全自动凸轮轴测量工装的制作方法

本发明涉及测量的技术领域，具体讲是一种全自动凸轮轴测量工装。

背景技术：

凸轮轴中活塞发动机里的一个部件，它的作用就是控制气门的开启和闭合。凸轮轴的主体是一根与气缸组长度近似相同的圆柱形棒体，轴体上套有若干个用来驱动气门的凸轮，每个凸轮的位置是由轴向和圆周向两个方向来限定。凸轮轴上凸轮的轴向尺寸、凸轮轴上轴颈处的外径尺寸等等，都是为了保证发动机能精确控制运行的重要尺寸，因此，每个凸轮轴在加工完成后均需要检测上述各个尺寸。现有技术中，对凸轮轴的检测通常是采用人工测量的方式，但是，对于大批量的齿轮轴来说，这种人工操作的效率显然非常低下，而且人工的主观性也会造成测量误差，产品质量难以保证。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种全自动凸轮轴测量工装，它通过自动化的接触式测量将凸轮轴上长度尺寸及轴颈尺寸等测量数据与标准件进行对比、分析和评价，能及时反馈信息，从而大大测量效率。

为解决上述技术问题，本发明提供的全自动凸轮轴测量工装，它包括机架部件、电控操作部件、左顶尖部件、右顶尖部件、轴向测量部件和顶升部件；所述的机架部件包括支撑框架和连接在支撑框架内的工作台架，电控操作部件包括电连接的具备SPC计算程序的总控电箱和操作键盘组件，总控电箱安装在支撑框架的一侧，操作键盘组件安装在支撑框架的顶部；待测量的凸轮轴通过左顶尖部件和右顶尖部件夹紧在工作台架上，轴向测量部件安装在工作台架上并对凸轮轴的轴向尺寸进行测量，顶升部件安装在工作台架下，其中的测量杆穿过工作台架对凸轮轴的轴颈尺寸进行测量；所述的左顶尖部件、右顶尖部件、轴向测量部件和顶升部件均与总控电箱电连接。

所述的左顶尖部件包括左顶气缸、左顶导轨、左顶滑座、左顶座、左顶压头和左顶尖；其中，所述的左顶气缸的缸体通过支架固定连接在工作台架上，左顶气缸的活塞杆自由端与左顶压头连接，左顶压头与左顶座连接，左顶座连接在左顶滑座上，左顶滑座滑动连接在左顶导轨上，左顶导轨连接在工作台架上，左顶尖连接在左顶座上。

所述的左顶座的一侧设有凸轮轴的前端面测量机构，该端面测量机构包括L形端面测量杆、端面测量传感器和端面测量基座组件；端面测量基座组件连接在左顶滑座的一侧，L形端面测量杆呈水平设置，其一边与端面测量基座组件连接，另一边位于左顶尖上方，并且位于左顶尖上方的L形端面测量杆端部设有用于与凸轮轴端面测量配合的端面测量触头；端面测量传感器连接在端面测量基座组件上并与总控电箱电连接。

所述的右顶尖部件包括右顶气缸、右顶导轨、右顶滑座、右顶座、右顶压头和右顶尖；其中，所述的右顶气缸的缸体通过支架固定连接在工作台架上，右顶气缸的活塞杆自由端与右顶压头连接，右顶压头与右顶座连接，右顶座连接在右顶滑座上，右顶滑座滑动连接在右顶导轨上，右顶导轨连接在工作台架上，右顶尖连接在右顶座上。

所述的右顶滑座的一侧设有凸轮轴的尾端端面测量机构、总长测量机构和尾端凹面测量机构；所述的尾端端面测量机构、总长测量机构和尾端凹面测量机构中的每个机构均包括端部带有测量触头的测量杆、测量传感器和测量基座组件，测量基座组件连接在右顶滑座的一侧，每个测量杆均水平设置，其一端分别与各自的测量基座组件连接，尾端端面测量机构和总长测量机构中的测量杆的另一端上的测量触头均位于凸轮轴的尾端端面处、尾端凹面测量机构中的测量杆的另一端上测量触头位于凸轮轴的尾端凹面处；尾端端面测量机构、总长测量机构和尾端凹面测量机构中的测量传感器分别连接在各自的测量基座组件上并均与总控电箱电连接。

