專利名稱：多孔同軸度誤差的測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多孔同軸度誤差的測(cè)量技術(shù)，特別是涉及由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制測(cè)量多孔同軸度誤差的裝置。
多孔同軸度誤差的測(cè)量通常是機(jī)械制造行業(yè)中的重要環(huán)節(jié)。如在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)制造行業(yè)，缸體上的曲軸孔、凸輪軸孔同軸度精度是保證缸體質(zhì)量的重要技術(shù)指標(biāo)，它對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能有較大影響，因此方便準(zhǔn)確地測(cè)量其同軸度誤差是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)制造行業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)于缸體曲軸孔、凸輪軸孔同軸度誤差的檢測(cè)，歷來各廠家都采用綜合量規(guī)法(心棒法)進(jìn)行合格(量規(guī)通過)與不合格(量規(guī)通不過)的定性檢測(cè)，對(duì)于不合格的缸體，既不能確定是由于那個(gè)被測(cè)孔導(dǎo)致缸體的不合格，又不能提供被測(cè)孔相對(duì)于基準(zhǔn)的誤差大小和方向，測(cè)量誤差大且不能提供為加工中調(diào)整機(jī)床和質(zhì)量管理所需的數(shù)據(jù)。
本實(shí)用新型的目的在于避免已有技術(shù)的不足之處，而提供一種由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制測(cè)量過程，既能迅速確定出不合格的被測(cè)孔、又能迅速提供被測(cè)孔相對(duì)于基準(zhǔn)的誤差大小和方向、測(cè)量精度和效率高的多孔同軸度誤差的測(cè)量裝置。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的測(cè)量裝置，它包括自動(dòng)控制測(cè)量過程的計(jì)算機(jī)、顯示裝置、打印裝置、作為測(cè)量部件的裝有傳感器的轉(zhuǎn)軸、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸軸向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)、可移動(dòng)的工作臺(tái)、和測(cè)量角度的角度發(fā)訊盤和光電傳感器，被測(cè)工件安置在可移動(dòng)的工作臺(tái)上，被測(cè)孔向?qū)χD(zhuǎn)軸，每個(gè)被測(cè)孔由安裝在轉(zhuǎn)軸上的相應(yīng)傳感器測(cè)量，電機(jī)通過x，y雙向彈性聯(lián)軸器帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角度發(fā)訊盤安置在與轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)的部位，光電傳感器安置在相對(duì)轉(zhuǎn)軸靜止的殼體上，轉(zhuǎn)軸、電機(jī)和殼體聯(lián)結(jié)成一體，在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下沿導(dǎo)軌移動(dòng)。
本實(shí)用新型為了使發(fā)明目的得到更好地實(shí)現(xiàn)，還采取了以下技術(shù)措施被測(cè)工件的每個(gè)被測(cè)孔由一個(gè)或兩個(gè)傳感器掃描測(cè)量，所有的傳感器設(shè)置在轉(zhuǎn)軸的同一軸截面內(nèi)，安裝有計(jì)算機(jī)CPU板和傳感器電路板的支架與轉(zhuǎn)軸固定安裝在一起，位于轉(zhuǎn)軸與電機(jī)之間；測(cè)量裝置為立式結(jié)構(gòu)，裝配聯(lián)結(jié)成一體的電機(jī)、支架和轉(zhuǎn)軸，通過端面浮動(dòng)軸承懸掛在可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)的滑架上，懸掛體的重量由鏈輪支承著的鏈條另一端所懸掛的平衡重錘平衡；轉(zhuǎn)軸下端為錐面結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)軸為兩端支承，上端通過軸承套的外圓錐面定位支承在被測(cè)工件最上端的孔端，下端通過具有特殊結(jié)構(gòu)的軸承徑向定位，軸承的結(jié)構(gòu)是由滑套帶動(dòng)定位鋼球移動(dòng)使外圓為錐面的下軸承套脹緊于下端被測(cè)孔內(nèi)；驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸作軸向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置為氣缸活塞結(jié)構(gòu)，安裝在轉(zhuǎn)軸上的傳感器為帶觸頭的電渦流式傳感器。
