有一个用于支撑被测曲轴（7) 的齿轮轴颈（10)的后颈托（2)，在所述的前颈托（3)和后颈托（2)之间设置有3个W上的 与所述被测曲轴（7)的主轴颈（9)相对应的主轴颈测量架巧），在每两个主轴颈测量架巧） 之间设置有一个与所述被测曲轴（7)的偏屯、轴颈（8)相对应的偏屯、轴颈测量架（4)，每一个 主轴颈测量架（5)和每一个偏屯、轴颈测量架（4)上分别设置有两个用于对所述主轴颈巧） 或偏屯、轴颈（8)进行测量的激光位移传感器化）。2. 根据权利要求1所述的曲轴各轴颈中屯、位置度测量装置，其特征在于，所述的主轴 颈测量架（5)是由具有倾斜平面的第一支架（41)和具有倾斜平面平面的第二支架（42) - 体构成的V型结构，所述的用于对所述的主轴颈（9)进行测量的两个激光位移传感器化） 分别设置在所述第一支架（41)和第二支架（42)上，并且，所述两个激光位移传感器（6)的 激光射线相交于一点。3. 根据权利要求2所述的曲轴各轴颈中屯、位置度测量装置，其特征在于，所述第一支 架（41)和第二支架（42)上的两个激光位移传感器（6)激光射线的相交点距被测曲轴（7) 的偏屯、轴颈（8)的轴屯、0-1mm处。4. 根据权利要求1或2所述的曲轴各轴颈中屯、位置度测量装置，其特征在于，所述两个 激光位移传感器化）的激光射线相交形成的平面与被测曲轴（7)的轴向中屯、线相垂直。5. 根据权利要求1所述的曲轴各轴颈中屯、位置度测量装置，其特征在于，所述的偏屯、 轴颈测量架（4)是由具有水平平面的水平支架巧1)和具有垂直平面的垂直支架巧2) -体 构成的L型结构，所述的用于对所述的偏屯、轴颈（8)进行测量的两个激光位移传感器化） 分别设置在所述水平支架巧1)和垂直支架巧2)上，并且，所述两个激光位移传感器（6)的 激光射线相交于一点。6. 根据权利要求5所述的曲轴各轴颈中屯、位置度测量装置，其特征在于，分别设置在 所述水平支架巧1)和垂直支架巧2)上的两个激光位移传感器（6)激光射线的相交点距被 测曲轴（7)的偏屯、轴颈做的轴屯、0 - 1mm处。7. -种权利要求1所述的曲轴各轴颈中屯、位置度测量装置的测量方法，其特征在于， 是在曲轴各轴颈的外圆直径d已知，且圆度误差在精度范围内忽略不计的前提下，包括如 下步骤： 1) 根据被测曲轴偏屯、轴颈和主轴颈的尺寸调整测量装置中所对应的偏屯、轴颈测量架 和主轴颈测量架，使各偏屯、轴颈测量架和各主轴颈测量架上的两个激光位移传感器的出射 激光线临近被测曲轴偏屯、轴颈和主轴颈轴屯、的设定位置； 2) 分别将测量装置中各偏屯、轴颈测量架和各主轴颈测量架的水平面和非水平面的交 点作为所对应的坐标系原点0,各偏屯、轴颈测量架和各主轴颈测量架的水平面作为所对应 的坐标系X轴，设经过各坐标系原点0并与对应的X轴垂直的直线为相应的坐标系Y轴； 3) 分别读取各偏屯、轴颈测量架和各主轴颈测量架上所对应的两个激光位移传感器的 测量值； 4) 通过步骤3)的测量值，得到被测曲轴偏屯、轴颈和主轴颈外圆表面在所对应的偏屯、 轴颈测量架或主轴颈测量架坐标系上的两个坐标； 5) 设被测曲轴偏屯、轴颈和主轴颈的轴屯、点为Κ，各轴屯、点Κ所对应的偏屯、轴颈测量架 或主轴颈测量架上坐标系内的坐标为（Xk，yk); 6) 位于被测曲轴偏屯、轴颈或主轴颈的外圆表面的光斑点A、B两点与被测曲轴偏屯、轴 颈或主轴颈的轴屯、点K满足W下计算关系式：獲 上式中，Ly、Ly、0 1、0 2是经标定得到的常数，d是已知的轴颈直径，Li、L2是激光位移传 感器的测量值，在安装好的测量装置中被测曲轴偏屯、轴颈或主轴颈轴屯、的初步位置已知， 并作为轴屯、点K在测量架坐标系内的坐标（Xk，yj的预值及取值范围，求解出轴屯、点K在测 量架坐标系内的坐标（却，yJ，即W对应的偏屯、轴颈测量架或主轴颈测量架为基准的被测曲 轴偏屯、轴颈或主轴颈的相对圆屯、位置； 7) 设各偏屯、轴颈测量架和各主轴颈测量架的独立坐标系为ο"-、γ。