CN114279328A - 一种超高精度rv减速器曲轴专用测量设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超高精度RV减速器曲轴专用测量设备，包括底座支架、电机‑传动耦合机构、齿位自动锁定机构、夹具顶松机构、电驱动机构、第一气浮滑台、第二气浮滑台、柔性上顶尖压紧机构其中第一气浮滑台设于底座上，所述第一气浮滑台的移动端上设有径向位移传感器，所述径向位移传感器能够实时获取与曲轴表面之间的距离值；第二气浮滑台，设于底座支架上；柔性上顶尖压紧机构，设于所述第二气浮滑台上，能够对曲轴的上端表面施加实时可调控的下压力。与现有技术相比，本发明构建了一种在旋转过程中通过接触式测量仪对几何参数检测的装置，用以检测生产出来的曲轴的各项数据，从而保障曲轴的质量及精度。

Description

一种超高精度RV减速器曲轴专用测量设备

技术领域

本发明涉及一种曲轴检测装置，尤其是涉及一种超高精度RV减速器曲轴专用 测量设备。

背景技术

随着制造业的飞速发展，因对于RV减速机的需求量较大，打破全部依赖进口 的格局，从而启动对各类RV减速机的设计生产，并要求配套相应曲轴检测设备。 曲轴的检测是质量保障的重要环节，严重影响装配精度。对于曲轴的检测，包含同 轴度检测及相对夹角的检测。同轴度检测以产品几何形状精度为主，相对夹角包含 齿相位及两曲轴的相对夹角；将曲轴置于与曲轴磨床相同的装夹方式，驱动其做低 速旋转运动，在运行状态下检测曲轴的各项运行特性。

原有的检验方法，是对曲轴在旋转过程中的径向运动量采集并做数值分析，且 由于工况的原因，很多检测数据由于设备本身的误差，无法达到想要得到的精度。 检测机构的重复精度、温度等都会影响检测结果的准确性。对于夹具在设备上安装 有关的误差、工件在夹具上安装有关的误差、加工方法有关的误差以及动态运行特 性都无法进行检测。夹具如果全部放到三坐标测量仪检测，要达到检测的节拍，需 要很多台三坐标同时检测，同时也要求三坐标精度达到0.2μm，可见目前亟需研 发一种高精度RV减速器曲轴检测装置。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种超高精度RV 减速器曲轴专用测量设备，构建了一种在旋转过程中通过接触式测量仪对几何参数 检测的装置，用以检测生产出来的曲轴的各项数据，从而保障曲轴的质量及精度。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明的目的是保护一种超高精度RV减速器曲轴专用测量设备，包括底座支 架、电机-传动耦合机构、齿位自动锁定机构、夹具顶松机构、电驱动机构、第一 气浮滑台、第二气浮滑台、柔性上顶尖压紧机构其中具体地：

电机-传动耦合机构，设于所述底座支架上；

齿位自动锁定机构，设于所述电机-传动耦合机构上，所述齿位自动锁定机构 能够夹持于曲轴的传动齿齿根上，所述齿位自动锁定机构上设有角位移传感器，所 述角位移传感器能够获取曲轴的旋转角度，所述齿位自动锁定机构在自然状态下处 于夹紧工件状态；

