與接觸傳感器的測(cè)頭不相接觸的 一個(gè)初始位置先后從兩個(gè)方向轉(zhuǎn)到使該連桿頸與測(cè)頭接觸的位置，分別記錄這兩個(gè)位置時(shí) 所述主轉(zhuǎn)軸的角度坐標(biāo)A1和A2,根據(jù)A= (Al+A2-360)/2計(jì)算出連桿頸旋轉(zhuǎn)至水平位置時(shí) 的主轉(zhuǎn)軸的角度坐標(biāo)A，由此實(shí)現(xiàn)連桿頸相位測(cè)量。
[0033] 所述測(cè)量位置是所述接觸傳感器的測(cè)頭中心線與主轉(zhuǎn)軸的軸線處于同一水平面 內(nèi)且垂直的位置，作為進(jìn)一步優(yōu)選的測(cè)量位置，所述接觸傳感器位于曲軸連桿頸轉(zhuǎn)到靠近 測(cè)頭一側(cè)接近水平時(shí)能夠與測(cè)頭相切的位置。當(dāng)測(cè)頭為球形時(shí)，該測(cè)量位置是測(cè)頭，該測(cè)量 位置是測(cè)頭中心到主轉(zhuǎn)軸的軸線的距離L等于：
的位置，其中R為連桿 頸的偏心距，r為連桿頸的半徑，d為測(cè)頭的直徑；當(dāng)測(cè)頭為沿著測(cè)頭中心線延伸的圓柱時(shí)， 只要保證連桿頸轉(zhuǎn)到接近水平時(shí)能夠與測(cè)頭的圓柱面接觸即可。
[0034] 所述初始位置優(yōu)選為連桿頸豎直向上(對(duì)應(yīng)大約+90°，如圖6所示)或向下(對(duì)應(yīng) 大約-90° )的位置。由于測(cè)量時(shí)，主轉(zhuǎn)軸從兩個(gè)方向分別轉(zhuǎn)動(dòng)并接觸測(cè)頭，對(duì)應(yīng)了兩個(gè)角 度坐標(biāo)，初始位置的誤差可以相互抵消，因此初始位置粗定位即可，無論機(jī)械手自動(dòng)上料或 者人工手動(dòng)上料都很容易滿足初始位置要求。
[0035] 在所述主轉(zhuǎn)軸從初始位置轉(zhuǎn)到與測(cè)頭接觸的位置的過程中最好先快速旋轉(zhuǎn)一定 角度，再以測(cè)量速度趨近直至接觸。快速旋轉(zhuǎn)可以提高測(cè)量效率，以測(cè)量速度接近可以減小 測(cè)頭與連桿頸接觸瞬間的沖擊。
[0036] 以測(cè)量速度趨近直至接觸的過程所轉(zhuǎn)過的角度優(yōu)選為5度。
[0037] 下面以采用所述曲軸連桿頸的相位自動(dòng)在線測(cè)量裝置在曲軸磨床上實(shí)施為例對(duì) 所述測(cè)量方法進(jìn)行進(jìn)一步的具體說明。測(cè)量前，接觸傳感器處于擺上（即測(cè)頭一端抬起）的 狀態(tài)，先通過機(jī)械手或人工將曲軸裝卡在磨床主軸上，使待測(cè)連桿頸處于初始位置。
[0038] 測(cè)量的整個(gè)工作循環(huán)是：
[0039] 1、啟動(dòng)液壓驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)接觸傳感器擺下，直至接觸傳感器與主軸的軸線位 于同一水平面內(nèi)且垂直的位置(垂直關(guān)系是由接觸傳感器、液壓驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置的安裝保證 的，為的是每次觸動(dòng)接觸傳感器發(fā)訊的誤差最小)，發(fā)訊裝置發(fā)出信號(hào)，液壓驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置 停止，使接觸傳感器保持該水平狀態(tài)。
[0040] 2、磨床的NC系統(tǒng)給出砂輪架前后、左右移動(dòng)指令，砂輪架移動(dòng)帶動(dòng)所述接觸傳感 器到達(dá)測(cè)量位置，其中，左右方向（對(duì)應(yīng)于圖2中垂直于紙面的方向)上要使測(cè)頭對(duì)應(yīng)待測(cè)連 桿頸所在范圍，前后方向（對(duì)應(yīng)于圖2中左右方向）上要移動(dòng)到使測(cè)頭中心到主轉(zhuǎn)軸的軸線
的位置。機(jī)床和測(cè)量裝置一旦裝配固定完畢，各零部件的 相對(duì)位置也就確定了，在初始設(shè)置時(shí)要確定傳感器放下時(shí)，傳感器測(cè)頭前進(jìn)到工件旋轉(zhuǎn)中 心的X軸坐標(biāo)值XI，所以測(cè)量時(shí)傳感器前進(jìn)到位的X軸坐標(biāo)X2為X2=X1+L。
[0041] 關(guān)于傳感器測(cè)量時(shí)Z軸坐標(biāo)的自動(dòng)計(jì)算：由于測(cè)量裝置固定在砂輪架上，測(cè)量裝 置與砂輪的軸向距離是固定不變的，根據(jù)磨削時(shí)的Z軸坐標(biāo)可以計(jì)算出測(cè)量裝置測(cè)量時(shí)的 Z軸坐標(biāo)。
