专利名称：凸轮轴形面误差综合测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是对摩托车发动机凸轮轴形面综合误差进行精密测量的设备，属于机械装置。
背景技术：
原有的摩托车发动机凸轮轴形面综合误差的测量一般采用带阿贝头的光学分度头测量仪测量，这种测量方式属人工手动测量方式，测量效率较低，人为测量的分散性较大。另外由于光学分度头测量仪是卧式测量结构，容易造成被测凸轮轴的安装偏心和挠度变形，很难满足凸轮轴形面综合误差的精密测量。
另外一种测量方式是采用数显光学分度头和阿贝头改造的卧式凸轮轴测量仪测量，这种测量方式由电机驱动分度头主轴带动凸轮轴旋转，计算机自动采集阿贝头的测量数据，测量出桃形的形面综合误差，各桃形和轴径测量的轴向移动仍然由人工调整，是半自动测量方式。同时没有摆脱光学分度头测量仪的卧式测量结构，被测凸轮轴的安装偏心和挠度变形仍然影响测量精度。
本实用新型的目的是采用立式测量结构，被测凸轮轴垂直安装，这样可降低安装偏心和挠度变形对测量精度的影响，实现凸轮轴形面综合误差的精密测量。测头在垂直测量立柱上自动实现轴向移动，因而可以完成被测凸轮轴一次装卡的全自动测量，满足大规模摩托车制造业的凸轮轴精密测量需求。
发明内容
如图1所示，该仪器采用立式测量结构，由精密滚动轴系和上顶尖(2)构成工件的回转中心，被测量凸轮轴(6)随主轴(1)产生回转运动，并由与主轴(1)同心的圆光栅编码器(5)做精密圆分度，测头(4)在工件的径向接触测量面，随测量面产生径向移动，由径向测量传感器(3)测量出每一分度的径向位移，计算机根据被测量凸轮轴参数计算出被测量凸轮轴(6)桃形面的各项误差。
本实用新型的具体结构如图2所示，由主机底座(7)、主轴(1)、测量滑架(8)、上顶尖(2)、圆光栅编码器(5)、定位装置(9)、测头(4)、上顶尖滑座(10)、垂直导轨电机(11)、测量立柱(12)、径向测量传感器(3)、测量重锤(13)、径向电机(14)、滚珠丝杠(15)构成，其连接关系为在主机底座(7)内装有主轴驱动系统、主轴(1)和圆光栅编码器(5)，在主轴(1)外侧装有定位装置(9)；测量滑架(8)通过滚珠丝杠(15)连接在测量立柱(12)上，由垂直导轨电机(11)驱动做轴向移动，在测量滑架(8)上安装测头(4)和径向测量传感器(3)，由径向电机(14)和测量重锤(13)驱动测量滑架(8)径向移动，在测量立柱(12)的侧向安装上顶尖滑座(10)和上顶尖(2)，被测量凸轮轴(6)置于主轴(1)和上顶尖(2)之间。
本实用新型适合于摩托车发动机凸轮轴形面综合误差的精密测量，可在一次装卡中全自动测量各桃形的升程误差、角度误差、速度曲线和加速度曲线、各桃之间相位夹角误差、各轴径的径向跳动误差、椭圆度误差、桃形柱面锥度误差等。为摩托车发动机的凸轮轴检测提供可靠手段。
图1为测量原理图；1-主轴 2-上顶尖 3-径向测量传感器 4-测头5-圆光栅编码器 6-被测量凸轮轴图2为凸轮轴形面误差综合测量仪结构图；1-主轴 2-上顶尖 3-径向测量传感器 4-测头5-圆光栅编码器 6-被测量凸轮轴 7-主机底座8-测量滑架 9-定位装置 10-上顶尖滑座 11-垂直导轨电机12-测量立柱 13-测量重锤 14-径向电机 15-滚珠丝杠图3为主机控制操作面板图；图4为被测量凸轮轴安装图；1-主轴 2-上顶尖 4-测头 6-被测量凸轮轴10-上顶尖滑座 16-锁紧手轮 17-上顶尖抬起手柄图5为凸轮轴测量流程图；具体实施方式
主机控制操作面板如图3所示，每个按键分别为指示灯，“测量”为测量按键，并为指示灯，按下此键，则灯亮，本仪器进入自动测量方式，此时“主轴”、“径向”、“垂直”的手动键失效；再按“测量”键时，“测量”键抬起，灯不亮，本仪器进入手动测量方式，此时可以按“主轴”、“径向”、“垂直”手动键，则可调整主轴和测头位置；“主轴”顺时针转动按键被按下时，此灯亮，主轴顺时针转动，并保持转动状态，此时，可以调整主轴转动的角度位置。手动测量时按下该键，实现主轴转动；按起时，灯不亮，主轴停止转动；当进入自动测量方式时，该键失效。
“主轴”逆时针转动按键被按下时，灯亮，主轴逆时针转动，状态保持，可以调整主轴转动的角度位置，手动测量时按下该键，实现主轴转动；按起时，灯不亮，主轴停止转动；当采用自动测量方式时，该键失效。
“径向”测头前进按键“←”按下时，灯亮，径向测头前进，可以调整测头与工件的接触位置；按键状态为点位控制，松开此键，灯灭，径向测头停止移动；当采用自动测量方式时，该键失效。
“径向”测头后退按键“→”按下时，灯亮，径向测头后退，可以调整测头与工件的接触位置；按键状态为点位控制，松开此键，灯灭，径向测头停止移动；当采用自动测量方式时，该键失效。
