轴类零件的自动检测装置设计徐莹1易琨21重庆工商大学2嘉陵)本田发动机公司摘要:设计了一套轴类零件的自动检测装置,该装置能检测轴类零件的直径、圆度和圆跳动。

本装置的测量方法为3S90b,且为定点测量,可同时对三个截面进行测量。

介绍了总体方案设计、部件设计和软件设计。

关键词:轴类零件,自动检测,部件设计,摩擦驱动,界面Design of Automatic Checkout Equipment Used for Axle PartX u Ying Yi KunAbstr act:A suit of the automatic checkou t equip ment used for the axle parts is desig ned.The equip ment can check automat2 ically the diameter,circle degree and circle jumpiness.The3S90b measure metho d is used for the equipment and the measure points are fixed,the equipment can measure parameters i n three sections at the same time.The project design in the g eneral,as2 semblies design and software design are mainly presen ted.Keywor ds:axle part,automatic checkout,assemblies design,rubbing drive,interface1引言本仪器检测的轴类零件为某部件的传动轴。

该零件的轴上有一些螺旋槽和通孔;其长径比较大,长度一般为300~500mm,直径为15~30mm。

在部件装配中,它要和孔接触且配合精度要求较高,故该零件的尺寸精度、圆度和圆跳动均要求较高。

另外,零件的外圆磨削加工是在无心外圆磨床上进行的,采用贯穿磨削法,每分钟大约加工6~10件,所以要求检测方法简单、高效。

由于缺乏合适的专用检测设备,工厂里工件尺寸精度与形位精度的检测不是由工人通过测量器具手工完成,就是采用价格昂贵的通用量仪进行测量。

对前者,当工件批量比较大时,需要花大量的人力、物力和时间,且人为误差大;对后者,其仪器调整过程繁琐,测量时间长,效率低。

此外由于通用量仪大多属于计量型仪器,对环境和操作人员要求高,故不适用于生产现场。

因此,有必要研制一套使用范围广、测量成本低的自动检测装置。

2原始测量方法211圆度的测量测量圆度的方法有单点法、二点法、三点法与坐标法,本设计采用的是三点法。

三点法是对被测实际轮廓在两个固定测量支承和一个可在测量方向上移动的测头之间所进行的测量。

测头位于固定测量支承夹角(A或180b-A)之外的,称为顶式三点测量,如图1a、图1b、图1c、图1d所示;测头位于固定测量支承夹角(A或180b-A)之内的,称为鞍式三点测量,如图1e、图1f所示,我们采用的是图1a方式。

图1三点法测量圆度212径向圆跳动的测量根据GB1958)80的有关规定,圆跳动的检测方法有三类,即用同心套、V形块和两顶尖,本设计采用V形块。

当圆跳动\0101mm时,采用此法较为得当。

而精度较高时用这种方法,其检测精度要受V形块精度和实际基准要素形状误差的综合影响。

3装置的总体设计及其主要部件的功用装置的总体设计如图2所示,由图可看出本装置主要由工件传送装置、工件装夹装置、测量装置和工件驱动装置四部分组成。

311工件传送装置工件传送装置的作用是将被测工件自动地从其堆放位置输送到工件装夹装置中的V形块上,它包括上料装置、皮带传送装置和送料装置三部分。

832005年第39卷l5收稿日期:2004年8月11工件传送装置21工件驱动装置31测量装置41工件装夹装置图2检测装置的装配图(1)上料装置上料装置的功能是把被加工零件整理好,按照一定的方向排列起来,并以一定的节拍逐个地输送出去。

上料装置的工作原理是由电机经蜗杆蜗轮减速后带动与轮相连的连杆运动,从而带动与连杆相连的上料板上下运动,将被测工件上升到一定的高度后,再将其送到皮带传送装置上。

(2)皮带传送装置皮带传送装置将从上料装置送来的被测工件送到送料板上。

(3)送料装置送料装置的工作原理是电机经蜗杆蜗轮减速后,带动轮转动,从而带动与轮相连的摇杆摆动,经滑块使送料板在工作台上往复运动,将被测工件送到工件装夹装置中的V型块上。