夹具顶松机构，能够顶松齿位自动锁定机构，实现对曲轴的解锁；

电驱动机构，其输出端与所述电机-传动耦合机构传动连接，以此驱动曲轴旋 转；

第一气浮滑台，设于底座上，所述第一气浮滑台的移动端上设有径向位移传感器，所述径向位移传感器能够实时获取与曲轴表面之间的距离值；

第二气浮滑台，设于底座支架上；

柔性上顶尖压紧机构，设于所述第二气浮滑台上，能够对曲轴的上端表面施加 实时可调控的下压力。

进一步地，所述柔性上顶尖压紧机构包括丝杆、柔性组件和上顶尖，所述性组 件能够提供压缩缓冲力；

所述丝杆的末端螺接于所述上顶尖内部，所述丝杆转动时能够驱动丝杆沿丝杆的轴向进行收缩或伸长。

进一步地，所述柔性组件固定于所述第二气浮滑台上，所述丝杆的中部与所述 柔性组件连接，所述丝杆在朝曲轴的上端表面施加下压力时，所述柔性组件能够提 供缓冲力。

进一步地，所述柔性上顶尖压紧机构还包括伺服电机和减速器，所述伺服电机 的输出端与所述减速器的输入端传动连接，所述减速器的输出端通过联轴器与所述 丝杆传动连接。

进一步地，所述上顶尖通过连接杆与所述丝杆上的丝杆滑块连接，当所述丝杆 转动时，所述上顶尖能够在丝杆滑块的带动下进行位移。

进一步地，所述第二气浮滑台上固定设有两条平行的线性导向轴，所述线性导 向轴贯穿所述丝杆滑块的两侧，实现所述丝杆滑块的直线位移导向。

进一步地，所述柔性组件包括丝杆连接板和设于丝杆连接板上的弹簧，所述丝 杆连接板设于所述丝杆滑块上。

进一步地，所述第二气浮滑台上设有限位板，所述丝杆连接板上的弹簧抵的另 一端连接于所述限位板上，所述限位板与弹簧之间还设有压力传感器。

进一步地，所述齿位自动锁定机构还设有大理石平台，所述大理石平台上设有 下顶尖。

进一步地，所述第一气浮滑台、第二气浮滑台可通过高度调节，控制与大理石 固定板之间的间距变化，从而实现对于气浮导轨的微调。

与现有技术相比，本发明具有以下技术优势：

1)本技术方案中带动曲轴转动方式采用伺服电机与RV减速机结合作为动力 源，通过多楔带传递，最终由齿位自动锁定机构带动工件，齿位自动锁定机构在自 然状态下处于夹紧工件状态，需要额外的夹具顶松机构才能松开更换零件，该齿位 自动锁定机构兼容多系列RV减速机曲轴，且顶杆及产品定位块容易切换。

2)本技术方案中采用直线光栅式传感器测量曲轴径向位移，测量行程25mm， 精度0.2μm，且通过多个微型钢球衬套配合实现对测头的导向。该直线光栅测量 器在不工作状态时处于缩回状态，工作时通过气缸推到工作位置，由常规的V型 固定块实现限位，即V型面和V型槽进行对接匹配，且V型块两侧端面一侧采用 固定结构，另一侧采用弹簧压紧结构实现超高的重复定位精度。

3)本技术方案中两立式气浮滑台均采用伺服电机与RV减速机配合丝杆进行 传动，且都装有行程开关实现安全控制，搭载径向位移检测机构的滑台背后装有直 线光栅尺。

4)本技术方案中丝杆连接板与限位板之间有矩形弹簧，当顶尖与产品接触后 继续下压，弹簧会发生压缩量改变，同时丝杆连接板也会通过传感器将压缩量改变 值通过信号放大器反馈至工控机，通过不同的压缩量调节实现上顶尖对产品的压力 可调。

5)本技术方案中两气浮滑台可通过高度调整单元的调节，控制与大理石固定 板之间的间距变化，从而实现对于气浮导轨的微调。同时气浮滑台与大理石床身之 间，也有微调单元协助调节。

6)本技术方案中设备可测量曲轴偏心距，圆度，圆柱度，两曲轴之家相位夹 角以及与渐开线花键之间的相位夹角，其测量精度达到0.2μm。

附图说明

图1为本技术方案中超高精度RV减速器曲轴专用测量设备的结构示意图。

图2为本技术方案中测量设备的另一视角结构图。

底座-1、电机-传动耦合机构-2、第一气浮滑台-4、第一气浮滑台-7、第二气浮 滑台-11、柔性上顶尖压紧机构-12、电驱动机构-16、底座支架-17、丝杆-81、减速 器-84、伺服电机-85、线性导向轴-124、丝杆连接板-125、限位板-127。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本技术方案中如未明确说明的部件型号、材料名称、连接结构、控制方法、算法等特征，均视为现有技术中 公开的常见技术特征。

本发明中的超高精度RV减速器曲轴专用测量设备，包括底座支架17、电机- 传动耦合机构2、齿位自动锁定机构、夹具顶松机构、电驱动机构16、第一气浮滑 台7、第二气浮滑台11、柔性上顶尖压紧机构12其中具体地参见图1和图2。

