[发明专利]曲轴连杆颈的相位自动在线测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种工件角度测量装置和测量方法，特别涉及一种曲轴连杆颈的相位自动在线测量装置和测量方法。

背景技术

目前在曲轴连杆颈的磨削加工中，一般使用定位销孔定相位，如图1所示，在曲轴专用卡具1上，设计定位销2，按曲轴3上定位销孔的位置固定定位销，装卡工件时利用定位销实现角相定位，从而保证磨削时连杆颈的角度准确。

销孔定位的缺点是灵活性差，由于不同型号的曲轴销孔的大小和销孔距工件的中心尺寸不同，每次换型都需要重新更换卡具体，增加了换型成本和周期，满足不了自动化加工下“柔性、高效”的要求。

随着曲轴生产线自动化程度的提高，越来越多的生产线使用机械手自动上下料，在曲轴装卡时，使用定位销孔定位，难度较大，例如如果卡具上的定位销和曲轴上的销孔位置有偏差，就会出现装卡不上，造成夹具或机械手损坏。而使用机械手抓取工件时依靠工装料台定相位的方法，只能做到粗定位，还远达不到精确定位的程度。

如果连杆颈的相位误差较大，在磨削加工时会出现连杆颈的磨削余量不均，更严重者会尺寸到位而还有没磨削到的地方。如果相位不正确，连杆颈磨削时的位置不对，就会出现砂轮快速碰撞上曲轴的现象。在切点跟踪磨削曲轴磨床中，砂轮的线速度高达120m/s，巨大的冲击力会造成工件折断或者飞出，砂轮也会碎裂，后果相当严重。

发明内容

为了克服现有技术下的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种曲轴连杆颈的相位自动在线测量装置和测量方法，不仅测量准确度高，而且能够满足自动化加工下的柔性和高效要求。

本发明的技术方案是：

一种曲轴连杆颈的相位自动在线测量装置，包括接触传感器、接触传感器驱动装置、用于装卡曲轴且与曲轴的主轴颈同轴的主转轴、主转轴驱动装置和主转轴转角传感器，以所述接触传感器的测头中心线与主转轴的轴线处于同一水平面内且垂直作为接触传感器的测量位置。

进一步优选的测量位置是使曲轴连杆颈转到靠近测头一侧接近水平时能够与测头相切的位置。

所述曲轴连杆颈的相位自动在线测量装置还可以包括可用于向主转轴驱动装置发出控制指令以及输出主转轴的角度坐标的数控系统，主转轴转角传感器以及接触传感器的信号输出端各自接入所述数控系统的相应传感信号输入端。数控系统可以很好地将接触传感器的动作与主转轴的动作协调统一起来。

所述接触传感器驱动装置可以为摆动驱动装置，其回转中心优选平行于所述主转轴的轴线，所述接触传感器远离测头的一端可直接或间接固定在所述接触传感器驱动装置上，所述接触传感器的测头中心线垂直于所述接触传感器驱动装置的回转中心。

所述接触传感器驱动装置优选采用液压驱动回转装置，所述接触传感器远离测头的一端固定连接在所述接触传感器驱动装置的转轴上。

所述接触传感器驱动装置上优选设有用于采集并发出其转轴转动到位信号的发讯装置。当所述接触传感器摆动到测量位置时，发讯装置发出到位信号，所述接触传感器驱动装置停止动作，使所述接触传感器保持在测量位置上。使所述接触传感器驱动装置动作或停止动作的控制指令可以由数控系统发出，这种情况下，所述发讯装置的信号输出端可以接入所述数控系统的相应传感信号输入端，以便数控系统知道何时向接触传感器驱动装置发出停止动作的指令。

所述接触传感器驱动装置与接触传感器之间可以通过设置转臂和支架实现连接，所述转臂通过其一端垂直固定连接在所述接触传感器驱动装置的转轴上，所述转臂的另一端固定连接在所述支架的上端，所述接触传感器远离测头的一端固定连接在所述支架的下端，所述转臂和接触传感器的测头中心线相平行。采用转臂和支架作为中间过渡件连接接触传感器驱动装置和接触传感器，能够使二者处于特定的空间位置关系，既便于所述接触传感器驱动装置的安装，又能保证测量装置不与其他结构件发生干涉。

所述转臂的另一端与所述支架的上端固定连接的方式可以为：所述转臂的另一端设有中心螺孔，所述支架的上端设有光孔，一丝杆穿过所述光孔并旋接在所述中心螺孔中，所述支架的上端通过一螺母锁紧固定在所述转臂的另一端上。该结构拆装方便，调节支架在垂直于转臂的平面内的角度也容易，必要时，可以方便地调节角度或更换不同长短的支架来适应不同规格的曲轴连杆颈的测量。

当用于曲轴磨床时，可以以曲轴磨床的主轴及其配套的驱动装置和转角检测装置作为所述主转轴及其驱动装置和转角传感器，以曲轴磨床的NC系统作为所述数控系统，将所述接触传感器驱动装置固定在曲轴磨床的砂轮架上，接触传感器在砂轮架的带动下前后、左右移动。