所述的右顶滑座的一侧还设有校零机构，该校零机构包括校零传感器、校零基座组件、带校零触头的校零测量杆、校零基准杆和校零导向块；所述的校零导向块固定连接在工作台架上，校零基准杆的下端可调式连接在校零导向块上，上端与校零测量杆上的校零触头相抵，校零测量杆连接在校零基座组件上，校零基座组件连接在右顶滑座上，校零传感器的一端与校零基座组件连接，另一端与总控电箱电连接。

所述的右顶座的一侧设有凸轮轴的旋转驱动机构，该旋转驱动机构包括电机和带传动组件，电机通过电机支架连接在右顶滑座上，电机的输出轴通过带传动组件与右顶尖连接。

所述的轴向测量部件包括轴向测量气缸、轴向测量导轨、轴向测量滑座、轴向测量连接板和至少一个轴向测量机构；其中，所述的轴向测量气缸的缸体通过支架固定连接在工作台架上，轴向测量气缸的活塞杆自由端与轴向测量滑座连接，轴向测量滑座滑动连接在轴向测量导轨上，轴向测量导轨连接在工作台架上，轴向测量连接板的下端与轴向测量滑座连接，轴向测量机构连接在轴向测量连接板上；每个轴向测量机构包括轴向测量传感器、轴向测量基座组件和端部带有测量触头的轴向测量杆，轴向测量基座组件连接在轴向测量滑座上，轴向测量杆呈水平设置，其一端与轴向测量基座组件连接，另一端的测量触头位于凸轮轴上各个凸轮片的端面处，轴向测量传感器连接在轴向测量基座组件上并与总控电箱电连接。

所述的顶升部件包括顶升上板、顶升下板、顶升气缸、用于测量凸轮轴尾端外径尺寸的尾端外径测量机构和至少一个用于测量凸轮轴上轴颈处外径尺寸的轴颈外径测量机构；其中，所述的顶升下板连接在工作台架上，顶升上板位于顶升下板以和工作台架之间，并且顶升上板通过导柱与顶升下板滑动连接；顶升气缸的缸体固定连接在顶升下板下面，顶升气缸的活塞杆自由端穿过顶升下板与顶升上板连接，尾端外径测量机构和轴颈外径测量机构均连接在顶升上板上；尾端外径测量机构和轴颈外径测量机构中的每个测量机构均包括端部带有测量触头的外径测量杆、外径测量基座组件和外径测量传感器，外径测量基座组件可调式连接在顶升上板上，外径测量杆呈竖直设置，其下端与外径测量基座组件连接，上端穿过工作台架并且上端测量触头位于凸轮轴上的凸轮片之间的轴颈处或者凸轮轴的尾端外径处，外径测量传感器连接在外径测量基座组件上并与总控电箱电连接。

所述外径测量基座组件可调式连接在顶升上板上是指，该可调式连接处包括调节杆、滑轨、固定板、调节块和连接板，所述的滑轨固定在工作台架上且滑轨的其中一个端面位于工作台架的侧边外侧，固定板的上端连接在滑轨的端面上，调节杆水平设置且通过螺母螺纹连接在固定板的下端，调节杆的一端为T头；所述的工作台架和滑轨上设有通孔，且通孔沿滑轨长度方向的尺寸大于调节块沿滑轨长度方向的尺寸；调节块竖直位于通孔内，调节块的下端与调节杆的T头端卡接，调节块的上端与连接板的端面连接，连接板通过长腰孔与滑轨可调式连接，外径测量基座组件固定连接在连接板上。

