基于高度尺的曲軸磨削角向定位測量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于高度尺的曲軸磨削角向定位測量方法。本方法采用將高度尺測量機構(gòu)安裝在機床砂輪架懸臂支架上，可隨砂輪架運動，高度尺測量機構(gòu)的前端安裝V型塊，并可繞支點發(fā)生偏轉(zhuǎn)。測量時，高度尺測量機構(gòu)在氣缸驅(qū)動下沿基準中心線方向慢慢往下移動，直至前端V型塊卡住曲軸連桿頸，讀取長度計和光柵尺的讀數(shù)就能得高度尺水平和豎直偏移量，進而計算得到機床旋轉(zhuǎn)軸（C軸）坐標偏移量，實現(xiàn)曲軸的角向定位。該方法利用安裝在砂輪架上的高度尺測量機構(gòu)和曲軸數(shù)控磨床本身的運動，可以很好的替代人工定位所完成的工作，提高定位測量精度及效率。
【專利說明】基于高度尺的曲軸磨削角向定位測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于高度尺的曲軸磨削角向定位測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]采用切點跟蹤磨削方法加工曲軸連桿頸必須通過角向定位設置機床頭架旋轉(zhuǎn)軸的坐標偏移量，使加工時機床坐標系與工件坐標系重合。實際加工中如果曲軸角向定位不準確，就會造成磨削余量分布不均，降低加工效率，影響連桿頸的加工質(zhì)量，角向定位誤差較大時,還會出現(xiàn)負余量的情況,將無法加工出要求的曲軸連桿頸尺寸?；谇S角向定位的重要性，需要尋找一種高效率高精度測量、定位方法，以保證后續(xù)加工的效率和精度。目前，曲軸數(shù)控磨床上普遍采用的人工角向定位，即利用塞片、千分表等量具憑經(jīng)驗進行頭架旋轉(zhuǎn)軸位置調(diào)整，不僅效率較低而且定位精度不高，所使用的測量工具也有一定的局限性。因此，基于高度尺的曲軸磨削角向定位測量方法的發(fā)明對保證曲軸連桿頸加工精度非常有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對已有技術(shù)存在的缺陷，提供一種基于高度尺的曲軸磨削角向定位測量方法，不必采用繁瑣費時的人工定位方法對曲軸進行角向定位，實現(xiàn)曲軸磨削中角向定位的在機測量，確保角向定位精度，提高曲軸切點跟蹤磨削的加工效率。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是:
本發(fā)明的基于高度尺的曲軸磨削角向定位測量方法，需要將高度尺測量機構(gòu)安裝在機床砂輪架懸臂支架上，整個測量機構(gòu)可隨砂輪架運動，充分利用曲軸數(shù)控磨床進給軸(X軸)、軸向直線運動軸(Z軸)的高精度運動完成測量運動，各軸運動位置可由光柵尺反饋。高度尺測量機構(gòu)的前端安裝V型塊，并可繞支點發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在測量時，高度尺測量機構(gòu)在氣缸驅(qū)動下沿基準中心線方向慢慢往下移動，直至前端V型塊卡住曲軸連桿頸，讀取長度計和光柵尺的讀數(shù)就能得高度尺水平和豎直偏移量，進而計算得到機床旋轉(zhuǎn)軸(C軸)坐標偏移量，實現(xiàn)曲軸的角向定位。該方法利用安裝在砂輪架上的高度尺測量機構(gòu)和曲軸數(shù)控磨床本身的運動，可以很好的替代人工定位所完成的工作，提高定位測量精度及效率。
[0005]根據(jù)上述構(gòu)思，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種基于高度尺的曲軸磨削角向定位測量方法，其特種在于:將高度尺測量機構(gòu)安裝在砂輪架懸臂支架上，在使用高度尺測量機構(gòu)進行測量前需要先對相關(guān)參數(shù)進行標定。
[0006]以曲軸回轉(zhuǎn)中心為坐標原點，砂輪架進給方向為Xc軸，豎直方向為Fc軸，建立如圖5所示的曲軸角向定位坐標系。高度尺測量機構(gòu)隨砂輪架行進到測量檔位，并沿JT軸方向移動使得高度尺中心線與re軸重合，記錄初始狀態(tài)下，長度計示數(shù)4，光柵尺示數(shù)~，測得長度計與支點之間的距離為c。[0007]可求得初始狀態(tài)下高度尺支點Ojr坐標系中的坐標為(X/ ,7/)，
-^h =0 ; Tht = (*>
其中通過標定得到，是高度尺測量機構(gòu)在Ie軸方向的安裝常數(shù)，隨高度尺測量機
構(gòu)安裝位置的不同而變化，安裝完畢后即固定不變。
[0008]本測量的操作步驟如下:
1)由頭架驅(qū)動曲軸繞旋轉(zhuǎn)軸C軸旋轉(zhuǎn)，使被測連桿頸轉(zhuǎn)至接近豎直位置(即與Ic的正
半軸重合)，由于高度尺測量機構(gòu)只能測量較小范圍內(nèi)的軸頸水平偏移，只有將連桿頸轉(zhuǎn)到高度尺水平偏移的測量范圍之內(nèi)，才能獲取有效的測量數(shù)據(jù)；
