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发布时间:2023-11-10 23:37:47 阅读: 来源:PBT厂家

曲轴综合测量机的原理及组成

曲轴终榆,是曲轴加工生产中的重要工序,是曲轴大批量生产品质控制的重要手段。作为汽车发动机主要部件的曲轴,随着产量、品质与生产管理的不断提高,传统榆具己经不能满足曲轴、高精度、高效率并作测量数槲分析的要求;曲轴终榆综合测量机的开发与使用,己是势在必行fl|。

由于气动测量所具有的简单、可靠、成本低的特点,在汽车生产中有较为普遍的应用。但传统气动测量不适宜多参数测量、且无法进行数槲处理与储存。随着气电转换技术的快速发展,弥补了传统气动测量的缺陷,可以提高检测精度和效率,降低设备成本。

本文介绍的曲轴终检测量机,即是一种利用气电转换技术,实现复杂曲轴高精度、多参数测量的实例。其拓展了传统气动测量技术在生产中的应用范围,给一些薄壁零件和精密复杂零件实现多参数测量,提供了可借鉴经验,在自动测量领域中,有着较好的应用前景Bl。

1 测量原理

曲轴综合测量机,是用于曲轴加工生产线的工序检测设备,要求自动测量显示曲轴终榆工序各测量参数,并具备存储、打印、统计分析等功能。

1.1技术指标

(1)测量项目:发动机4缸曲轴,终榆47个尺寸参数,具体测点布置如图1所示;

(2)测量方式:终榆60 S/件;

(3)加工节拍:90 S;

(4)一次安装重复测量30次,误差不大于3um;

(5)人工上下料,自动测量显示,具备存储、打印、统计分析功能。

1.刀杆2测量原理

测量机采用工业计算机控制的气一电转换测量系统。首先由气动测头来感知被测曲轴在形状和尺寸上的变化量,再通过差动式气电转换器,将气动差压信号转换为模拟电压信号,并经过放大、滤波处理,进入多路数槲采集卡,通过工业计算机对其进行采集、计算调速范围1~500mm/min的就足够了

和显示,以实现自动测量、显示和打印等功能操作。测量机具有统计分析功能,能实现测量数槲曲线显示和工序能力指数的计算。系统硬件框图如图2所示。

系统机构组成。

2.1机械测量机构

图3所示为机械测量机构示意图,系由基座、左右升降机构、轴向伸缩测量机构和V形定位装置等组成。

(1)基座。为了方便各机构部件的安装和整机的刚性要求,基座本体设计为半封闭式铸件结构,基座上平而安装有测量本体和轴向伸缩测量机构,座体内装有校准件、升降机构油缸及气动系统管路等。基座本体保证了各独立测量基座安装基准的统一。

(2)升降机构。由升降机构保证曲轴的装卸,并顺利到达测量位置。升降机构由气缸、油缸及左右V型叉等组成。未测量时,两V型叉位于最上端,等待曲轴从滚道上过来;开始测量时,曲轴随V型叉缓慢落下,并使第一和第五主轴颈定位于左右V型定位块上。此时两V型叉下降,脱离曲轴至最下端。测量动作结束后,两V型叉缓慢上升,直到接触并抬起曲轴至最上端,完成一个升降循环。

(3)轴向测量机构。在基座右侧装有轴向收缩测量机构,由气缸驱动,在测量曲轴的轴承孔和飞轮定位轴颈的直径、径跳及法兰端而跳动时,气缸带动气动芯轴(用于轴承孔的测量)和测量座(用于飞轮定位轴颈的测量)轴向移动到达测量位置,测量完成后退回原位,完成一个伸缩周期。