附圖1是本實(shí)用新型的測(cè)量裝置的整體布局示意圖。
附圖2是本實(shí)用新型的定位測(cè)量原理圖。
以下結(jié)合
通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。實(shí)施例是本實(shí)用新型應(yīng)用于第二汽車制造廠引進(jìn)美國(guó)Cummins公司技術(shù)加工的EQ153柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體曲軸孔、凸輪軸孔同軸度誤差測(cè)量裝置。被測(cè)工件為6缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，被測(cè)的曲軸孔、凸輪軸孔各為7個(gè)。測(cè)量裝置為立式結(jié)構(gòu)。被測(cè)缸體(12)吊裝在小車工作臺(tái)(13)上，小車工作臺(tái)可于吊裝工位和測(cè)量工位鎖緊在軌道支架上。(11)是測(cè)量凸輪軸孔同軸度誤差的轉(zhuǎn)軸，(10)是測(cè)量曲軸孔同軸度誤差的轉(zhuǎn)軸。每個(gè)轉(zhuǎn)軸都分別裝有7個(gè)帶觸頭的電渦流式傳感器(20)，每個(gè)轉(zhuǎn)軸上的所有傳感器位于同一軸截面內(nèi)，測(cè)量時(shí)，每個(gè)傳感器掃描測(cè)量相應(yīng)的曲軸孔或凸輪軸孔。每個(gè)轉(zhuǎn)軸分別與各自裝有計(jì)算機(jī)CPU板、傳感器電路板(16)的支架(17)固定聯(lián)結(jié)成一體，再分別通過x，y雙向彈性聯(lián)軸器(15)與各自的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(14)聯(lián)結(jié)，電機(jī)安置在殼體(9)內(nèi)，分別構(gòu)成測(cè)量曲軸孔和凸輪軸孔同軸度誤差的測(cè)量部件。測(cè)量角度的光電傳感器(18)和角度發(fā)訊盤(19)分別固定在殼體(9)和支架(17)上。測(cè)量曲軸孔的測(cè)量部件和測(cè)量凸輪軸孔的測(cè)量部件分別通過可在兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的鉸鏈和端面浮動(dòng)軸承(7)懸掛在同一個(gè)滑動(dòng)支架(6)上，兩個(gè)測(cè)量部件的重量由鏈輪(5)支承著的鏈條(4)另一端所懸掛的平衡重錘(2)平衡。作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的氣缸活塞(3)通過滑架(6)帶動(dòng)測(cè)量部件上下軸向移動(dòng)，使裝有傳感器的轉(zhuǎn)軸進(jìn)入或退出被測(cè)的曲軸孔或凸輪軸孔。(1)是測(cè)量裝置的機(jī)架。
測(cè)量時(shí)，先將被測(cè)缸體使其曲軸孔、凸輪軸孔垂直向上地安置在小車工作臺(tái)上，再將被測(cè)缸體送至使其被測(cè)孔向?qū)χD(zhuǎn)軸的測(cè)量位置并鎖緊。氣缸活塞(3)在計(jì)算機(jī)的控制下，驅(qū)動(dòng)測(cè)量部件向下移動(dòng)，由于轉(zhuǎn)軸的端部為錐面和整個(gè)測(cè)量部件通過可在兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的鉸鏈和端面浮動(dòng)軸承懸掛在滑架上，裝有傳感器的轉(zhuǎn)軸自動(dòng)地進(jìn)入被測(cè)的曲軸孔和凸輪軸孔。轉(zhuǎn)軸插入到位時(shí)，殼體(9)下端90°的錐面(21)與被測(cè)缸體最上端的曲軸孔(凸輪軸孔)接觸定位，同時(shí)轉(zhuǎn)軸下端軸承(22)自脹緊定位于缸體最下端的曲軸孔(凸輪軸孔)內(nèi)，軸承(22)的結(jié)構(gòu)是由滑套帶動(dòng)定位鋼球移動(dòng)使外圓為錐面的下軸承套脹緊于被測(cè)孔內(nèi)。電動(dòng)機(jī)在計(jì)算機(jī)的控制下啟動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)一周，到位自動(dòng)停止。