采用以上结构后，本发明与现有技术相比，具有以下的优点：

1)由于本工装中通过左顶尖部件和右顶尖部件将凸轮轴夹紧在工装中，并且通过测量机构对凸轮轴上的各个测量点进行测量，将测量信息反馈到具备SPC计算程序的总控电箱中，通过SPC计算进行分析评价，根据反馈信息及时发现系统性因素出现的征兆，并采取措施消除其影响，使过程维持在仅受随机性因素影响的受控状态，以达到控制质量的目的，同时还具有测量数据记录功能，实现测量的自动化，测量精准；

2)在左顶尖部件上设置凸轮轴的前端面测量机构，右顶尖部件上设置凸轮轴的总长测量机构、尾端端面测量机构、尾端凹面测量机构和校零机构，轴向测量部件上设置轴向测量机构，顶升部件上设置凸轮轴的轴颈外径测量机构和尾端外径测量机构等等，使结构更加精简、紧凑；同时，每个测量机构均具备了传感器，通过传感器的信号反馈至总控电箱内的SPC计算程序，使每个测量点的测量结果更加精确、及时，测量的数据更加符合实际；

3)在右顶尖部件处设置了旋转驱动机构，实现了凸轮轴在测量时的旋转，配合各个测量触头的测量，使测量结果更加符合实际工况；

4)另外，校零机构的设置可以使本工装的基准能微调后更加可靠，顶升部件上测量机构的可调式结构，也是为了使本工装能进行微调后能更加适应不同凸轮轴的测量。

附图说明

图1是本发明全自动凸轮轴测量工装的立体结构示意图。

图2是本发明全自动凸轮轴测量工装的侧视结构示意图。

图3是本发明全自动凸轮轴测量工装的俯视结构示意图。

图4是本发明中左顶尖部件的立体结构示意图。

图5是本发明中左顶尖部件的剖视结构示意图。

图6是本发明中右顶尖部件的立体结构示意图。

图7是本发明中右顶尖部件的俯视局部剖视结构示意图。

图8是本发明中右顶尖部件的主视剖视结构示意图。

图9是本发明中轴向测量部件的立体结构示意图。

图10是本发明中轴向测量部件的俯视结构示意图。

图11是本发明中轴向测量部件的剖视结构示意图。

图12是本发明中顶升部件的立体结构示意图。

图13是本发明中顶升部件的局部剖视结构示意图。

其中，1、支撑框架；2、工作台架；3、总控电箱；4、操作键盘组件；5、凸轮轴；6、左顶尖部件；6-1、左顶气缸；6-2、左顶座；6-3、左顶滑座；6-4、左顶导轨；6-5、左顶尖；6-6、L形端面测量杆；6-7、端面测量传感器；6-8、端面测量基座组件；6-9、左顶压头；7、右顶尖部件；7-1、右顶气缸；7-2、右顶座；7-3、右顶导轨；7-4、右顶滑座；7-5、电机；7-6、带传动组件；7-7、右顶尖；7-8、右顶压头；7-9、尾端凹面测量机构；7-10、总长测量机构；7-11、尾端端面测量机构；7-12、校零导向块；7-13、校零基准杆；7-14、校零测量杆；7-15、校零基座组件；7-16、校零传感器；8、轴向测量部件；8-1、轴向测量气缸；8-2、轴向测量连接板；8-3、轴向测量导轨；8-4、轴向测量滑座；8-5、轴向测量传感器；8-6、轴向测量基座组件；8-7、轴向测量杆；9、顶升部件；9-1、顶升气缸；9-2、顶升下板；9-3、顶升上板；9-4、尾端外径测量机构；9-5、轴颈外径测量机构；9-6、外径测量杆；9-7、外径测量基座组件；9-8、外径测量传感器；9-9、调节杆；9-10、固定板；9-11、滑轨；9-12、调节块；9-13、连接板；9-14、通孔；9-15、长腰孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

由图1～图13所示的本发明全自动凸轮轴测量工装的结构示意图可知，它包括机架部件、电控操作部件、左顶尖部件6、右顶尖部件7、轴向测量部件8和顶升部件9。所述的机架部件包括支撑框架1和连接在支撑框架1内的工作台架2，电控操作部件包括电连接的具备SPC计算程序的总控电箱3和操作键盘组件4，总控电箱3安装在支撑框架1的一侧，操作键盘组件4安装在支撑框架1的顶部。待测量的凸轮轴5通过左顶尖部件6和右顶尖部件7夹紧在工作台架2上，轴向测量部件8安装在工作台架2上并对凸轮轴5的轴向尺寸进行测量，顶升部件9安装在工作台架2下，其中的测量杆穿过工作台架2对凸轮轴5的轴颈尺寸进行测量。所述的左顶尖部件6、右顶尖部件7、轴向测量部件8和顶升部件9均与总控电箱3电连接。

所述的左顶尖部件6包括左顶气缸6-1、左顶导轨6-4、左顶滑座6-3、左顶座6-2、左顶压头6-9和左顶尖6-5。其中，所述的左顶气缸6-1的缸体通过支架固定连接在工作台架2上，左顶气缸6-1的活塞杆自由端与左顶压头6-9连接，左顶压头6-9与左顶座6-2连接，左顶座6-2连接在左顶滑座6-3上，左顶滑座6-3滑动连接在左顶导轨6-4上，左顶导轨6-4连接在工作台架2上，左顶尖6-5连接在左顶座6-2上。

所述的左顶座6-2的一侧设有凸轮轴5的前端面测量机构，该端面测量机构包括L形端面测量杆6-6、端面测量传感器6-7和端面测量基座组件6-8。端面测量基座组件6-8连接在左顶滑座6-3的一侧，L形端面测量杆6-6呈水平设置，其一边与端面测量基座组件6-8连接，另一边位于左顶尖6-5上方，并且位于左顶尖6-5上方的L形端面测量杆6-6端部设有用于与凸轮轴5端面测量配合的端面测量触头。端面测量传感器6-7连接在端面测量基座组件6-8上并与总控电箱3电连接。

所述的右顶尖部件7包括右顶气缸7-1、右顶导轨7-3、右顶滑座7-4、右顶座7-2、右顶压头7-8和右顶尖7-7。其中，所述的右顶气缸7-1的缸体通过支架固定连接在工作台架2上，右顶气缸7-1的活塞杆自由端与右顶压头7-8连接，右顶压头7-8与右顶座7-2连接，右顶座7-2连接在右顶滑座7-4上，右顶滑座7-4滑动连接在右顶导轨7-3上，右顶导轨7-3连接在工作台架2上，右顶尖7-7连接在右顶座7-2上。

所述的右顶滑座7-4的一侧设有凸轮轴5的尾端端面测量机构7-11、总长测量机构7-10和尾端凹面测量机构7-9。所述的尾端端面测量机构7-11、总长测量机构7-10和尾端凹面测量机构7-9中的每个机构均包括端部带有测量触头的测量杆、测量传感器和测量基座组件，测量基座组件连接在右顶滑座7-4的一侧，每个测量杆均水平设置，其一端分别与各自的测量基座组件连接，尾端端面测量机构7-11和总长测量机构7-10中的测量杆的另一端上的测量触头均位于凸轮轴5的尾端端面处、尾端凹面测量机构7-9中的测量杆的另一端上测量触头位于凸轮轴5的尾端凹面处。尾端端面测量机构7-11、总长测量机构7-10和尾端凹面测量机构7-9中的测量传感器分别连接在各自的测量基座组件上并均与总控电箱3电连接。

所述的右顶滑座7-4的一侧还设有校零机构，该校零机构包括校零传感器7-16、校零基座组件7-15、带校零触头的校零测量杆7-14、校零基准杆7-13和校零导向块7-12。所述的校零导向块7-12固定连接在工作台架2上，校零基准杆7-13的下端可调式连接在校零导向块7-12上，上端与校零测量杆7-14上的校零触头相抵，校零测量杆7-14连接在校零基座组件7-15上，校零基座组件7-15连接在右顶滑座7-4上，校零传感器7-16的一端与校零基座组件7-15连接，另一端与总控电箱3电连接。

