[发明专利]一种连杆弯曲度和扭曲度的高精度测量方法

说明书

一种连杆弯曲度和扭曲度的高精度测量方法。属于在线测量技术应用领域。提出了一种可实现连杆弯曲度和扭曲度的高精度测量的连杆弯曲度和扭曲度的高精度测量方法。包括如下步骤：S1、布置测头；S2、获取测头坐标；S3、建立坐标系；S4、测量目标连杆；S5、计算目标连杆的弯曲度和扭曲度；S6、厚度偏差补偿。本发明可以集成到连杆的在线测量装备之中，实现全自动化的测量，可以极大地提高连杆的测量效率，达到能够匹配如今连杆的生产效率。同时，本发明中还提供了一种测量补偿方法，可以减小被测连杆的厚度的偏差带来的预期之外的测量误差，进一步提高测量的精度。

技术领域

本发明涉及一种连杆弯曲度和扭曲度的高精度测量方法，其属于在线测量技术应用领域。

背景技术

连杆是发动机的核心部件之一，连杆加工质量很大程度上决定着发动机的整体性能。连杆的生产量巨大，如上海某连杆生厂企业日产量超过了10万件。为了满足全自动化生产线的要求，连杆精度参数的在线测量也必定需要满足高精度、高节拍的要求，从而能够匹配连杆的生产节拍，全面的提高生产效率。由于连杆工作环境的特殊性，以及其结构的复杂性和加工质量要求的精确性，在传统检测过程中需要掌控的质量因素很多。传统手工抽样检测方法中工作人员的劳动强度重、一致性差，测量结果与自动化测量技术相比在很大程度上受到一些很难掌控的人为因素的影响。

其中弯曲度与扭曲度是连杆两个重要的位置度指标。传统的通用的连杆弯曲度和扭曲度的检测方法大致有通用量具测量方法、专用测量台测量方法和光电自动化设备测量方法。可见的报道中，文献“连杆几何参数综合测量方法的研究[硕士学位论文]，北京，北京交通大学，2009”研制的连杆几何参数的测量方法，所设计的方法无法实现在线测量，测量节拍有限。中国实用新型专利“连杆测量仪”，申请号为“201820497837.5”中设计的连杆测量仪为传统的手动测量装置，测量的精度和一致性有限。

因此，确有必要对于上述的连杆弯曲度和扭曲度的测量方法进行改变，以解决现有技术的不足。尤其是针对批量加工过程中，连杆出现肉眼不可见的弯曲与扭曲时，尤其需要对连杆的弯曲度与扭曲度进行高精度、且高效的测量，从而剔除出加工不合格的残次品。

发明内容

本发明针对以上问题，提出了一种可实现连杆弯曲度和扭曲度的高精度测量的连杆弯曲度和扭曲度的高精度测量方法。

本发明的技术方案为：所述连杆具有大端头和小端头，所述大头端以及小头端中均开设有圆柱孔，包括如下步骤：

S1、布置测头：取连杆标准件，在连杆标准件的大头端以及小头端布置高精度位移传感器；

S2、获取测头坐标：对连杆标准件进行标定，获得测头的位移零点，进行标定时，测头将会产生一段位移，根据位移量可以得到连杆标准件中大头端圆柱孔的半径以及小头端圆柱孔的半径；

S3、建立坐标系：以连杆标准件中大头端圆柱孔的中心O为坐标原点，连杆标准件的长度方向为X轴，连杆标准件中大头端圆柱孔的轴向为Z轴，垂直于XOZ平面的为Y轴，建立坐标系；

S4、测量目标连杆：使得所有高精度位移传感器的位置保持不变，移除连杆标准件，放上目标连杆，使得目标连杆的大头端以及小头端之内分别具有八个测点，进行测量，同样，测头将会产生一端位移，此时，可计算获得各个测点所处的坐标位置；

S5、计算目标连杆的弯曲度和扭曲度：

S5.1、得到T1-T4的坐标之后，基于最小二乘法可拟合出T1-T4所在圆的圆心O₁的坐标，同理，可得出T5-T8所在圆的圆心O₂的坐标、T9–T12所在圆的圆心O₃的坐标、T13–T16所在圆的圆心O₄的坐标；

S5.2、根据O₁、O₂、O₃、O₄在X方向以及Y方向上的总偏移量求得连杆的弯曲度和扭曲度；