[0042] 3、NC系統(tǒng)給出C軸（即主軸）旋轉(zhuǎn)指令，C軸帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，C軸先逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)至 圖3位置，連桿頸接觸接觸傳感器9的測(cè)頭，接觸傳感器把信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，傳輸給NC系 統(tǒng)，NC系統(tǒng)給出C軸旋轉(zhuǎn)停止的指令，C軸停止，NC系統(tǒng)記憶此時(shí)C軸的位置角度，給出C 軸角度坐標(biāo)A1。
[0043]C軸再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至圖4位置，連桿頸接觸接觸傳感器9的測(cè)頭，接觸傳感器把信 號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，傳輸給NC系統(tǒng)，NC系統(tǒng)給出C軸旋轉(zhuǎn)停止的指令，C軸停止，NC系統(tǒng)記憶 此時(shí)C軸的位置角度，給出C軸角度坐標(biāo)A2。
[0044] 根據(jù)A= (A1+A2-360) /2計(jì)算(可以通過NC系統(tǒng)計(jì)算）出連桿頸旋轉(zhuǎn)至靠近測(cè)頭 一側(cè)的水平位置時(shí)的C軸的角度坐標(biāo)A，由此實(shí)現(xiàn)曲軸連桿頸相位自動(dòng)在線測(cè)量。
[0045] 連桿徑旋轉(zhuǎn)至傳感器發(fā)訊位置時(shí)與水平面的夾角α為a=arCSin[(d/2+r)/R] (如圖6)。
[0046] 每次裝卡工件時(shí)，被測(cè)量的連桿頸豎直向上放置，裝卡工件時(shí)C軸的角度固定在 一定范圍之內(nèi)（一般在90°左右)，這樣就能保證被測(cè)量的連桿頸旋轉(zhuǎn)至砂輪側(cè)水平位置時(shí) C軸的坐標(biāo)的角度為0°左右，機(jī)械手自動(dòng)上料或者人工手動(dòng)上料時(shí)，先有一個(gè)粗定相位， 角度誤差在5°之內(nèi)，所以測(cè)量第一點(diǎn)時(shí)C軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到達(dá)至傳感器的角度Wl=90_a， 考慮到裝卡誤差，要留有一定的安全量，快速旋轉(zhuǎn)的角度W設(shè)為W1-5即90-a-5,再以測(cè) 量速度趨近傳感器，直至觸動(dòng)傳感器發(fā)訊。然后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)到達(dá)至傳感器的角度 W2=360_2*a，留有一定的安全量，快速旋轉(zhuǎn)的角度W設(shè)為W2-5即360-2*a-5,以測(cè)量速度 趨近傳感器，直至觸動(dòng)傳感器發(fā)訊。
[0047] 實(shí)踐中，可將以上計(jì)算全部用NC語言編制成程序段，鑲嵌在NC宏程序里，曲軸磨 削加工前，NC系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)取測(cè)量程序，驅(qū)動(dòng)測(cè)量裝置工作，完成曲軸連桿頸相位角的測(cè)量， 然后把測(cè)量結(jié)果自動(dòng)直接應(yīng)用到后續(xù)的連桿頸磨削加工中。
[0048] 經(jīng)試驗(yàn)，該測(cè)量裝置穩(wěn)定可靠，測(cè)量誤差較小，完全能滿足曲軸連桿頸磨削需要。 該實(shí)用新型可成功應(yīng)用于生產(chǎn)中，解決了曲軸自動(dòng)化生產(chǎn)線加工中的連桿頸定相位的難 題。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種曲軸連桿頸的相位自動(dòng)在線測(cè)量裝置，其特征在于包括接觸傳感器、支架、轉(zhuǎn) 臂、液壓驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置和用于裝卡曲軸且與曲軸的主軸頸同軸的主轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)臂的一端 固定連接在所述液壓驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)軸上，且所述轉(zhuǎn)臂與所述轉(zhuǎn)軸垂直，所述轉(zhuǎn)臂的另 一端固定連接在所述支架的上端，所述接觸傳感器的遠(yuǎn)離測(cè)頭的一端固定連接在所述支架 的下端，所述轉(zhuǎn)臂和接觸傳感器的測(cè)頭中屯、線相平行，所述液壓驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)軸平行 于所述主轉(zhuǎn)軸的軸線。2. 如權(quán)利要求1所述的曲軸連桿頸的相位自動(dòng)在線測(cè)量裝置，其特征在于還包括絲 桿，所述轉(zhuǎn)臂的另一端設(shè)有中屯、螺孔，所述支架的上端設(shè)有光孔，所述絲桿穿過所述光孔并 旋接在所述中屯、螺孔中，所述支架的上端通過一螺母鎖緊固定在所述轉(zhuǎn)臂的另一端上。3. 