所述的右顶座7-2的一侧设有凸轮轴5的旋转驱动机构，该旋转驱动机构包括电机7-5和带传动组件7-6，电机7-5通过电机支架连接在右顶滑座7-4上，电机7-5的输出轴通过带传动组件7-6与右顶尖7-7连接。

所述的轴向测量部件8包括轴向测量气缸8-1、轴向测量导轨8-3、轴向测量滑座8-4、轴向测量连接板8-2和至少一个轴向测量机构。其中，所述的轴向测量气缸8-1的缸体通过支架固定连接在工作台架2上，轴向测量气缸8-1的活塞杆自由端与轴向测量滑座8-4连接，轴向测量滑座8-4滑动连接在轴向测量导轨8-3上，轴向测量导轨8-3连接在工作台架2上，轴向测量连接板8-2的下端与轴向测量滑座8-4连接，轴向测量机构连接在轴向测量连接板8-2上。每个轴向测量机构包括轴向测量传感器8-5、轴向测量基座组件8-6和端部带有测量触头的轴向测量杆8-7，轴向测量基座组件8-6连接在轴向测量滑座8-4上，轴向测量杆8-7呈水平设置，其一端与轴向测量基座组件8-6连接，另一端的测量触头位于凸轮轴5上各个凸轮片的端面处，轴向测量传感器8-5连接在轴向测量基座组件8-6上并与总控电箱3电连接。

所述的顶升部件9包括顶升上板9-3、顶升下板9-2、顶升气缸9-1、用于测量凸轮轴5尾端外径尺寸的尾端外径测量机构9-4和至少一个用于测量凸轮轴5上轴颈处外径尺寸的轴颈外径测量机构9-5。其中，所述的顶升下板9-2连接在工作台架2上，顶升上板9-3位于顶升下板9-2和工作台架2之间，并且顶升上板9-3通过导柱与顶升下板9-2滑动连接。顶升气缸9-1的缸体固定连接在顶升下板9-2下面，顶升气缸9-1的活塞杆自由端穿过顶升下板9-2与顶升上板9-3连接，尾端外径测量机构9-4和轴颈外径测量机构9-5均连接在顶升上板9-3上。尾端外径测量机构9-4和轴颈外径测量机构9-5中的每个测量机构均包括端部带有测量触头的外径测量杆9-6、外径测量基座组件9-7和外径测量传感器9-8，外径测量基座组件9-7可调式连接在顶升上板9-3上，外径测量杆9-6呈竖直设置，其下端与外径测量基座组件9-7连接，上端穿过工作台架2并且上端测量触头位于凸轮轴5上的凸轮片之间的轴颈处或者凸轮轴5的尾端外径处，外径测量传感器9-8连接在外径测量基座组件9-7上并与总控电箱3电连接。

所述外径测量基座组件9-7可调式连接在顶升上板9-3上是指，该可调式连接处包括调节杆9-9、滑轨9-11、固定板9-10、调节块9-12和连接板9-13，所述的滑轨9-11固定在工作台架2上且滑轨9-11的其中一个端面位于工作台架2的侧边外侧，固定板9-10的上端连接在滑轨9-11的端面上，调节杆9-9水平设置且通过螺母螺纹连接在固定板9-10的下端，调节杆9-9的一端为T头。所述的工作台架2和滑轨9-11上设有通孔9-14，且通孔9-14沿滑轨长度方向的尺寸大于调节块9-12沿滑轨长度方向的尺寸。调节块9-12竖直位于通孔9-14内，调节块9-12的下端与调节杆9-9的T头端卡接，调节块9-12的上端与连接板9-13的端面连接，连接板9-13通过长腰孔9-15与滑轨9-11可调式连接，外径测量基座组件9-7固定连接在连接板9-13上。

以上所述，仅是本发明较佳可行的实施示例，不能因此即局限本发明的权利范围，对熟悉本领域的技术人员来说，凡运用本发明的技术方案和技术构思做出的其他各种相应的改变都应属于在本发明权利要求的保护范围之内。