CN104215205B - 用于曲轴测量的测头装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于曲轴测量的测头装置。传统测量装置测量精度和效率低，测量项目单一；美国埃帝科公司和德国霍梅尔公司等几家生产曲轴综合测量设备，但是其测头部分采用的是跟随机构完成的。一种用于曲轴测量的测头装置，包括x向测量组件和z向测量组件；x向测量组件包括柔性导向机构和x向位移传感器，柔性导向机构包括通过簧片依次垂直连接的移动板、左导向板、右导向板和固定支架；移动板的一端连接有与其平行的x向测量板，另一端与x向位移传感器相对应，x向位移传感器固定在与柔性导向机构连接的x向传感器支架上。本发明为独立的测头装置，将其安装到具有坐标测量功能的测量平台上，可以实现曲轴的尺寸和形位公差的精密测量。

Description

用于曲轴测量的测头装置

技术领域

本发明涉及曲轴精密测量技术领域，具体涉及一种用于曲轴测量的测头装置。

背景技术

从曲轴测量的需要来看，主要是两个方面：一方面是精密测量，是在计量室为产品质量检验仲裁、产品设计、试制、试验而进行的测量；另一方面是产品质量控制，主要是在生产现场对曲轴产品进行的质量检验。曲轴的加工精度很大程度上影响发动机的性能，因此曲轴加工误差的精密测量非常重要。传统测量装置测量精度和效率低，测量项目单一。曲轴综合测量机是近年来国外迅速发展起来的曲轴数控测量设备，该设备不仅可以测量曲轴轴颈、连杆颈等径向尺寸，还可以测量曲轴的轴向尺寸，具有精度高、效率高的特点。目前比较知名的有美国埃帝科（Adcole）公司和德国霍梅尔（Hommel）公司等几家专业厂家生产曲轴综合测量设备，但是其测头部分采用的是跟随机构完成的，不是独立的测头装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、高效、高精度、独立的曲轴测量的测头装置，该装置有效解决传统测量装置测量精度和效率低，测量项目单一的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于曲轴测量的测头装置，包括x向测量组件和z向测量组件；所述x向测量组件包括柔性导向机构和x向位移传感器，柔性导向机构包括通过簧片依次垂直连接的移动板、左导向板、右导向板和固定支架，移动板和固定支架分别位于其顶端和底端；移动板的一端连接有与其平行的x向测量板，另一端与x向位移传感器相对应，x向位移传感器固定在与柔性导向机构连接的x向传感器支架上；在移动板和固定板之间设置有x向复位组件，包括x向复位板和限位板，x向复位板与移动板连接，限位板与固定支架连接，x向复位板的端部设置有x向复位磁铁，其与限位板通过x向复位磁铁吸合设置；

所述z向测量组件包括z向位移传感器和z向测量柱，z向位移传感器位于移动板上，z向测量柱设置在x向测量板的端部，在z向位移传感器与x向测量板之间设置有z向复位组件，包括Z向复位板和z向复位支架，z向复位支架位于移动板上，其上设置有中心孔，Z向复位板一端分别与x向测量板和移动板连接，其另一端穿过中心孔与z向位移传感器对应，在z向复位支架和移动板上分别设置有z向复位磁铁，z向复位支架和移动板通过z向复位磁铁吸合设置。

本发明相对于现有技术，具有如下优点和效果：

1）本发明的装置为独立的测头装置，将其安装到具有坐标测量功能的测量平台上，可以实现曲轴的尺寸和形位公差的精密测量；

2）将该测头装置安装于具有坐标测量功能的测量平台上，能够实现曲轴多个轴向和径向参数的测量，有效提高测量效率和测量精度，可以代替目前曲轴综合测量机上的跟随测量***；

3）柔性导向机构取代传统的滑动或滚动导轨机构，可有效提高测量精度，结构节凑、降低生产成本；

4）采用永磁复位机构实现测量组件复位，能够提高测量精度；

5）永磁复位机构产生的非线性磁力与簧片的弹性力的综合作用能够保证正常工作过程中测量力稳定，避免***振动可能造成的测量板（测量柱）与工件分离现象，大大提高***稳定性和测量精度；

6）本发明结构简单，操作方便，将其安装到具有坐标测量功能的测量平台上，可以实现曲轴的尺寸和形位公差的精密测量，可实现曲轴多个形位公差的测量，效率高，精度高，稳定性好。

附图说明

图1是本发明曲轴测头安装在测量机上的机械结构示意图；

图2是本发明曲轴测量专用测头的三维轴测图；

图3是本发明曲轴测头的剖视图。

图中：100－曲轴测头整体结构，1—x向位移传感器，2—z向位移传感器， 3—z向复位支架，4—z向复位板，5—螺钉，6—移动板，7—x向测量板，8—z向测量柱，9—簧片，10—左导向板，11—簧片，12—中心孔，13—右导向板，14—限位板，15—固定支架，16—x向传感器支架，17—z向复位磁铁，18—x向复位板，19—曲轴，20—x向复位磁铁，21—x轴伺服工作台，22—z轴伺服工作台，23—z轴立柱，24—伺服转台，25—工件固定座，26—机座。

