量液壓缸10下降到一定高度后,測(cè)量滾輪11能夠與工件18的表面相接觸,同時(shí),在彈簧的張力下能夠給予工件18的表面一定的壓力,這樣,在遇到工件18表面出現(xiàn)具有高低落差時(shí),測(cè)量滾輪11就可以隨著工件18表面的高低起伏在豎直方向上發(fā)生位移,在不影響移動(dòng)主機(jī)架5向左側(cè)移動(dòng)的同時(shí)能夠達(dá)到使測(cè)量滾輪11貼合工件18的表面進(jìn)行運(yùn)動(dòng),從而對(duì)達(dá)到對(duì)工件18在Z軸上的坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量的目的。
以上所述的軸類零件檢測(cè)矯直機(jī),在所述的移動(dòng)主機(jī)架5的左側(cè)水平設(shè)有第二導(dǎo)軌13,在移動(dòng)主機(jī)架5的左側(cè)設(shè)有與第二導(dǎo)軌13相配合的前托架12,前托架12能夠沿第二導(dǎo)軌13進(jìn)行運(yùn)動(dòng);在前托架12的左側(cè)設(shè)有氧化皮清理液壓缸14,氧化皮清理液壓缸14的活塞桿底部設(shè)有鋼刷15;氧化皮清理液壓缸14與控制臺(tái)電連接。鋼刷15的上部與氧化皮清理液壓缸14相連處可以以彈簧相連,在氧化皮清理液壓缸14下降到一定高度后,鋼刷15能夠與工件18的表面相接觸,同時(shí),在彈簧的張力下能夠給予工件18的表面一定的壓力,這樣,在遇到工件18表面出現(xiàn)具有高低落差時(shí),鋼刷15就可以隨著工件18表面的高低起伏在豎直方向上發(fā)生位移,在不影響移動(dòng)主機(jī)架5向左側(cè)移動(dòng)的同時(shí)能夠達(dá)到對(duì)工件18表面的氧化皮進(jìn)行清掃的目的。
以上所述的軸類零件檢測(cè)矯直機(jī),在前托架12的底部設(shè)有一噴氣嘴26,在移動(dòng)主機(jī)架5上設(shè)有空氣泵25,噴氣嘴26通過(guò)管道與空氣泵25的出氣口相連;空氣泵25與控制臺(tái)電連接。
以上所述的軸類零件檢測(cè)矯直機(jī),在固定工作臺(tái)1上設(shè)有輔助支撐塊17,在輔助支撐塊17內(nèi)設(shè)有升降液壓缸27;在升降液壓缸27的活塞桿上設(shè)有用于測(cè)量升降液壓缸27的活塞桿伸縮時(shí)的伸縮量的第四位移傳感器28;在固定工作臺(tái)1的頂部設(shè)有第二滑槽29,在輔助支撐塊17的底部設(shè)有與第二滑槽29相配合的滑動(dòng)機(jī)構(gòu);在輔助支撐塊17的一側(cè)設(shè)有第三電機(jī)30,第三電機(jī)30為伺服電機(jī),第三電機(jī)30通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與輔助支撐塊17相連;第三電機(jī)30能夠?yàn)檩o助支撐塊17沿第二滑槽29進(jìn)行左右滑動(dòng)提供動(dòng)力;在固定工作臺(tái)1上設(shè)有用于測(cè)量輔助支撐塊17沿固定工作臺(tái)1長(zhǎng)度方向上運(yùn)動(dòng)的位移量的第五位移傳感器31;所述的第三電機(jī)30、升降液壓缸27、第四位移傳感器28、第五位移傳感器31分別與控制臺(tái)電連接。
以上所述的軸類零件檢測(cè)矯直機(jī),在所述的固定工作臺(tái)1上設(shè)有水泵33、水箱32和冷卻液回收箱34,水泵33的進(jìn)水口通過(guò)管道與水箱32相連;在所述的矯直液壓缸6、測(cè)量液壓缸10、氧化皮清理液壓缸14和升降液壓缸27內(nèi)都設(shè)有冷卻水管,各冷卻水管的進(jìn)水端分別與水泵33的出水口相連,各冷卻水管的出水端分別與冷卻液回收箱34相連。
在實(shí)施例2中,位移傳感器都選用磁致伸縮位移傳感器。