曲軸頸圓度在線測量方法的研究.pdf

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1、精密制造與自動化2010年第4期曲軸頸圓度在線測量方法的研究吳曉鍵上海機床廠有限公司(200093)摘要根據(jù)曲軸非圓磨削過程的特點,介紹了曲軸頸圓度在線被動式測量方法,同時提出了一種全新的、先進的曲軸頸圓度主動跟蹤在線測量方法,并詳細介紹其工作原理、技術(shù)特點以及機械結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞曲軸非圓磨削圓度主動跟蹤測量非圓磨削技術(shù)的出現(xiàn)為高精度、高效率地生產(chǎn)1曲軸頸被動式在線測量方法曲軸提供了一種全新和有效的方法,但是由于這種在非圓磨削中,曲軸以曲軸中心為回轉(zhuǎn)中心定磨削技術(shù)有著自身的特殊性,其加工質(zhì)量的控制比位安裝在跟蹤磨床上,在磨削時曲軸頸

2、實際上是在傳統(tǒng)方法具有更大的難度,因此如果能在加工過程作偏心轉(zhuǎn)動,而砂輪架作直線跟蹤運動,從而實現(xiàn)中對曲軸非圓磨削質(zhì)量加以監(jiān)測,即對曲軸非圓磨整個曲軸各相關(guān)型面的磨削加工。由于在跟蹤磨削削過程中幾何尺寸和形狀誤差實施在線測量、進而中,被加工的型面是運動的,因此其幾何尺寸和幾將各類誤差進行分離,就能實時地得到工件表面形何形狀在線檢測的難度遠比用常規(guī)方法磨削時的檢狀誤差、幾何尺寸及系統(tǒng)誤差,將其反饋給控制系測要高。統(tǒng),使曲軸非圓磨削加工中的測量儀器與機床、砂目前這方面最先進的檢測方法與裝置是由意大輪、曲軸組成一個閉環(huán)系統(tǒng),這將更好地

3、發(fā)揮這種利MARPOSS公司開發(fā)的被動式跟蹤測量裝置。先進的加工方式高速高效高精的優(yōu)點,以獲得較高圖1是意大利MPAROSS公司跟蹤磨削在線檢測裝的輪廓精度和良好的表面質(zhì)量。置的示意,它是一種被動式的在線跟蹤檢測裝置。圖1意大利MARPOSS公司跟蹤磨削在線檢測裝置示意圖在這種結(jié)構(gòu)中,檢測的基準依靠測量裝置前部2曲軸頸主動跟蹤式在線測量方法的V型塊,也就是說這時測量的基準是被測型面本在非圓磨削的實際應(yīng)用中,得到理論意義的身,于是該型面上存在的誤差就被帶入測量結(jié)果,圓度對于整個磨削過程的控制與調(diào)整是十分重要而且無法有效地分離。同時

4、這種測量方法無法得到的,其最終將提高加工的精度與效率。理論意義上的圓度,因此針對圓度的測量方面,這但在實際的非圓磨削過程中,被磨的軸頸是運種測量方法存在著局限性。但它能完成直徑的測量動的,也就是說必須采用跟蹤的方法才能進行相關(guān)工作,并能通過直徑的測量完成對磨削加工的控制。的測量,這種動態(tài)跟蹤的測量給整個項目的研究帶41精密制造與自動化2010年第4期來了難題,也帶來了挑戰(zhàn)。為了能在跟蹤磨削過程形狀數(shù)據(jù),這里設(shè)計了一種全新主動跟蹤在線檢測中保證動態(tài)檢測的實現(xiàn)、得到加工時的幾何尺寸和方法,其工作原理如圖2所示。圖2主動式在線跟蹤檢測

5、機構(gòu)示意采用這種主動跟蹤檢測的方法,其主要技術(shù)特(2)跟蹤搖臂:安裝在基座上,并將繞砂輪中點是:心作回轉(zhuǎn)跟蹤運動。(1)將動態(tài)測量轉(zhuǎn)化為相對的靜態(tài)測量,從而(3)測量頭:測量頭上安裝有三個高精度位使得在圓度檢測方法上與圓度檢測的基本原理相移測量傳感器,用來獲取被測圓柱面的形位數(shù)據(jù)。符,并與常規(guī)方法相似。其中1號和2號傳感器對心并以砂輪中心與曲軸頸(2)整個跟蹤測量架上配置三個檢測傳感器,中心連線非對稱布置,3號傳感器對心布置在被磨方便各相關(guān)原始測量數(shù)據(jù)的快速獲取,這是一種典形面圓心與砂輪回轉(zhuǎn)中心(跟蹤回轉(zhuǎn)中心)的連線型的三點測量

6、方法、這些原始數(shù)據(jù)將用于直徑與圓上。度的計算。(4)在測量頭與測量架搖臂之間還設(shè)置了一個(3)測量跟蹤驅(qū)動僅為一軸,而且跟蹤的精度相對運動動作,以便實現(xiàn)測量頭到達與撤出檢測位要求相對較低,如跟蹤偏差為0.05I'IllTI,對于曲軸置的動作。頸而言,在徑向造成的誤差僅為0.00004mm)。(5)控制與驅(qū)動系統(tǒng):用于整個測量機構(gòu)的跟根據(jù)非圓跟蹤磨削的原理,砂輪的直徑是已知蹤運動驅(qū)動與控制、檢測數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換以及相應(yīng)的計的,同時被磨削柱面的直徑也是己知的,那么這種算與檢測結(jié)果的輸出。測量方法的綜合實測值就能比較方便地被確定。在磨削加工

7、時,系統(tǒng)將接收跟蹤磨床控制系統(tǒng)的磨削運動控制信息,通過控制驅(qū)動裝置,使跟蹤3曲軸頸主動跟蹤式在線測量裝置搖臂跟蹤被磨削的形面,跟蹤的目標是使其3號檢1)裝置組成部分測傳感器的檢測點跟蹤在偏心圓(被磨柱面)中心與該裝置主要有以下幾個部分組成:砂輪中心的連線上。測量頭上三個位置傳感器將分(1)基座:整個裝置的基礎(chǔ),安裝在砂輪架上,別在相應(yīng)的位置上檢測被磨削面。在測得被磨削表在工作中將隨砂輪架移動。面的幾何形面數(shù)據(jù)后,經(jīng)過相應(yīng)的分析與計算,就能在線得出被測形面的圓度與直徑。42吳曉健曲軸頸圓度在線測量方法的研究2)機械結(jié)構(gòu)方面的實現(xiàn)工

8、作空間,而且還能避免主動跟蹤測量機構(gòu)與作臺主動跟蹤測量機械部分均安裝在砂輪架上,可其他部件之間的幾何干涉。主動跟蹤式非圓磨削在以隨砂輪架在方向來回移動,充分利用了有限的線圓度檢測裝置的機械結(jié)構(gòu)如圖3所示。圖3主動跟蹤式非圓磨削在線圓度檢測裝置的機械結(jié)構(gòu)示意整個檢

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