2)高度尺測量機構(gòu)隨砂輪架運動到測量檔位，并沿砂輪架進給軸X軸方向移動，直到
高度尺測量機構(gòu)中心線與辱軸重合；
3)高度尺測量機構(gòu)在氣缸驅(qū)動下沿基準中心線方向慢慢往下移動，直至前端V型塊卡住連桿頸；
4)記下當前機床旋轉(zhuǎn)軸C軸坐標設，讀取長度計示數(shù)I得到高度尺末端偏離基準中心線的距離為|?-Ιο| ,讀取光柵尺示數(shù)^得到高度尺測量機構(gòu)下降的距離為6-? ;
5)測量完成后，氣缸驅(qū)動高度尺抬起回到加工位置；
6)建立曲軸角向定位數(shù)學模型(如圖5所示)，對測量數(shù)據(jù)進行處理、求解；
7)計算后可得曲軸連桿頸和主軸頸中心連線瓦^與.^正半軸之間的夾角:T;
8)根據(jù)F以及設設置機床頭架旋轉(zhuǎn)軸C軸的坐標偏移量，即可使加工時使用的機床坐標系與編程時使用的工件坐標系重合，從而實現(xiàn)曲軸磨削中的角向定位。
[0009]上述步驟5)中具體計算過程如下:
①高度尺繞支點的偏轉(zhuǎn)角:
【權(quán)利要求】
1.一種基于高度尺的曲軸磨削角向定位測量方法，其特征在于:將高度尺測量機構(gòu)安裝在機床砂輪架懸臂支架(2)上，并在測量前完成對高度尺測量機構(gòu)相關(guān)參數(shù)的標定；高度尺的前端安裝V型塊，可繞支點(5)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在測量時，高度尺測量機構(gòu)在氣缸(3)驅(qū)動下沿基準中心線方向慢慢往下移動，直至前端V型塊卡住曲軸連桿頸(8)，讀取長度計(4)和光柵尺(6)的讀數(shù)就能得高度尺測量機構(gòu)水平和豎直偏移量，進而計算得到機床旋轉(zhuǎn)軸一C軸坐標偏移量，實現(xiàn)曲軸的角向定位；利用安裝在砂輪架(2 )上的高度尺測量機構(gòu)和曲軸數(shù)控磨床本身的運動，可很好的替代人工定位所完成的工作，提高定位測量精度及效率；測量操作步驟為: 1)由頭架驅(qū)動曲軸繞旋轉(zhuǎn)軸C軸旋轉(zhuǎn)，使被測連桿頸(8)轉(zhuǎn)至接近豎直位置，即與Tc的正半軸重合，由于高度尺測量機構(gòu)只能測量較小范圍內(nèi)的軸頸水平偏移，只有將連桿頸(8)轉(zhuǎn)到高度尺測量機構(gòu)水平偏移的測量范圍之內(nèi)，才能獲取有效的測量數(shù)據(jù)； 2)高度尺測量機構(gòu)隨砂輪架運動到測量檔位，并沿砂輪架進給軸X軸方向移動，直到高度尺測量機構(gòu)中心線與A軸重合； 3)高度尺測量機構(gòu)在氣缸(3)驅(qū)動下沿基準中心線方向慢慢往下移動，直至前端V型塊卡住連桿頸(8)； 4)記下當前機床旋轉(zhuǎn)軸C軸坐行#讀取長度計(4)示數(shù)I得到高度尺測量機構(gòu)末端偏離基準中心線的距離為讀取光柵尺(6)示數(shù)q得到高度尺測量機構(gòu)下降的距離為 5)測量完成后，氣缸(3)驅(qū)動高度尺測量機構(gòu)抬起回到加工位置； 6)建立曲軸角向定位數(shù)學模型，對測量數(shù)據(jù)進行處理、求解； 7)計算后可得曲軸連桿頸(9)和主軸頸中心連線與Xe正半軸之間的夾角7， 為砂輪架進給方向； 8)根據(jù)7以及#設置機床頭架旋轉(zhuǎn)軸C軸的坐標偏移量，即可使加工時使用的機床坐標系與編程時使用的工件坐標系重合，從而實現(xiàn)曲軸磨削中的角向定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高度尺的曲軸磨削角定向測量方法，其特征在于:所述測量前完成對高度尺測量機構(gòu)相關(guān)參數(shù)的標定方法如下: 以曲軸回轉(zhuǎn)中心為坐標原點，砂輪架進給方向為&軸，豎直方向為軸，建立曲軸角向定位坐標系XcOeFc ;高度尺隨砂輪架行進到測量檔位，并沿I軸方向移動使得高度尺測量機構(gòu)中心線與A軸重合，記錄初始狀態(tài)下，長度計(4)示數(shù)4光柵尺(6)示數(shù)蜀，測得長度計(4)與支點(5)之間的距離為e ； 可求得初始狀態(tài)下高度尺測量機構(gòu)支點^在^坐標系中的坐標為(Xj/ ,?^)，
=0 ； ^JBT = Cy其中:Cy通過標定得到，是高度尺測量機構(gòu)在;Yc軸方向的安裝常數(shù)，隨高度尺測量機構(gòu)安裝位置的不同而變化，安裝完畢后即固定不變。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲軸磨削角向定位測量方法，步驟5)中計算曲軸連桿頸(8)和主軸頸中心連線OcOw與Xc正半軸之間的夾角r的方法如下: ①高度尺測量機構(gòu)繞支點(5)的偏轉(zhuǎn)角:
【文檔編號】B24B49/00GK103894929SQ201410107269
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】李靜, 沈南燕, 王歆令, 葉俊, 趙瑩博, 許海, 劉森 申請人:上海大學