所述的控制臺(tái)包括了對(duì)上述電機(jī)、水泵33、空氣泵25以及各液壓缸的控制操控系統(tǒng),以及對(duì)上述各位移傳感器反饋回的電信號(hào)的處理單元,還包括對(duì)上述信號(hào)進(jìn)行處理后,對(duì)所獲得的N條母線三維坐標(biāo)進(jìn)行處理、分析、過(guò)濾的計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)在獲得N條母線的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)后會(huì)將這N條母線合成為三維圖,并在對(duì)三維圖進(jìn)行去除表面幾何尺寸和形狀誤差后獲得N條工件18軸線的三維彎曲圖,在篩選出圓周某幾個(gè)角度上需要進(jìn)行矯直的方位后,分析出矯直施力點(diǎn)和施力順序;根據(jù)操作人員輸入的工件18的材質(zhì)以及溫度傳感器16提取的工件18表面溫度,確定該溫度下工件18的彈性模量,從而確定矯直力和矯直變形量,在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行模擬仿真試驗(yàn)對(duì)矯直參數(shù)進(jìn)行矯正后,將這一信息通過(guò)電機(jī)、水泵33、空氣泵25以及矯直液壓缸6的控制操控系統(tǒng)以電信號(hào)的形式傳達(dá)給各具體實(shí)施部件,完成檢測(cè)及矯直過(guò)程。
一種使用以上所述的軸類零件檢測(cè)矯直機(jī)進(jìn)行軸類零件的檢測(cè)及矯直的方法,包括以下步驟:
(1)檢測(cè)前準(zhǔn)備工作:將待測(cè)高溫工件18放置于支撐塊4上,工件18的一端用夾鉗3固定,完成檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作;
(2)工件上各母線數(shù)據(jù)的測(cè)量:控制臺(tái)控制測(cè)量液壓缸10開機(jī),使測(cè)量液壓缸10的活塞桿帶動(dòng)測(cè)量滾輪11下降,至測(cè)量滾輪11與工件18的表面相貼合,并能夠給予工件18表面一定的持續(xù)壓力;控制臺(tái)控制第二電機(jī)19開機(jī),使移動(dòng)主機(jī)架5沿第一滑槽24運(yùn)動(dòng);在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,第二電機(jī)19使移動(dòng)主機(jī)架5的運(yùn)動(dòng)位移量構(gòu)成該次測(cè)量的工件18母線的X軸坐標(biāo);在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,當(dāng)工件18在垂直于移動(dòng)主機(jī)架5運(yùn)動(dòng)方向的水平方向上有彎曲量時(shí),測(cè)量滾輪11會(huì)帶動(dòng)測(cè)量液壓缸10在該彎曲方向上發(fā)生偏移,進(jìn)而帶動(dòng)與測(cè)量液壓缸10相連的后托架9在第一導(dǎo)軌8上進(jìn)行滑動(dòng),第三位移傳感器22會(huì)將后托架9在第一導(dǎo)軌8上的隨動(dòng)的位移量記錄并發(fā)送給控制臺(tái),構(gòu)成該次測(cè)量的工件18母線的Y軸坐標(biāo);當(dāng)工件18在豎直方向上存在彎曲量,測(cè)量滾輪11會(huì)隨著這種上下起伏也不斷的在豎直方向上產(chǎn)生位移,第二位移傳感器21會(huì)將測(cè)量滾輪11在豎直方向上的位移量記錄并發(fā)送給控制臺(tái),構(gòu)成該次測(cè)量的工件18母線的Z軸坐標(biāo);
在完成工件18上一條母線的測(cè)量后,控制臺(tái)控制第一電機(jī)2開機(jī),旋轉(zhuǎn)一定角度,控制臺(tái)記錄這一角度的數(shù)據(jù),然后重復(fù)上述過(guò)程,測(cè)量旋轉(zhuǎn)角度后工件18上所對(duì)應(yīng)的新的母線上各點(diǎn)的XYZ軸數(shù)據(jù),并一一記錄在控制臺(tái)中;
待工件18旋轉(zhuǎn)一周后,就完成對(duì)工件18上N條母線上各點(diǎn)的數(shù)據(jù)的測(cè)量及記錄;
(3)數(shù)據(jù)分析及處理:根據(jù)工件18的材料屬性參數(shù)、步驟(2)中所得的各母線的數(shù)據(jù)以及溫度傳感器16提取到的工件18表面溫度,在控制臺(tái)中進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算、模擬和分析,得到工件18的直線度,以及工件18上需要進(jìn)行矯直的各施力點(diǎn)的角度及XYZ軸三維數(shù)據(jù)坐標(biāo)、各施力點(diǎn)進(jìn)行矯直的施力順序以及各施力點(diǎn)需要的矯直力和矯直變形量;