如權(quán)利要求2所述的曲軸連桿頸的相位自動(dòng)在線測(cè)量裝置，其特征在于所述液壓驅(qū) 動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置采用液壓回轉(zhuǎn)油缸。4. 如權(quán)利要求3所述的曲軸連桿頸的相位自動(dòng)在線測(cè)量裝置，其特征在于所述液壓驅(qū) 動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置上設(shè)有用于采集并發(fā)出其轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)到位信號(hào)的發(fā)訊裝置。5. 如權(quán)利要求4所述的曲軸連桿頸的相位自動(dòng)在線測(cè)量裝置，其特征在于還包括主 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)角傳感器。6. 如權(quán)利要求5所述的曲軸連桿頸的相位自動(dòng)在線測(cè)量裝置，其特征在于所述主轉(zhuǎn)軸 轉(zhuǎn)角傳感器為旋轉(zhuǎn)編碼器。7. 如權(quán)利要求5所述的曲軸連桿頸的相位自動(dòng)在線測(cè)量裝置，其特征在于還包括主轉(zhuǎn) 軸驅(qū)動(dòng)裝置和可用于向主轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)出控制指令W及輸出主轉(zhuǎn)軸的角度坐標(biāo)的數(shù)控 系統(tǒng)，主轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)角傳感器W及接觸傳感器的信號(hào)輸出端各自接入所述數(shù)控系統(tǒng)的相應(yīng)傳感 信號(hào)輸入端。8. 如權(quán)利要求7所述的曲軸連桿頸的相位自動(dòng)在線測(cè)量裝置，其特征在于W曲軸磨床 的主軸及其配套的驅(qū)動(dòng)裝置和轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置作為所述主轉(zhuǎn)軸及其驅(qū)動(dòng)裝置和轉(zhuǎn)角傳感器， W曲軸磨床的NC系統(tǒng)作為所述數(shù)控系統(tǒng)，所述接觸傳感器驅(qū)動(dòng)裝置固定在曲軸磨床的砂 輪架上。9. 如權(quán)利要求8所述的曲軸連桿頸的相位自動(dòng)在線測(cè)量裝置，其特征在于控制所述液 壓驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置動(dòng)作的電磁閥安裝在曲軸磨床的液壓站上。10. 如權(quán)利要求1-9中任一權(quán)利要求所述的曲軸連桿頸的相位自動(dòng)在線測(cè)量裝置，其 特征在于W所述接觸傳感器的測(cè)頭中屯、線與主轉(zhuǎn)軸的軸線處于同一水平面內(nèi)且垂直的位 置作為接觸傳感器的測(cè)量位置。11. 如權(quán)利要求10所述的曲軸連桿頸的相位自動(dòng)在線測(cè)量裝置，其特征在于將所述接 觸傳感器的測(cè)頭中屯、到所述主轉(zhuǎn)軸的軸線的距離等于時(shí)的位置作 為測(cè)量位置，其中R為連桿頸的偏屯、距，r為連桿頸的半徑，d為測(cè)頭的直徑。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種曲軸連桿頸的相位自動(dòng)在線測(cè)量裝置，包括接觸傳感器、支架、轉(zhuǎn)臂、液壓驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置和用于裝卡曲軸且與曲軸的主軸頸同軸的主轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)臂的一端固定連接在所述液壓驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)軸上，且所述轉(zhuǎn)臂與所述轉(zhuǎn)軸垂直，所述轉(zhuǎn)臂的另一端固定連接在所述支架的上端，所述接觸傳感器的遠(yuǎn)離測(cè)頭的一端固定連接在所述支架的下端，所述轉(zhuǎn)臂和接觸傳感器的測(cè)頭中心線相平行，所述液壓驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)軸平行于所述主轉(zhuǎn)軸的軸線。本實(shí)用新型定位準(zhǔn)確、效率高，很好地解決了曲軸連桿頸自動(dòng)化加工中自動(dòng)定相位的問題，并且能夠滿足自動(dòng)化加工下的柔性和高效要求。
【IPC分類】B24B49/00
【公開號(hào)】CN205085829
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520208177
【發(fā)明人】張春霞, 劉金鐸, 柴艷華, 謝備達(dá), 張培碩
【申請(qǐng)人】北京第二機(jī)床廠有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年4月9日