具体实施方式

下面通过说明书附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

参见图1，将本发明的曲轴测量专用测头装置安装于测量机的x轴伺服工作台21上，并通过z轴伺服工作台22与z轴立柱23相连，Z轴立柱23固定在机座26上面，机座上面还安装有伺服转台24和工件固定座25。

参见图2和图3，一种用于曲轴测量的测头装置，包括x向测量组件，z向测量组件，精密复位组件；所述x向测量组件包括柔性导向机构和x向位移传感器1.1，柔性导向机构包括通过簧片依次垂直连接的移动板6，左导向板10、右导向板13和固定支架15，移动板6和固定支架15分别位于其顶端和底端，移动板6的一端连接有与其平行的x向测量板7，其另一端与x向位移传感器1相对应，x向位移传感器1固定在x向传感器支架16上，x向传感器支架16通过螺钉连接在固定支架15上；在移动板6和固定板15之间设置有x向复位组件，包括x向复位板18和限位板14，x向复位板18与移动板6连接，限位板14与固定板15连接，x向复位板18的端部设置有复位磁铁，其与限位板14通过复位磁铁吸合设置；

所述z向测量组件包括z向位移传感器2和z向测量柱8，z向位移传感器2位于移动板上，z向测量柱8设置在x向测量板7的端部，在z向位移传感器2与x向测量板7之间设置有z向复位组件，包括Z向复位板4和z向复位支架3，z向复位支架3位于移动板6上，其上设置有中心孔12，Z向复位板4一端分别与x向测量板7和移动板6连接，其另一端穿过中心孔12与z向位移传感器2对应，在z向复位支架3和移动板6上分别设置有z向复位磁铁，z向复位支架3和移动板6通过z向复位磁铁吸合设置。

曲轴测头使用时安装在具有数控功能的测量机x轴伺服工作台21上，径向测量曲轴轴颈或连杆颈时，控制测头与轴颈或连杆颈接触，随着曲轴的旋转，控制测头的B点按照曲轴的理想空间位置运动，而轴颈的误差由测头x向位移传感器1测得；当测量轴向尺寸时，控制测头沿z方向运动，Z向测量柱与曲轴轴肩接触，通过Z向传感器2获得各轴向尺寸的误差值。

本发明的工作原理是：通过柔性导向机构来实现测量板7在x方向的测量动作，当x向测量板7的前边缘B处与曲轴19接触时，x向测量板7测得的位移变化量由x向位移传感器1测得，通过x向复位磁铁20产生的非线性吸合力与簧片11产生的弹性力的综合作用，可保证x向测量力稳定。通过x向测量板7与z向复位板4以及簧片11在A处组成的杠杆机构完成z方向的测量动作，z向测量柱8测得的z向位移变化量由z向位移传感器2测得，正常工作时，若z向测量柱8的上端与工件表面接触，通过z向复位磁铁17的吸合力与簧片11在A处的弹性力矩产生稳定的测量力，若z向测量柱8的下端与工件表面接触，通过z向复位磁铁17的吸合力与簧片11在A处的弹性力矩形成稳定的测量力，此时z向测量范围由z向复位支架3的中心方孔C的尺寸限定。

Claims (1)

1.一种用于曲轴测量的测头装置，其特征在于：包括x向测量组件和z向测量组件；所述x向测量组件包括柔性导向机构和x向位移传感器（1），柔性导向机构包括通过簧片（11）依次垂直连接的移动板（6）、左导向板（10）、右导向板（13）和固定支架（15），移动板（6）和固定支架（15）分别位于顶端和底端；移动板（6）的一端连接有与其平行的x向测量板（7），另一端与x向位移传感器（1）相对应，x向位移传感器（1）固定在与柔性导向机构连接的x向传感器支架（16）上；在移动板（6）和固定支架（15）之间设置有x向复位组件，包括x向复位板（18）和限位板（14），x向复位板（18）与移动板（6）连接，限位板（14）与固定支架（15）连接，x向复位板（18）的端部设置有x向复位磁铁，其与限位板（14）通过x向复位磁铁（20）吸合设置；

所述z向测量组件包括z向位移传感器（2）和z向测量柱（8），z向位移传感器（2）位于移动板上，z向测量柱（8）设置在x向测量板（7）的端部，在z向位移传感器（2）与x向测量板（7）之间设置有z向复位组件，包括Z向复位板（4）和z向复位支架（3），z向复位支架（3）位于移动板（6）上，其上设置有中心孔（12），Z向复位板（4）一端分别与x向测量板（7）和移动板（6）连接，其另一端穿过中心孔（12）与z向位移传感器（2）对应，在z向复位支架（3）和移动板上分别设置有z向复位磁铁（17），z向复位支架（3）和移动板（6）通过z向复位磁铁（17）吸合设置。