312工件装夹装置工件装夹装置的功用是利用两个V形块对工件进行轴向定位,以保证在测量过程中,工件被驱动装置中的压紧轮压紧后,不会存在轴向串动。

此时工件卧放,用两个V形块对工件进行定位,是轴类零件检测时常用的定位方式。

它用外圆柱面体现其基准,结构简单,安装方便,易于实现自动上料和送料。

但因为该零件是细长轴,卧放时会因工件的自重而产生变形,当其旋转后会形成鼓状。

不过,只要调节好两个V形块之间的距离,就可以解决这个问题。

313工件驱动装置工件驱动装置是利用步进电机通过减速器带动摩擦轮,摩擦轮再驱动工件旋转,以实现对轴截面的测量。

摩擦轮放在V形块内侧,且可浮动。

在工件上方有两个小轮对工件施加一定的力(作用在V形块上),这个力不宜多大,只要使工件与摩擦轮可靠接触即可。

与一般的驱动方式相比,其特点是摩擦轮为圆柱体,加工简单、精度高,可以无间隙地实现正反向传动,可以在动力连续传递情况下无级地调节传动比。

当摩擦轮之一为非金属材料时,噪声较低。

314工件测量装置工件测量装置的工作原理是当工件到达测量位置后,发出信号,液压缸的上腔进油,推动活塞及活塞杆下行,与活塞杆相连的压板随之下行,使得固定在横梁上的传感器沿立柱向下运动;当其到达设定位置后,压下行程开关,使得液压缸停止进油,并保持此状态直到测量结束,以便实现传感器的读数操作;当测量结束后,液压缸的下腔进油,使得传感器又向上移动,离开检测位置,方便工件的取放。

传感器测得的信号经数据采集卡处理后再传送到软件中进行运算,以实现对轴类零件三个指标的自动检测。

4软件设计本检测软件用来对传感器测得的数据进行处理,以实现对直径、圆度和圆跳动的检测,并判断其是否超差,同时还要作出误差曲线图。

411用户界面的设计主窗口界面如图3所示。

图3主窗口界面/传感器读数0是传感器测得的数据。

/实时半径0则是根据传感器读数,采用3点求圆的办法,求得该截面的实时半径值,配合工件旋转的相位关系,扫描出该截面的廓形。

传感器使用一段时间后,可能会出现测头的磨损,如果不对其进行处理,必将影响检测结果,造成在验收工作中出现/误收0与/误废0现象,故必须对传感器进行校准。

校准方法是:在V形块上放入标准心轴,然后按下/传感器校准0按钮后,仪器执行补84工具技术偿动作,自动记录补偿值,对测量读数进行补偿修正,回显在自动补偿对话框中。

直径的误差曲线图是根据传感器测得的数据转换成直径误差值后,再结合工件转动的相位形成的图形。

在该图形中,可根据出现正弦波的个数来判断出所测截面的棱边数,这对采用3S90b这种测量方法来说是很重要的,因为要采用这种方法测量圆度时必须知道圆的棱边数。

412评价(1)圆度误差圆度误差f的评价采用的是f=E$i n其中$i=r i-r0式中r i)))各测量点所在处的半径值r0)))理论半径值n)))测量点的个数(2)径向圆跳动误差径向圆跳动误差f的评价采用的是F=max(r i)-min(r i)式中r i)))各测量点所在处的半径值max(r i))))各测量点所在处的最大半径值min(r i))))各测量点所在处的最小半径值参考文献1机电一体化技术手册编委会.机电一体化技术手册.北京:机械工业出版社,20042成大先.机械设计手册.北京:化学工业出版社,20043于汶.零件尺寸的自动检测.河北:中国计量出版社, 19894曾宪铮.形位误差测量.北京:国防工业出版社,19795卢文祥,杜润生.工程测试与信息处理.武汉:华中理工大学出版社,1994第一作者:徐莹,重庆工商大学机械工程学院,400067重庆市收稿日期:2004年8月用MOD法评价齿轮精度指标的测量效率裴玲李峰冯佩兰湖北汽车工业学院摘要:介绍了模特排时法(MO D)的基本原理,用M OD法测定和评价了各项齿轮精度检测项目的测量效率,提出了合理选择齿轮精度检测项目的原则和方法。

关键词:齿轮,精度指标,模特排时法,测量效率,评价Evaluation of Measuring Efficiency of Gear Accuracy Item by MODPei Ling Li Feng Feng PeilanAbstr act:The basic principle o f Modular Arrangement o f Predetermined Ti me Standard(MOD)is introd uced.By using MO D,the measuring efficiency of inspection items about gear accuracy are determined and evaluated.The principle and method of reaso nably selecting inspection i tems about gear accuracy are presented.Keywor ds:gear,accuracy item,MOD,measuring efficiency,evaluatio n1引言精益生产方式的特点是消除一切浪费,追求精益求精和不断改善。

/精简0是精益生产的核心原则之一,要精简产品开发、设计、生产、管理中一切不产生附加值的工作,旨在以最优品质、最低成本和最高效率对市场需求作出最迅速的响应。

从质量角度来讲,精益生产追求高品质,要求不良产品为/零0,而且/零0废品不是在检验工位检测出来的,而应在不良产品产生的源头就予以消除。

从某种意义上来说,质量检验以精益生产方式的理念看来是一项不增加价值的生产活动。

当出现不良产品时,临时的补救措施是治标不治本的行动。

所以,加工完毕后的被动检验本身就是一种浪费。

在齿轮的精益生产方式中,在保证质量稳定的前提下,实现高标准、高可靠性、低成本的齿轮精度检验,是进一步降低生产成本、保证按时交货需要解决的问题。

运用工业工程(IE)的方法,研究齿轮各项精度指标的作业标准与测量效率,是减少废品、降低各种质量成本(如材料的损失、设备和人员工时的损失、额外的修复、挑选和追加检查、额外的检查员及检查工位等)的科学而有效的途径。