旋轉(zhuǎn)中各傳感器對(duì)缸體的1、2、3、4、5、6、7曲軸孔、凸輪軸孔的一個(gè)截面的輪廊進(jìn)行掃描，計(jì)算機(jī)根據(jù)角度發(fā)訊盤與光電傳感器每10°發(fā)出的信號(hào)，分別采集記錄各傳感器36個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算出最小二乘圓心，再計(jì)算出2、3、4、5、6各孔圓心到1、7孔圓心連線的距離的2倍，即為被測(cè)孔相對(duì)基準(zhǔn)的同軸度誤差。測(cè)量掃描過程中，屏幕上分別依次顯示曲軸孔、凸輪軸孔中各孔每一采樣點(diǎn)的測(cè)量值，測(cè)量結(jié)束即顯示各被測(cè)孔圓心相對(duì)基準(zhǔn)的坐標(biāo)值、坐標(biāo)示意圖形和同軸度誤差值，打印機(jī)打印所顯示的測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)及示意圖。
在本實(shí)用新型中由于采用了每個(gè)被測(cè)孔以各自對(duì)應(yīng)的，具有平均效應(yīng)的電渦流傳感器測(cè)量；測(cè)量曲軸孔的所有傳感器與測(cè)量凸輪軸孔的所有傳感器分別安裝在各自轉(zhuǎn)軸的同一軸截面內(nèi)；轉(zhuǎn)軸定位支承于被測(cè)的曲軸孔、凸輪軸孔上下兩端孔內(nèi)；轉(zhuǎn)軸帶著傳感器旋轉(zhuǎn)對(duì)各孔實(shí)際輪廓進(jìn)行掃描測(cè)量一周，到位自動(dòng)停止；整個(gè)測(cè)量過程由計(jì)算機(jī)實(shí)施控制數(shù)據(jù)采集、計(jì)算各孔的最小二乘圓心及被測(cè)孔相對(duì)基準(zhǔn)孔的同軸度誤差等先進(jìn)技術(shù)措施，保證了本實(shí)用新型的高效率、高精度測(cè)量，使得本實(shí)用新型只須一次安裝缸體便可在3分鐘測(cè)出曲軸孔、凸輪軸孔的同軸度誤差，測(cè)量不確定度達(dá)到≤2μm的水平，顯示裝置和打印機(jī)隨著測(cè)量過程的進(jìn)行，顯示和打印被測(cè)孔中心相對(duì)于基準(zhǔn)的坐標(biāo)值、坐標(biāo)示意圖形和同軸度誤差值，為加工中調(diào)整機(jī)床和工廠質(zhì)量管理提供了可靠的依據(jù)。
本實(shí)用新型除具有上述優(yōu)點(diǎn)外，還具有被測(cè)缸體安裝精度要求低的優(yōu)點(diǎn)。由于本實(shí)用新型為立式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)軸的下端部為圓錐面，整個(gè)測(cè)量部件通過可兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的鉸鏈和端面浮動(dòng)軸承懸掛在滑動(dòng)支架上，因此只要轉(zhuǎn)軸端部錐體進(jìn)入被測(cè)孔，整個(gè)轉(zhuǎn)軸就可插入被測(cè)孔中，進(jìn)行高精度的測(cè)量。
本實(shí)用新型具有自動(dòng)化程度高、測(cè)量精度高、檢測(cè)速度快，操作方便，運(yùn)行可靠，技術(shù)先進(jìn)的特點(diǎn)，是測(cè)量多孔同軸度誤差的圓滿技術(shù)，解決了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)制造行業(yè)長(zhǎng)期渴望解放而未解決的問題，為他們提供了檢測(cè)缸體曲軸孔、凸輪軸孔同軸度誤差的有力手段。
本實(shí)用新型不限于附圖及實(shí)施例所描述的形式。
權(quán)利要求1.一種多孔同軸度誤差的測(cè)量裝置，包括自動(dòng)控制測(cè)量過程的計(jì)算機(jī)、顯示裝置、打印裝置，其特征在于還包括裝有傳感器(20)的轉(zhuǎn)軸(10)、(11)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸軸向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置(3)、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)(14)、可移動(dòng)的工作臺(tái)(13)、和測(cè)量角度的角度發(fā)訊盤(19)和光電傳感器(18)，被測(cè)工件(12)安置在可移動(dòng)的工作臺(tái)(13)上，被測(cè)孔向?qū)χD(zhuǎn)軸(10)、(11)，每個(gè)被測(cè)孔由安裝在轉(zhuǎn)軸上的相應(yīng)傳感器(20)測(cè)量，電機(jī)通過x，y雙向彈性聯(lián)軸器(15)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，色度發(fā)訊盤安置在與轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)的部位，光電傳感器安置在相對(duì)轉(zhuǎn)軸靜止的殼體(9)上，轉(zhuǎn)軸、電機(jī)和殼體聯(lián)結(jié)成一體，在驅(qū)動(dòng)裝置(3)的驅(qū)動(dòng)下沿導(dǎo)軌(8)移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于被測(cè)工件的每個(gè)被測(cè)孔由一個(gè)或兩個(gè)傳感器掃描測(cè)量，全部傳感器設(shè)置在轉(zhuǎn)軸的同一軸截面內(nèi)，安裝有計(jì)算機(jī)CPU板和傳感器電路板(16)的支架(17)與轉(zhuǎn)軸固定安裝在一起，位于轉(zhuǎn)軸與電機(jī)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)量裝置，其特征在于測(cè)量裝置為立式結(jié)構(gòu)，裝配聯(lián)結(jié)成一體的電機(jī)(14)、支架(17)和轉(zhuǎn)軸(10)、(11)，通過端面浮動(dòng)軸承(7)懸掛在沿導(dǎo)軌(8)可滑動(dòng)的滑架(6)上，懸掛體的重量由鏈輪(5)支承著的鏈條(4)懸掛的平衡重錘(2)平衡。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)量裝置，其特征在于轉(zhuǎn)軸下端為錐面，轉(zhuǎn)軸為兩端支承，上端通過軸承套的外圓錐面(21)定位支承在被測(cè)工件最上端孔的孔端，下端通過軸承(22)徑向定位，其結(jié)構(gòu)是由滑套帶動(dòng)定位鋼球移動(dòng)使外圓為錐面的下軸承套脹緊于下端被測(cè)孔內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)量裝置，其特征在于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸作軸向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置為氣缸活塞結(jié)構(gòu)，安裝在轉(zhuǎn)軸上的傳感器為帶觸頭的電渦流式傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)量裝置，其特征在于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸作軸向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置為氣缸活塞結(jié)構(gòu)，安裝在轉(zhuǎn)軸上的傳感器為帶觸頭的電渦流式傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型是測(cè)量多孔同軸度誤差的裝置。包括計(jì)算機(jī)、顯示裝置、打印裝置、裝有傳感器的轉(zhuǎn)軸、驅(qū)動(dòng)裝置等。每個(gè)被測(cè)孔由對(duì)應(yīng)的傳感器測(cè)量，測(cè)量同一同軸度誤差的所有傳感器安裝在轉(zhuǎn)軸的同一軸截面內(nèi)，轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一周，傳感器對(duì)被測(cè)孔實(shí)際輪廓進(jìn)行掃描測(cè)量。計(jì)算機(jī)根據(jù)傳感器獲得的數(shù)據(jù)，計(jì)算被測(cè)孔最小二乘圓心，及各孔關(guān)于基準(zhǔn)的距離，從而求得被測(cè)孔相對(duì)基準(zhǔn)孔的同軸度誤差。本實(shí)用新型具有自動(dòng)化程度高、測(cè)量精度高、檢測(cè)速度快、運(yùn)行可靠、操作方便、技術(shù)先進(jìn)等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01B21/22GK2107008SQ91214829
公開日1992年6月10日 申請(qǐng)日期1991年8月13日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月13日
發(fā)明者胥尚焜, 陳文章, 吳瑞, 田貴云, 黃鳳翔 申請(qǐng)人:成都科技大學(xué)