电机-传动耦合机构2，设于所述底座支架17上，本技术方案中的电机-传动耦 合机构2包括多个依次传动连接的齿轮组，实现由电驱动机构16至齿位自动锁定 机构的扭力传动。

齿位自动锁定机构，设于所述电机-传动耦合机构2上，所述齿位自动锁定机 构能够夹持于曲轴的传动齿齿根上，所述齿位自动锁定机构上设有角位移传感器， 所述角位移传感器能够获取曲轴的旋转角度，所述齿位自动锁定机构在自然状态下 处于夹紧工件状态。

夹具顶松机构能够顶松齿位自动锁定机构，实现对曲轴的解锁，本技术方案中 的夹具顶松机构为单独设置的一个电动推杆或者伺服电缸。

电驱动机构16输出端与所述电机-传动耦合机构2传动连接，以此驱动曲轴旋 转。

具体实施时，第一气浮滑台7设于底座1上，所述第一气浮滑台4的移动端上 设有径向位移传感器10，所述径向位移传感器10能够实时获取与曲轴表面之间的 距离值；第二气浮滑台11设于底座支架17上。

具体实施时，柔性上顶尖压紧机构12设于所述第二气浮滑台11上，能够对曲 轴的上端表面施加实时可调控的下压力。柔性上顶尖压紧机构12包括丝杆81、柔 性组件和上顶尖，所述性组件能够提供压缩缓冲力；丝杆81的末端螺接于所述上 顶尖内部，所述丝杆81转动时能够驱动丝杆81沿丝杆81的轴向进行收缩或伸长。 柔性组件固定于所述第二气浮滑台11上，所述丝杆81的中部与所述柔性组件连接， 所述丝杆81在朝曲轴的上端表面施加下压力时，所述柔性组件能够提供缓冲力。

具体实施时，柔性上顶尖压紧机构12还包括伺服电机85和减速器84，所述 伺服电机85的输出端与所述减速器84的输入端传动连接，所述减速器84的输出 端通过联轴器83与所述丝杆81传动连接。上顶尖通过连接杆与所述丝杆81上的 丝杆滑块连接，当所述丝杆81转动时，所述上顶尖能够在丝杆滑块的带动下进行 位移。

具体实施时，第二气浮滑台11上固定设有两条平行的线性导向轴124，所述 线性导向轴124贯穿所述丝杆滑块的两侧，实现所述丝杆滑块的直线位移导向。柔 性组件包括丝杆连接板125和设于丝杆连接板125上的弹簧，所述丝杆连接板125 设于所述丝杆滑块上。第二气浮滑台11上设有限位板127，所述丝杆连接板125 上的弹簧抵的另一端连接于所述限位板127上，所述限位板127与弹簧之间还设有 压力传感器。

具体实施时，齿位自动锁定机构还设有大理石平台，所述大理石平台上设有下 顶尖。

具体实施时，第一气浮滑台7、第二气浮滑台11可通过高度调节，控制与大 理石固定板之间的间距变化，从而实现需要时的对于气浮导轨的微调。

具体实施时，本技术方案中齿位自动锁定机构包括环形结构的盘体和设于所述盘体上的一对顶杆，所述顶杆抵接于所述曲轴的传动齿齿根的两侧构成夹持结构。 顶杆沿所述盘体的径向对称设置。盘体沿径向设有第一通孔，所述第一通孔中设有 弹性元件，所述顶杆的一端设于所述第一通孔中且与所述弹性元件连接，所述顶杆 的另一端自第一通孔中伸出并抵接于曲轴的传动齿齿根的两侧。顶杆上设有钢珠衬 套，使得钢珠衬套上的钢珠能够与第一通孔接触式滑动。齿位固定机构还包括推动 板，盘体上设有第二通孔，所述第二通孔中活动设有线性导向轴，所述线性导向轴 的一端与顶杆的一端均与所述推动板连接。推动板起到线性导向轴与顶杆的连接作 用。

