曲轴测量随动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于曲轴精密测量技术领域，具体涉及一种曲轴测量随动装置。
【背景技术】
[0002]曲轴是发动机的重要零件，曲轴的加工精度对发动机的性能有重大影响，因此对曲轴加工误差进行精密测量非常重要。传统测量装置测量精度和效率低，测量项目单一。近年来国外迅速发展起来的曲轴综合测量机是一种数控曲轴测量设备，该设备不仅可以测量曲轴主轴颈、连杆颈等径向尺寸，还可以测量曲轴的轴向尺寸，具有精度高、效率高的特点。国内相关科研人员开展了曲轴综合测量机的研发工作，取得了一些成果，但是这些产品的技术性能不太理想，主要体现在测头部分功能单一，轴向测量与径向测量通常不能用同一个测量头完成，施力装置通常采用弹簧或重锤来实现，从而导致测量项目少，测量力不稳定，测量精度低，整机可靠性差等不足。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种曲轴测量随动装置，有效解决传统测量装置测量精度和效率低、测量项目单一的问题。
[0004]本发明所采用的技术方案是:
曲轴测量随动装置，其特征在于:
包括X向测量组件、z向测量组件、底座和底座支架，底座安装在底座支架上，X向测量组件和z向测量组件布置于底座上；
所述X向测量组件包括导向机构、光栅尺和施力装置；
导向机构包括动导轨、静导轨、导轨座和工作台，动导轨和静导轨组成交叉滚柱导轨两副；动导轨与工作台相连，静导轨固定在导轨座上，导轨座安装在底座上，工作台一端通过簧片与X向测量板相连，X向测量板的端部设置有X向测量柱；
光栅尺粘帖在光栅尺支撑板上，光栅尺支撑板固定在工作台的一侧，读数头固定在导轨座上；
施力装置包括第二力矩电机、第一力矩电机、定滑轮、第一滚轮、第二滚轮、复位块和后退钢丝和前进钢丝；定滑轮固定在底座的一端，第二力矩电机和第一力矩电机沿X方向一高一低固定在底座的另一端；第一力矩电机和第二力矩电机上分别安装有第一滚轮和第二滚轮；复位块固定在工作台底面上，其上设置有一上一下两个中心孔；前进钢丝的一端通过上中心孔与复位块连接，另一端绕过定滑轮，缠绕在第一滚轮上；后退钢丝的一端通过下中心孔与复位块连接，另一端缠绕在第二滚轮上；在两个力矩电机所产生力矩的综合作用下，通过钢丝拉动复位块实现工作台在X方向上的运动；
所述Z向测量组件包括z向位移传感器和z向测量球；
Z向位移传感器位于工作台上，Z向测量球设置在X向测量板的一端，X向测量板的另一端设置有Z向复位组件向复位组件包括Z向复位支架、多个复位弹簧和弹簧拉杆，Z向复位支架位于工作台上，通过多个复位弹簧分别与工作台和X向测量板连接。
[0005]本发明具有以下优点:
1)将该随动装置安装于具有坐标测量功能的测量平台上，能够实现曲轴多个轴向和径向参数的精密测量，有效提高测量效率和测量精度。
[0006]2)施力装置使用力矩电机，通过调节力矩电机来调节测量力的大小，调控方便，能够保证工作过程中X向测量力稳定，有效提高测量精度。
[0007]3)弹簧复位机构产生的弹性力与簧片的弹性力的综合作用能够保证z向测量力的稳定，可有效避免系统振动造成的测量球与工件分离现象，大大提高系统稳定性和测量精度。
[0008]4)本发明结构紧凑，操作方便，将其安装到具有坐标测量功能的测量平台上，可以实现曲轴的尺寸和形位公差的精密测量，效率高，精度高，稳定性好。
【附图说明】
[0009]图1是本发明曲轴测量随动装置安装在测量机上的机械结构示意图。
[0010]图2是本发明曲轴测量随动装置的三维轴测图。
[0011]图3是本发明曲轴测量随动装置的剖视图。
[0012]图4是z向复位机构的局部剖视图(A-A剖面图)。