(4)工件的矯直:根據(jù)步驟(3)中計(jì)算得到的各施力點(diǎn)進(jìn)行矯直的施力順序,依次對(duì)工件18上的各施力點(diǎn)進(jìn)行矯直;在選定施力點(diǎn)后,控制臺(tái)控制第一電機(jī)2開機(jī),旋轉(zhuǎn)到該施力點(diǎn)所在母線所在的角度上;控制臺(tái)控制第二電機(jī)19開機(jī),根據(jù)該施力點(diǎn)的X軸坐標(biāo),使移動(dòng)主機(jī)架5移動(dòng)到相應(yīng)的位置,使矯直機(jī)壓頭7處于該施力點(diǎn)的正上方;控制臺(tái)根據(jù)該步驟(3)中計(jì)算得到的該施力點(diǎn)的矯直力和矯直變形量控制矯直液壓缸6開啟,對(duì)該施力點(diǎn)進(jìn)行矯直,其中,在矯直機(jī)壓頭7對(duì)工件18施加壓力,使得工件18進(jìn)行變形的過(guò)程中,第一位移傳感器20會(huì)對(duì)矯直機(jī)壓頭7的位移量進(jìn)行監(jiān)控,根據(jù)步驟(3)中計(jì)算所得的矯直變形量對(duì)矯直機(jī)壓頭7的位移量進(jìn)行監(jiān)測(cè);待該施力點(diǎn)的矯直變形量達(dá)到步驟(3)中所得到的數(shù)值后,完成對(duì)該施力點(diǎn)的矯直過(guò)程;
依照上述對(duì)一個(gè)施力點(diǎn)進(jìn)行矯直的過(guò)程,根據(jù)步驟(3)中計(jì)算得到的各施力點(diǎn)的施力順序,依次對(duì)各施力點(diǎn)進(jìn)行矯直;
(5)再次進(jìn)行直線度檢測(cè):在完成了對(duì)工件18的矯直過(guò)程后,重復(fù)進(jìn)行步驟(2)工件18上各母線數(shù)據(jù)的測(cè)量的過(guò)程和步驟(3)數(shù)據(jù)分析和處理的過(guò)程,得到矯直后工件18的直線度;
(6)直線度判斷:當(dāng)矯直后工件18的直線度達(dá)不到規(guī)定的數(shù)值,重復(fù)步驟(4)工件18的矯直過(guò)程和步驟(5)的再次進(jìn)行直線度檢測(cè)過(guò)程;當(dāng)矯直后工件18的直線度達(dá)到規(guī)定的數(shù)值,完成對(duì)工件18的檢測(cè)及矯直過(guò)程。
本發(fā)明的工作過(guò)程如下:
在進(jìn)行檢測(cè)及矯直前,將高溫工件18放到V型支撐塊上,固定牢固,工件18的一端以?shī)A鉗3夾牢,完成檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作。
首先,需要對(duì)工件18進(jìn)行表面氧化皮進(jìn)行清理,并進(jìn)行工件18的直線度檢測(cè),先通過(guò)控制臺(tái)控制氧化皮清理液壓缸14啟動(dòng),使氧化皮清理液壓缸14的活塞桿下降,從而帶動(dòng)設(shè)于氧化皮清理液壓缸14的活塞桿底部的鋼刷15下降,至工件18表面,隨著移動(dòng)主機(jī)架5沿工件18的長(zhǎng)度方向上的移動(dòng),可以達(dá)到利用鋼刷15對(duì)工件18表面進(jìn)行去除氧化皮的處理;同時(shí),通過(guò)工作臺(tái)控制空氣泵25開啟,將工件18表面被鋼刷15刷下來(lái)的氧化皮進(jìn)行吹掃,防止氧化皮滯留于工件18表面,對(duì)后續(xù)的直線度檢測(cè)過(guò)程造成影響;在移動(dòng)主機(jī)架5向左移動(dòng)一定行程后,開始對(duì)工件18進(jìn)行直線度檢測(cè)。首先控制臺(tái)控制測(cè)量液壓缸10開機(jī),使得測(cè)量液壓缸10的活塞桿下降,從而帶動(dòng)設(shè)于測(cè)量液壓缸10的活塞桿底部的測(cè)量滾輪11下降,直到與工件18相接觸,通過(guò)測(cè)量液壓缸10對(duì)工件18造成一定的壓力;在工件18上存在上下起伏的凸起或凹坑時(shí),由于測(cè)量滾輪11緊壓工件18表面,測(cè)量滾輪11會(huì)隨著工件18的上下起伏而發(fā)生高度上的變化,這一變化會(huì)被第二位移傳感器21感應(yīng)到,并將這些數(shù)據(jù)傳遞給工作臺(tái),構(gòu)成母線上各點(diǎn)的Z軸坐標(biāo);當(dāng)工件18上存在前后方向的彎曲時(shí),測(cè)量滾輪11也會(huì)在前后方向上發(fā)生位移,這樣,測(cè)量滾輪11會(huì)帶動(dòng)與其相連的后托架9在第一導(dǎo)軌8上進(jìn)行滑動(dòng),這一滑動(dòng)產(chǎn)生的位移會(huì)被第三位移傳感器22記錄,并將這一數(shù)據(jù)傳遞給工作臺(tái),構(gòu)成母線上各點(diǎn)的Y軸坐標(biāo);控制臺(tái)控制第二電機(jī)19開機(jī),使得移動(dòng)主機(jī)架5沿第一滑槽24從右向左運(yùn)動(dòng),第二電機(jī)19為伺服電機(jī),由于伺服電機(jī)可以對(duì)移動(dòng)的距離進(jìn)行精確控制,控制臺(tái)將這一數(shù)據(jù)記錄,構(gòu)成母線上各點(diǎn)的X軸坐標(biāo);這樣就完成了對(duì)一條母線上各點(diǎn)的XYZ軸數(shù)據(jù)的采集,完成一條母線的數(shù)據(jù)采集后,控制臺(tái)控制測(cè)量液壓缸10的活塞桿回到其上限位置,移動(dòng)主機(jī)架5回到初始位置。
在完成工件18的一條母線的測(cè)量后,控制臺(tái)控制第一電機(jī)2開機(jī),對(duì)工件18進(jìn)行一定角度的旋轉(zhuǎn)后,第一電機(jī)2關(guān)機(jī),控制臺(tái)記錄這一旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù),然后重復(fù)上述過(guò)程,對(duì)這條新的母線上各點(diǎn)的XYZ軸數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量采集。在將工件18旋轉(zhuǎn)一周后,就可以得到N條母線的XYZ軸的相關(guān)數(shù)據(jù)。將所獲得的N條母線三維坐標(biāo)通過(guò)控制臺(tái)中的計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理、分析、過(guò)濾,計(jì)算機(jī)在獲得N條母線的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)后會(huì)將這N條母線合成為三維圖,并對(duì)三維圖進(jìn)行去除表面幾何尺寸和形狀誤差的處理,獲得N條工件18軸線的三維彎曲圖,并根據(jù)這些三維彎曲圖篩選出圓周某幾個(gè)角度上需要進(jìn)行矯直的方位,分析出矯直施力點(diǎn)和施力順序;根據(jù)操作人員輸入的工件18的材質(zhì)以及溫度傳感器16提取的工件18表面溫度,確定該溫度下工件18的彈性模量,從而確定矯直力和矯直變形量,在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行模擬仿真試驗(yàn)對(duì)矯直參數(shù)進(jìn)行矯正后,將這一信息轉(zhuǎn)換成需要進(jìn)行加壓矯直的點(diǎn)的三維數(shù)據(jù)。
控制臺(tái)根據(jù)各施力點(diǎn)的施力順序依次將移動(dòng)主機(jī)架5移動(dòng)到第一個(gè)施力點(diǎn)的X軸所表示的位置,控制第一電機(jī)2旋轉(zhuǎn)到達(dá)要求的角度,這樣,矯直機(jī)壓頭7就處于該施力點(diǎn)的正上方;控制臺(tái)控制第三電機(jī)30開機(jī),使得輔助支撐塊17移動(dòng)到需要的位置,再通過(guò)升降液壓缸27調(diào)節(jié)輔助支撐塊17的頂部高度至需要的高度,達(dá)到進(jìn)行輔助支撐的作用;控制臺(tái)控制矯直液壓缸6下壓,使得矯直機(jī)壓頭7下移,根據(jù)計(jì)算機(jī)計(jì)算得到的該施力點(diǎn)的矯直力和矯直變形量數(shù)據(jù),控制矯直液壓缸6動(dòng)作,完成該施力點(diǎn)的矯直過(guò)程。
依照各施力點(diǎn)的施力順序依次完成各施力點(diǎn)的矯直過(guò)程后,再次對(duì)工件18進(jìn)行直線度檢測(cè),若工件18的直線度不符合要求,則繼續(xù)重復(fù)上述矯直、檢測(cè)過(guò)程;若工件18的直線度符合要求,則完成工件18的矯直。
在進(jìn)行工件18的測(cè)量及矯直的過(guò)程中,控制臺(tái)會(huì)控制水泵33開啟,對(duì)矯直液壓缸6、測(cè)量液壓缸10、氧化皮清理液壓缸14和升降液壓缸27進(jìn)行降溫,防止高溫對(duì)各敏感電氣原件的正常運(yùn)行造成影響。
以上所述,僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明未詳述之處,均為本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。