CN102141393B - 基于气悬浮及三维坐标检测轴类零件与基准重心线的偏移的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于气悬浮及三维坐标检测轴类零件与基准重心线的偏移的方法及气悬浮装置。它包括底板，底板下设有可调的支撑脚，底板上设有至少两个支撑块，支撑块上设有支撑槽，支撑槽底设有导气孔。本发明巧妙地利用气悬浮及三维坐标检测技术，解决了现有检测轴类零件重心线等问题，其结构简单，从操作方便，测量准确度与重复性精度高。

Description

基于气悬浮及三维坐标检测轴类零件与基准重心线的偏移的方法

技术领域

本发明属于汽车零部件的检测技术，具体涉及一种汽车轴类零部件的三维坐标检测技术。 

背景技术

发动机曲轴平衡箱中的平衡轴是发动机曲轴运行的关键零件，平衡箱齿轮与轴压装时，必须在平衡轴的端面作动平衡标记孔，依据动平衡标记孔实施安装。因此动平衡标记孔的圆心必须在平衡轴的重心线上。在实际生产过程中动平衡标记孔的圆心是否在平衡轴的重心线上很难判断，而如何检测动平衡标记孔的圆心是否在平衡轴的重心线也十分困难。

三坐标测量机现在被广泛应用于零件三维空间坐标的检测，它能通过检测空间点的三维坐标值，准确的检测确定并绘制出三维产品的相关的图形、参数，并加以分析。它有多种检测头，如自定心式和非自定心式；自定心测头和扫描功能的测座。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于气悬浮及三维坐标检测轴类零件与基准重心线的偏移的方法及气悬浮装置，以实现对平衡轴等轴类零件的检测。 

本发明的基于气悬浮及三维坐标检测轴类零件与基准重心线的偏移的方法，它是在水平基准面内，利用气压使轴类零件悬浮后自然下落后予以支撑，在轴类零件的第一个径向平面内，采集至少三个圆周面点的坐标值，利用至少三个圆周面点的坐标值计算该圆周面的第一圆心坐标值，确定第一圆心位置；在轴类零件的第二个径向平面内，采集至少三个圆周面点的坐标值，利用至少三个圆周面点的坐标值计算该圆周的第二圆心坐标值，确定第二圆心位置；连接第一圆心和第二圆心，得到轴类零件的轴线， 过轴线作垂直于水平基准面的垂线得到轴类零件的基准重心线； 

采集轴类零件端面的动平衡标记孔中至少三个圆周面点的坐标值，利用至少三个圆周点的坐标值计算该动平衡标记孔的圆心坐标值，确定动平衡标记孔圆心位置，过动平衡标记孔圆心作与轴线相交的第一被测垂线，比较第一被测垂线与基准重心线的夹角； 

或采集轴类零件上齿轮的齿槽中心点坐标，得到齿槽中心点的位置，过齿槽中心点作与轴线相交的第二被测垂线，比较第二被测垂线与基准重心线的夹角。 

本发明的检测轴类零件重心线的气悬浮装置，它包括底板，底板下设有可调的支撑脚，底板上设有至少两个支撑块，支撑块上设有支撑槽，支撑槽底设有导气孔。 

所述底板上设有水平仪。 

所述底板上设有水平基准板。 

所述导气孔与压缩空气管路相连通。 

本发明巧妙地利用气悬浮及三维坐标检测技术，解决了现有检测轴类零件重心线等问题，其结构简单，从操作方便，测量准确度与重复性精度高。 

附图说明

图1气悬浮装置结构示意图。 

图2平衡轴示意图。 

图3平衡轴被检测原理示意图。 

具体实施方式

如图1所示，气悬浮装置包括底板1，底板1下设有可调的支撑脚2，支撑脚2的高度通过螺纹调节，即支撑脚2上设有螺母螺纹调节。四个支撑脚2能够保证底板1保持水平。 

底板1上设水平仪3，以检测底板1是否水平；底板1上设有水平基准板4用于被三坐标测量机作为基准水平面检测绘制。 

底板1上设有两个支撑块5，支撑块5上设有支撑槽6，支撑槽底设有导气孔7。导气孔7与压缩空气控制管路16相连通。 

将气悬浮装置及三坐标测量机用于对如图2所示的发动机曲轴平衡箱中的平衡轴进行检测。图2中，8为平衡轴轴线，9为平衡轴上的齿轮。 

检测时： 

气悬浮装置定置在三坐标测量机的大理石平板12上。三标测量机的大理石平板12已经借助水平仪调好水平，使得底板1及水平基准板4保持水平。三坐标测量机要配备既有自定心和扫描功能的测座和测头(常规的检测装置)。 