[0013]图中:B-随动装置整体结构，1-x向测量柱，2-z向测量球，3-x向测量板，4_z向复位支架，5-工作台，6-动导轨，7-静导轨，8-导轨座，9-第一滚轮，10-第二滚轮，11-底座，12-底座支架，13-光栅尺支撑板，14-光栅尺，15-读数头，16-簧片，17-z向位移传感器，18-复位块，19-第二力矩电机，20-第一力矩电机，21-后退钢丝，22-前进钢丝，23-定滑轮，24-复位弹簧，25-弹簧拉杆，26-曲轴，27-z轴伺服工作台，28-z轴立柱，29-工件固定座，30-伺服转台，31-机座。
【具体实施方式】
[0014]下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细的说明。
[0015]参见图1，将本发明的曲轴测量随动装置安装于测量机的z轴伺服工作台27上，z轴伺服工作台27与z轴立柱28相连，z轴立柱28固定在机座31上面，机座上面还安装有伺服转台30和工件固定座29。
[0016]参见图2-4，本发明包括X向测量组件、z向测量组件、底座11和底座支架12，底座11安装在底座支架12上，X向测量组件和z向测量组件布置于底座11上；
所述X向测量组件包括导向机构、光栅尺14和施力装置；
导向机构包括动导轨6、静导轨7、导轨座8和工作台5，动导轨6和静导轨7组成交叉滚柱导轨两副；动导轨6与工作台5相连，静导轨7固定在导轨座8上，导轨座8安装在底座11上，工作台5 —端通过簧片16与X向测量板3相连，X向测量板3的端部设置有X向测量柱1 ;
光栅尺14粘帖在光栅尺支撑板13上，光栅尺支撑板13固定在工作台5的一侧，读数头15固定在导轨座8上；
施力装置包括第二力矩电机19、第一力矩电机20、定滑轮23、第一滚轮9、第二滚轮10、复位块18和后退钢丝21和前进钢丝22 ;定滑轮23固定在底座11的一端，第二力矩电机19和第一力矩电机20沿X方向一高一低固定在底座11的另一端；第一力矩电机20和第二力矩电机19上分别安装有第一滚轮9和第二滚轮10 ;复位块18固定在工作台5底面上，其上设置有一上一下两个中心孔；前进钢丝22的一端通过上中心孔与复位块18连接，另一端绕过定滑轮23，缠绕在第一滚轮9上；后退钢丝21的一端通过下中心孔与复位块18连接，另一端缠绕在第二滚轮10上；在两个力矩电机所产生力矩的综合作用下，通过钢丝拉动复位块18实现工作台5在X方向上的运动；
所述z向测量组件包括z向位移传感器17和z向测量球2 ；
z向位移传感器17位于工作台5上，z向测量球2设置在X向测量板3的一端，X向测量板3的另一端设置有z向复位组件；z向复位组件包括z向复位支架4、多个复位弹簧24和弹簧拉杆25，z向复位支架4位于工作台5上，通过多个复位弹簧24分别与工作台5和X向测量板3连接。复位弹簧24设置有三个包括两侧的两个和中间的一个。
[0017]曲轴测量随动装置使用时安装在具有数控功能的测量机z轴伺服工作台27上，测量曲轴主轴颈或连杆径的径向参数时，控制X向测量柱1与主轴颈或连杆颈接触，随着曲轴的旋转，工作台5沿X方向前进或后退，通过控制第二力矩电机19、第一力矩电机20的电流来控制X向测量柱1与曲轴径的接触力，轴颈的误差由光栅尺14和读数头15测得；测量轴向参数时，控制随动装置沿z方向运动，z向测量球2与曲轴轴肩接触，X向测量板3在簧片16处发生偏转，通过z向位移传感器17获得各轴向尺寸的误差值。
[0018]本发明的工作原理是:通过导向机构和施力装置实现X向测量柱1在X方向的测量动作，当X向测量柱1与曲轴26接触时，X向测量柱1测得的位移变化量由光栅尺14和读数头15测得，通过第一力矩电机20和第二力矩电机19产生力矩的综合作用，可保证X向测量力稳定。通过X向测量板3和簧片16组成的杠杆机构完成z方向的测量动作，z向测量柱2测得的z向位移变化量由z向位移传感器17测得，工作过程中，当z向测量柱2的上端与工件表面接触时，通过两侧的复位弹簧24与簧片16产生的弹性力产生稳定的测量力，当z向测量柱2的下端与工件表面接触时，通过中间的复位弹簧24与簧片16产生的弹性力产生稳定的测量力，此时z向测量范围由工作台5的凹槽A的深度限定。