具体实施时，盘体上设有第三通孔，所述第三通孔中活动设有顶针，所述顶针 的一端通过连杆单元同时与两侧的线性导向轴连接，所述顶针的另一端匹配有伺服 电缸即夹具顶松机构，以此实现顶针的推进控制。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此 说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限 于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改 进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超高精度RV减速器曲轴专用测量设备，其特征在于，包括

底座支架(17)；

电机-传动耦合机构(2)，设于所述底座支架(17)上；

齿位自动锁定机构，设于所述电机-传动耦合机构(2)上，所述齿位自动锁定机构能够夹持于曲轴的传动齿齿根上，所述齿位自动锁定机构上设有角位移传感器，所述角位移传感器能够获取曲轴的旋转角度，所述齿位自动锁定机构在自然状态下处于夹紧工件状态；

夹具顶松机构，能够顶松齿位自动锁定机构，实现对曲轴的解锁；

电驱动机构(16)，其输出端与所述电机-传动耦合机构(2)传动连接，以此驱动曲轴旋转；

第一气浮滑台(7)，设于底座(1)上，所述第一气浮滑台(4)的移动端上设有径向位移传感器(10)，所述径向位移传感器(10)能够实时获取与曲轴表面之间的距离值；

第二气浮滑台(11)，设于底座支架(17)上；

柔性上顶尖压紧机构(12)，设于所述第二气浮滑台(11)上，能够对曲轴的上端表面施加实时可调控的下压力。

2.根据权利要求1所述的一种超高精度RV减速器曲轴专用测量设备，其特征在于，所述柔性上顶尖压紧机构(12)包括丝杆(81)、柔性组件和上顶尖，所述性组件能够提供压缩缓冲力；

所述丝杆(81)的末端螺接于所述上顶尖内部，所述丝杆(81)转动时能够驱动丝杆(81)沿丝杆(81)的轴向进行收缩或伸长。

3.根据权利要求2所述的一种超高精度RV减速器曲轴专用测量设备，其特征在于，所述柔性组件固定于所述第二气浮滑台(11)上，所述丝杆(81)的中部与所述柔性组件连接，所述丝杆(81)在朝曲轴的上端表面施加下压力时，所述柔性组件能够提供缓冲力。

4.根据权利要求3所述的一种超高精度RV减速器曲轴专用测量设备，其特征在于，所述柔性上顶尖压紧机构(12)还包括伺服电机(85)和减速器(84)，所述伺服电机(85)的输出端与所述减速器(84)的输入端传动连接，所述减速器(84)的输出端通过联轴器(83)与所述丝杆(81)传动连接。

5.根据权利要求3所述的一种超高精度RV减速器曲轴专用测量设备，其特征在于，所述上顶尖通过连接杆与所述丝杆(81)上的丝杆滑块连接，当所述丝杆(81)转动时，所述上顶尖能够在丝杆滑块的带动下进行位移。

6.根据权利要求3所述的一种超高精度RV减速器曲轴专用测量设备，其特征在于，所述第二气浮滑台(11)上固定设有两条平行的线性导向轴(124)，所述线性导向轴(124)贯穿所述丝杆滑块的两侧，实现所述丝杆滑块的直线位移导向。

7.根据权利要求3所述的一种超高精度RV减速器曲轴专用测量设备，其特征在于，所述柔性组件包括丝杆连接板(125)和设于丝杆连接板(125)上的弹簧，所述丝杆连接板(125)设于所述丝杆滑块上。

8.根据权利要求7所述的一种超高精度RV减速器曲轴专用测量设备，其特征在于，所述第二气浮滑台(11)上设有限位板(127)，所述丝杆连接板(125)上的弹簧抵的另一端连接于所述限位板(127)上，所述限位板(127)与弹簧之间还设有压力传感器。

9.根据权利要求1所述的一种超高精度RV减速器曲轴专用测量设备，其特征在于，所述齿位自动锁定机构还设有大理石平台，所述大理石平台上设有下顶尖。

10.根据权利要求1所述的一种超高精度RV减速器曲轴专用测量设备，其特征在于，所述第一气浮滑台(7)、第二气浮滑台(11)可通过高度调节，控制与大理石固定板之间的间距变化，从而实现对于气浮导轨的微调。

Images