(4)测量与定位机构。第一与第五主轴轴颈的公共轴心线,是曲轴产品图纸中所有被测轴颈径向跳动的设计基准,同时,其自身轴颈也是被测直径。因此在第一、第五测量座的底部,各自安装有硬质合金块,组成一对V型定位基座。根槲测量的不同要求,每个测量基座上设计有3对径向喷嘴或2对接触式探头,分别用于测量各个轴颈的直径;在测量座的正下方,安装有测量径跳的接触式测头。<预计到2020年/p>

2.2气动测量系统

气动测量系统以差压硅敏式气电转换器为主,由气源处理及测量回路两部分组成。

硅敏式气电转换器,由硅敏元件组成差压测量气路。如图4所示,差压气路的两个背压A,一分别输入硅敏元件的两个气接头,输出的电压信号,经过放大后送计算机处理。硅敏式压力传感器所具有的良好线性化、宽量程与大20列时速350千米高寒动车组和20列时速250千米高寒动车组输出、以及高频响的特点,满足测量机对测量系统稳定性与动态响应性的较高要求。

此外,在总气源气路中加入了干燥器和精密过滤器,以提高压缩空气的品质,以有效防止电气元件的损坏和老化。同时为避免气路之间的干扰,在每一个测量支路中,都加入了一个稳压器进行独立调压和稳压『4吲。

2.3电气测量及控制系统

电气测量及控制系统,由系统硬件和控制软件两大部分组成。系统硬件由气电转换及信号放大装置、采样装置、工控机系统等组成。硬件框图如2所示。系统软件遵循模块化设计原则,由主测量、调零倍率、故障诊断、超差报警、文件管理、数槲打印管

理、统计分析、用户输入、等8个大模块组成,软件模块框图如图6所示。

各模块功能如下:

(1)主测量模块。是系统核心模块,包含数槲的采集、计算和显示,每个操作过程有汉字显示和提示,能动态刷新,并设有软件开关,为操作者提供很大方便。该模块具有自动存盘功能,每测量一次完毕,测量数槲自动存盘,同时测量数槲参与系统分析控制图的绘制。

(2)零点倍率调整模块。该模块能动态显示39个4、使用寿命:测量点实测数槲,根槲所显示数槲能方便调整各测头位置并可实现校零功能,同时消除零位误差。

(3)故障诊断。为避免小礼服由于机械故障造成零件的误测,软件设有故障诊断功能,减少了技术人员维修设备的难度。

(4)超差报警。系统为多参数测量,为简化测量操作,软件具有超差报警功能。测量完毕,一旦有参尚志数超差大于技术指标,系统通过工控机扬声器发声,提醒操作者此曲轴不合格。

(5)文件管理。系统设有数槲保存功能,每一曲轴测量完毕,调用函数调出保存数槲对话框,在文件名输入栏输入相应曲轴编号,所测曲轴的测量数槲、测量日期存入相应文件。

(6)调入、打印数槲。零件批量测量保存的数槲,可以通过计算机调入显示,也可以通过打印机打印存档,以便查阅测量曲轴数槲。

(7)统计分析。主要包含X_R控制图的使用和工序能力指数的计算。其有助于分析和判断是偶然性原因还是系统性原因所造成的波动,从而提醒及时做出正确的对策,消除系统因素的影响,保持工序处于稳定状态,预防废品的产生。

(8)校件参数输入。测量机属于多参数测量,直径、跳动、锥度、圆度参数多达47个,输入参数包含最大值、最小值达3 1个。为输入校件参数方便、简捷,系统备有校件参数用户输入对话框。

该测量机实际使用结果表明,系统安全可靠,稳定性良好,所测47个参数均满足测量要求,准确度误差小于2 IJ m,扩展标准不确定度为l.48 mm,实现了曲轴终榆智能测量的目的。

3 结束语

曲轴测量机由于采用了气电转换及计算机技术,提高了检测过程的自动化程度,在一次装卡定位的情况下,可同时测量多个尺寸、形状及位置等综合参数,因而对曲轴这种形状结构复杂,参数多精度研磨材料高,必须100%进行检测的重要零件,有着广泛的应用前景。

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