，测量装置底座的坐 标系为0-ΧΥ，则独立坐标系与底座坐标系之间的转换关系利用下式完成：口） 上式中，各偏屯、轴颈测量架和各主轴颈测量架独立坐标系与测量装置底座1坐标系间 的旋转角度α。及偏移量都是通过标定过程来获得；η为各偏屯、轴颈测量架和 各主轴颈测量架的序列号，取η为1 - 17 ;将所有不同坐标系下曲轴各偏屯、轴颈和各主轴 颈中屯、位置坐标统一到一个坐标系后，即得到曲轴各偏屯、轴颈和各主轴颈中屯、位置度。8. 根据权利要求7所述的曲轴各轴颈中屯、位置度测量装置的测量方法，其特征在于， 步骤1)所述的设定位置是距被测曲轴偏屯、轴颈和主轴颈轴屯、的0 - 1mm处。9. 根据权利要求7所述的曲轴各轴颈中屯、位置度测量装置的测量方法，其特征在于， 步骤4)所述的被测曲轴各偏屯、轴颈和各主轴颈外圆表面的两个坐标的获得是： (1) 设各偏屯、轴颈测量架或各主轴颈测量架水平面上的激光位移传感器和非水平面上 的激光位移传感器的两条激光射线在对应的被测曲轴偏屯、轴颈或主轴颈的外圆表面打出 的光斑点分别对应为A和B; (2) 设各偏屯、轴颈测量架或各主轴颈测量架水平面上的激光位移传感器的激光射线 与X轴的交点为A'，交点A'距坐标系原点0的距离为Ly，激光射线在顺时针方向上与X 轴夹角为0 1，该激光位移传感器测得光斑点A与交点A'间距离为Li，得光斑点A点坐标 (Ly+LicosΘ1，LisinΘ1);设各偏屯、轴颈测量架或各主轴颈测量架非水平面上的激光位移传 感器的激光射线与Y轴的交点B'，交点B'距坐标系原点0的距离为Ly，激光射线在顺时针 方向上与Y轴夹角为0 2,该激光位移传感器测得光斑点B与交点B'间距离为L2,得光斑点 B点坐标化2sinΘ2,Ly-LzcosΘ2)。10. -种权利要求1或7所述的曲轴各轴颈中屯、位置度测量装置的标定方法，其特征在 于，在对偏屯、轴颈测量架或主轴颈测量架的虚拟坐标系的标定过程中，选择一个经过应力 释放的曲轴，利用曲轴综合测量仪或其它精度满足曲轴测量要求的仪器，对所述曲轴的各 个参数，包括各轴颈直径、圆度和各轴颈中屯、位置度进行综合测量；将所述曲轴作为溯源用 标准曲轴；将标准曲轴放置在曲轴各轴颈中屯、位置度测量装置的底座前颈托和后颈托上， 读取各激光位移传感器的数值，结合已知的相对轴屯、位置，利用下述式反推出对应的旋转 角度α"、Χ轴偏移量Χ"Λ、Υ轴偏移量ycA、激光射线在顺时针方向上与X轴夹角01、激光 射线在顺时针方向上与Y轴夹角02、激光位移传感器的激光射线与X轴的交点A'距坐标 系原点0的距离Ly、激光射线与Y轴的交点B'距坐标系原点0的距离Ly，为建立测量装置测量基准完成了溯源映射，各基准测量轴线由此生成，在测量过程中， 将被测曲轴各轴颈中屯、线与基准测量轴线进行比较，得到对应的偏离值，便于对该曲轴做 出评判。
【专利摘要】一种曲轴各轴颈中心位置度测量装置及测量和标定方法，包括测量装置底座、两个曲轴颈托、五个主轴颈测量架、四个偏心轴颈测量架及其对应的激光位移传感器。将曲轴放置在颈托上，使曲轴的各轴颈悬在对应主轴颈测量架或偏心轴颈测量架上方。本发明采用上述结构，主轴颈测量架或偏心轴颈测量架两个平面上的两个激光位移传感器获得对应主轴颈或偏心轴颈表面上两个激光斑点的坐标，在曲轴各轴颈直径已知且圆度误差忽略不计的前提下，得到各轴颈相对于对应测量架的轴颈中心位置坐标，再将各轴颈中心坐标统一转换到测量装置底座坐标系下，获得曲轴各轴颈中心位置度信息。利用标准曲轴对测量装置的各坐标系进行溯源，完成标定。本发明测量快捷，便于批量曲轴的全检测。
【IPC分类】G01B11/00
【公开号】CN105403148
【申请号】CN201510848812
【发明人】王仲, 王磊, 付鲁华, 刘尧夫, 吴振刚, 李兴强, 吴翔宇
【申请人】天津大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年11月27日