首先将平衡轴10放置在气悬浮装置中的两个支撑块5的支撑槽6中，打开气源后，压缩空气将平衡轴10悬浮起来，被测零件平衡轴由于没有了与夹具间的接触摩擦阻力，在微微摆动后自然停止，此时重心会自然朝下。关掉气源，平衡轴10自由落下在支撑槽6中。 

三坐标测量机首先建立平衡轴10重心线基准：坐标测量机的测头在水平基准板4采集不在一条直线三个点的坐标，依据三个点的坐标在三坐标测量机中建立水平面。 

三坐标测量机在A处轴径的径向平面内，采集至少三个圆周面点的坐标值，利用圆周上至少三个点坐标，可以得到圆周的圆心坐标，计算得到该圆周的第一圆心坐标值，确定第一圆心位置； 

三坐标测量机在C处轴径的径向平面内，采集至少三个圆周面点的坐标值，利用圆周上至少三个点坐标，可以得到圆周的圆心坐标，计算得到该圆周面的第二圆心坐标值，确定第二圆心位置；连接第一圆心和第二圆心，得到平衡轴10的轴线8。 

上述测量圆周面点的坐标值，被检点的数量可以是四个或更多，同样可以利用坐标几何的原理计算出圆心的坐标。 

过轴线8上的点向三坐标测量机中建立水平面作垂直线，得到轴类零件的基准重心线12；图3所示。 

如图3所示，采集平衡轴10端面的动平衡标记孔13中至少三个圆周面点的坐标值，利用至少三个圆周点的坐标值计算该动平衡标记孔的圆心坐标值，确定动平衡标记孔圆心O位置，过动平衡标记孔圆心作与轴线相交的第一被测垂线14，比较第一被测垂线与基准重心线的夹角；评价零件的测量结果该夹角是否满足要求0°±1°。 

该方法还可以用以检测平衡轴10上的齿轮9的齿槽中心与平衡轴重心线的实际夹角 

方法是，如图3所示，利用三坐标测量机自定心测头测量齿槽11，有自定心功能的三坐标测量机测头在距离A部轴径端面166.15MM处的截面内的齿槽内接触两端齿侧面，当自定心测头 与齿槽11两侧壁接触后，自定心测头的中心就是齿槽11中心，从而得到齿槽11中心的坐标，过齿槽中心O1点作与轴线相交的第二被测垂线15，比较第二被测垂线15与基准重心线12的夹角。评价零件的测量结果该夹角是否满足要求5°02′±1°。 

Claims (3)

1.一种基于气悬浮及三维坐标检测轴类零件与基准重心线的偏移的方法，它是在水平基准面内，利用气压使轴类零件悬浮后自然下落后予以支撑，在轴类零件的第一个径向平面内，采集至少三个圆周面点的坐标值，利用至少三个圆周面点的坐标值计算该圆周面的第一圆心坐标值，确定第一圆心位置；在轴类零件的第二个径向平面内，采集至少三个圆周面点的坐标值，利用至少三个圆周面点的坐标值计算该圆周的第二圆心坐标值，确定第二圆心位置；连接第一圆心和第二圆心，得到轴类零件的轴线，过轴线作垂直于水平基准面的垂线得到轴类零件的基准重心线；

采集轴类零件端面的动平衡标记孔中至少三个圆周面点的坐标值，利用至少三个圆周点的坐标值计算该动平衡标记孔的圆心坐标值，确定动平衡标记孔圆心位置，过动平衡标记孔圆心作与轴线相交的第一被测垂线，比较第一被测垂线与基准重心线的夹角；

或采集轴类零件上齿轮的齿槽中心点坐标，得到齿槽中心点的位置，过齿槽中心点作与轴线相交的第二被测垂线，比较第二被测垂线与基准重心线的夹角。

2.如权利要求1所述基于气悬浮及三维坐标检测轴类零件与基准重心线的偏移的方法，其特征在于它是利用三坐标测量机检测设置有轴类零件的水平基准板，得到水平基准面；三坐标测量机检测得到所述的第一被测垂线与基准重心线的夹角。

3.如权利要求1所述基于气悬浮及三维坐标检测轴类零件与基准重心线的偏移的方法，其特征在于它是利用三坐标测量机的自定心的检测头检测得到齿槽中心点的位置。

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