[0019]本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.曲轴测量随动装置，其特征在于: 包括X向测量组件、Z向测量组件、底座(11)和底座支架(12)，底座(11)安装在底座支架(12)上，X向测量组件和z向测量组件布置于底座(11)上； 所述X向测量组件包括导向机构、光栅尺(14)和施力装置； 导向机构包括动导轨(6)、静导轨(7)、导轨座(8)和工作台(5)，动导轨(6)和静导轨(7)组成交叉滚柱导轨两副；动导轨(6)与工作台(5)相连，静导轨(7)固定在导轨座(8)上，导轨座(8 )安装在底座(11)上，工作台(5 ) —端通过簧片(16 )与X向测量板(3 )相连，X向测量板(3)的端部设置有X向测量柱(I); 光栅尺(14)粘帖在光栅尺支撑板(13)上，光栅尺支撑板(13)固定在工作台(5)的一侦牝读数头(15)固定在导轨座(8)上； 施力装置包括第二力矩电机(19)、第一力矩电机(20)、定滑轮(23)、第一滚轮(9)、第二滚轮(10 )、复位块(18 )和后退钢丝(21)和前进钢丝(22 );定滑轮(23 )固定在底座(11)的一端，第二力矩电机(19)和第一力矩电机(20)沿X方向一高一低固定在底座(11)的另一端；第一力矩电机(20)和第二力矩电机(19)上分别安装有第一滚轮(9)和第二滚轮(10);复位块(18 )固定在工作台(5 )底面上，其上设置有一上一下两个中心孔；前进钢丝(22 )的一端通过上中心孔与复位块(18)连接，另一端绕过定滑轮(23)，缠绕在第一滚轮(9)上；后退钢丝(21)的一端通过下中心孔与复位块(18)连接，另一端缠绕在第二滚轮(10)上；在两个力矩电机所产生力矩的综合作用下，通过钢丝拉动复位块(18)实现工作台(5)在X方向上的运动； 所述z向测量组件包括z向位移传感器(17)和z向测量球(2); z向位移传感器(17)位于工作台(5)上，z向测量球(2)设置在X向测量板(3)的一端，X向测量板(3)的另一端设置有z向复位组件；z向复位组件包括z向复位支架(4)、多个复位弹簧(24 )和弹簧拉杆(25 )，z向复位支架(4 )位于工作台(5 )上，通过多个复位弹簧(24)分别与工作台(5)和X向测量板(3)连接。
【专利摘要】本发明涉及一种曲轴测量随动装置，可解决传统测量装置测量精度和效率低、测量项目单一的问题。包括x向测量组件和z向测量组件；x向测量组件包括导向机构、光栅尺和施力装置，施力装置中的定滑轮固定在底座的一端，两个力矩电机沿x方向一高一低固定在底座的另一端，每个力矩电机安装有一个滚轮，复位块固定在工作台底面上，其上设置有上下两个中心孔，前进钢丝的一端通过上中心孔与复位块连接，另一端绕过定滑轮，缠绕在第一滚轮上，后退钢丝的一端通过下中心孔与复位块连接，另一端缠绕在第二滚轮上。本发明结构紧凑，操作方便，安装于具有坐标测量功能的测量平台上，可实现曲轴的尺寸和形位公差的精密测量，效率高，精度高，稳定性好。
【IPC分类】G01B11/00, G01B21/00
【公开号】CN105241376
【申请号】CN201510568593
【发明人】田慧慧, 王亚晓, 王冠伟, 贾建军, 王洪喜, 刘亚文
【申请人】西安工业大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月9日