“垂直”上升按键“↑”按下时，灯亮，测头则垂直上升移动，此时可以调整测头与工件在轴向不同截面的接触位置；按键状态为点位控制，松开此键，灯灭，测头停止垂直移动；当采用自动测量方式时，该键失效。
“垂直”下降按键“↓”按下时，灯亮，测头则垂直下降移动，此时可以调整测头与工件在轴向不同截面的接触位置；按键状态为点位控制，松开时，灯灭，测头停止垂直移动；当采用自动测量方式时，该键失效。
“电源”按键被按下时，灯亮，主机与控制电箱电源接通，此时可以控制主轴和测头运动。
仪器主机操作该仪器采用立式测量结构，被测量凸轮轴(6)垂直安装在主轴(1)与上顶尖(2)之间，通过控制操作面板按键，可以方便地调整测头(4)在径向和垂直方向的移动，可以采用计算机自动控制方式或手控半自动方式完成测量过程。具体操作如图4所示选择安装合适的测头(4)首先根据被测量凸轮轴(6)的要求，选择合适的测头(4)，然后控制操作面板，按“径向”前进键“←”，使测量滑架(8)从测量立柱(12)中移出，把测头(4)安装到测量滑架(8)上，在水平和垂直两个方向上紧固测头(4)，测头(4)安装完毕后，应按“径向”后退键“→”，使测头(4)退回径向零位。
移动上顶尖滑座(10)旋紧上顶尖滑座(10)的锁紧手轮(16)，使上顶尖滑座(10)与测量立柱(12)的导轨小间隙松开，用手托住上顶尖滑座(10)，可以上下移动上顶尖滑座(10)，松开上顶尖滑座(10)的锁紧手轮(16)，上顶尖滑座(10)与测量立柱(12)的导轨锁紧。
安装被测量凸轮轴(6)首先清洗被测量凸轮轴(6)的各测量面和两端的顶尖孔，松开上顶尖滑座(10)，调整主轴(1)和上顶尖(2)距离，满足被测量凸轮轴(6)的轴向安装，选择合适的定位装置(9)，并与主轴(1)下顶尖连接，压下上顶尖抬起手柄(17)，置被测量凸轮轴(6)于主轴(1)和上顶尖(2)之间，调整定位装置(9)与被测量凸轮轴(6)可靠连接，被测量凸轮轴(6)安装完毕。
移动测头(4)与被测量凸轮轴(6)测量面接触当测头(4)和被测量凸轮轴(6)分别安装合适后，可以按“径向”前进键“←”，使测头(4)伸出一部分，调整测头(4)在垂直方向上与被测量凸轮轴(6)不发生干涉，选择被测量截面，按“径向”前进键“←”，使测头(4)与被测量凸轮轴(4)测量面接触。
本实用新型典型凸轮轴测量流程如图5所示按下操作控制面板“电源”键，接通电源，再选择安装合适的测头(4)，调整上顶尖滑座(10)的位置，安装被测量凸轮轴(6)，然后调整定位装置(9)弹性安装，按操作控制面板“径向”键，移动测头(4)与被测量面接触，观察主轴(1)转动时测头(4)与被测量凸轮轴(6)轴向是否干涉。再操作测量软件，选择、输入测量参数和测量项目，操作控制面板，选择“测量”键置自动测量或手动测量状态，随后开始测量(自动或手动)，选择测量结果输出方式，测量完毕按起操作控制面板“电源”键，断开电源。
权利要求1.一种凸轮轴形面误差综合测量仪，是由主机底座(7)、主轴(1)、测量滑架(8)、上顶尖(2)、圆光栅编码器(5)、定位装置(9)、测头(4)、上顶尖滑座(10)、垂直导轨电机(11)、测量立柱(12)、径向测量传感器(3)、测量重锤(13)、径向电机(14)、滚珠丝杠(15)构成，其特征在于，仪器采用立式测量结构；在主机底座(7)内装有主轴驱动系统、主轴(1)和圆光栅编码器(5)，在主轴(1)外侧装有定位装置(9)；测量滑架(8)通过滚珠丝杠(15)连接在测量立柱(12)上，由垂直导轨电机(11)驱动做轴向移动，在测量滑架(8)上安装测头(4)和径向测量传感器(3)，由径向电机(14)和测量重锤(13)驱动其径向移动，在测量立柱(12)的侧向安装上顶尖滑座(10)和上顶尖(2)，被测量凸轮轴(6)置于主轴(1)和上顶尖(2)之间。
专利摘要凸轮轴形面误差综合测量仪属于对摩托车发动机凸轮轴形面综合误差测量的仪器。该仪器可在一次装卡中全自动测量各桃形的升程误差、角度误差、速度曲线和加速度曲线、各桃之间相位夹角误差、各轴径的径向跳动误差、椭圆度误差、桃形柱面锥度误差等。本实用新型为测量主机。主机由底座、主轴、上顶尖、垂直立柱、测头、操作面板构成。该主机采用立式测量结构，由主轴和上顶尖构成工件的回转中心，被测量凸轮轴随主轴产生回转运动，并由与主轴同心的圆光栅编码器做精密圆分度，测头在工件的径向接触被测量面，随测量面产生径向移动，由长光栅传感器测量出每一分度的径向位移，计算机根据被测量凸轮轴参数计算出凸轮轴桃形的各项误差。
文档编号G01B5/00GK2618137SQ0223862
公开日2004年5月26日 申请日期2002年6月14日 优先权日2002年6月14日
发明者李健, 陈洪安, 周华聪, 石翔咏, 李继峰 申请人:北京中科恒业中自技术有限公司