CN201322608Y - 换挡凸轮测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种换挡凸轮测量仪，该测量仪在其基座上设置有测量立柱、上顶尖立柱和精密回转轴系，测量立柱上装有与精密回转轴系轴心线平行的轴向导轨，该轴向导轨的滑板上装有径向测量滑架，精密回转轴系、轴向导轨和径向导轨组成圆柱坐标系；上顶尖立柱上设置有使上顶尖可以沿精密回转轴系的轴线在上顶尖立柱上移动并在所需位置定位的锁紧装置；径向测量滑架的前端装有触发测头；基座上还装有控制台。本实用新型上下顶尖的安装方式具有快速、精确的特点，压缩了测量准备时间；自动化的测量过程排除了操作者熟练程度的影响，提高了工作效率，专业化的结构布局降低了仪器的成本。

Description

换挡凸轮测量仪

技术领域

本实用新型涉及一种摩托车变速机构中换挡凸轮的测量装置，特别是一种使用坐标法自动对换挡凸轮进行精密测量的测量仪。

背景技术

换挡凸轮是一种用于摩托车变速机构的零件，如附图1所示，由于形状复杂，又没有专用测量设备，因此测量效率低，生产中长期采用少量抽检的方法，不利于控制产品质量。

目前国内换挡凸轮的测量有以下几种方式：

1.光学分度头测量方式：用光学分度头和阿贝头组合测量换挡凸轮其凹凸沟槽特征点的角度误差；这种测量方法效率很低，测量精度受测量员操作影响较大。

2.万能工具显微镜测量方式：用万能工具显微镜和回转轴附件测量换挡凸轮其凹凸沟槽特征点的角度和轴向位置坐标，再经人工计算测量出其凹凸沟槽特征点的角度误差，这种测量方法效率较低，并且要改进万能工具显微镜的回转轴附件配角度分度读数装置。

3.三坐标测量机测量方式：用三坐标测量机测量，该测量方法要获得较高的测量精度需要在精密型三坐标测量机上才能完成，测量成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述背景技术中存在的问题，为了降低成本和高效率测量换挡凸轮技术手段的现状，提供一种采用坐标法自动测量换挡凸轮的专用仪器，排除操作人员熟练程度对测量结果的影响，提高测量效率，降低测量成本。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：换挡凸轮测量仪，包括基座、测量立柱、径向测量滑架、精密回转轴系、触发测头、上顶尖立柱、控制台、控制系统及计算机软硬件系统，在基座上设置有测量立柱、上顶尖立柱和精密回转轴系，测量立柱上装有与精密回转轴系轴心线平行的轴向导轨，该轴向导轨的滑板上装有径向测量滑架，精密回转轴系、轴向导轨和径向导轨组成圆柱坐标系；上顶尖立柱上设置有使上顶尖可以沿精密回转轴系的轴线在上顶尖立柱上移动并在所需位置定位的锁紧装置；径向测量滑架的前端装有触发测头；基座上还装有控制台。

本实用新型的进一步特征是精密回转轴系和轴向导轨安装有测角传感器和测长传感器，所说传感器是可以在数控系统控制下进行各轴的闭环控制的反馈器件。

本实用新型的再一特征是基座、测量立柱、上顶尖立柱均采用花岗岩材质，以确保测量仪器的长期测量稳定性。

本实用新型的工作原理是：精密回转轴系及同轴安装的角度传感器构成θ轴，测量立柱的导轨及测长光栅构成Z轴，径向导轨及测长光栅构成r轴，θ轴、Z轴和r轴组成圆柱坐标系，被测工件安装于上下顶尖之间，与精密回转轴系同轴，触发测头在数控系统控制下探测工件形面在此坐标系中理论位置与实际位置的差距，即可对产品进行评价。

本实用新型的有益效果是：本实用新型换挡凸轮测量仪上下顶尖的安装方式具有快速、精确的特点，压缩了测量准备时间；自动化的测量过程排除了操作者熟练程度的影响，提高了工作效率，专业化的结构布局降低了仪器的造价，进而控制了测量成本。

附图说明

图1是换挡凸轮的示意图；

图2是换挡凸轮按圆分度形成的特征点示意图；

图3是本实用新型换挡凸轮测量仪测量原理图；

图4是换挡凸轮测量误差曲线图；

图5是本实用新型换挡凸轮测量仪结构组成示意图。

图中：1-基座；2-测量立柱；3-径向测量滑架；4-精密回转轴系；5-触发测头；6-上顶尖立柱；7-上顶尖；8-下顶尖；9-控制台；10-换挡凸轮；11-凹凸沟槽；12-轴向测量导轨；13-长光栅；14-圆光栅编码器；15-伺服电机。

具体实施方式

如图1所示，换挡凸轮10是在圆柱面上按圆分度在轴向形成上下凹凸沟槽11，其上下凹凸的沟槽在不同角度的位置决定其换挡位置的准确程度，换挡凸轮测量仪为测量凹凸沟槽提供可行的手段。图2表示了换挡凸轮凹凸沟槽按圆分度形成的特征点A、B、C、D、E、F。

根据图3可知换挡凸轮测量仪测量原理，如图3所示，将被测量的换挡凸轮10置于精密回转轴系4上，精密回转轴系的角度分度由精密圆光栅编码器14作为测量基准，精密回转轴系及同轴安装的角度传感器构成θ轴，触发测头5可以沿轴向测量导轨12垂直移动，由长光栅13作为垂直移动测量基准，测量立柱的导轨及测长光栅构成Z轴，径向导轨及测长光栅构成r轴，θ轴、Z轴和r轴组成圆柱坐标系，被测工件安装于上下顶尖之间，与精密回转轴系同轴，数控系统控制回转轴系和轴向测量导轨同步运动，使触发测头随圆周展开，在凹凸沟槽上采样特征点(圆角度坐标和轴向坐标)，由此测量凹凸沟槽在圆周上的特征。

如图5所示，换挡凸轮测量仪包括基座1、测量立柱2、径向测量滑架3、精密回转轴系4、触发测头5、上顶尖立柱6、上顶尖7、下顶尖8、控制台9、及控制系统，是中基座1、测量立柱2和上顶尖立柱6均采用花岗岩材质，以保证测量仪器结构稳定、高品质的测量性能。

在基座1上设置精密回转轴系4和上顶尖立柱6，上顶尖立柱6上设置有使上顶尖可以沿精密回转轴系的轴线在上顶尖立柱上移动并在所需位置定位的锁紧装置，使上顶尖7与下顶尖8在测量时为同一轴线；测量立柱2上装有与精密回转轴系4轴心线平行的精密直线轴向导轨，该轴向导轨的滑板上装有径向测量滑架3，测量立柱的导轨由滚珠丝杠传动，伺服电机控制，径向测量滑架3的前端装有触发测头5，触发测头5采用国内先进的精密3D触发测头，触发凹凸沟槽特征点。精密回转轴系4采用高精度密珠滚动轴系，采用圆光栅编码器角度定位，伺服电机同步控制。触发测头5的安装位置经过调整，使其沿径向导轨运动时轴心经过回转轴系的轴心线且运动轨迹与回转轴系的轴心线垂直。

精密回转轴系4安装有测角传感器，轴向导轨安装有测长传感器，传感器是可以在数控系统控制下进行各轴的闭环控制的反馈器件。

基座1上还装有控制台9，控制台上设置有2个操纵杆控制主轴回转，控制测头垂直及径向移动。机座上还设置有控制系统及计算机软硬件系统，控制系统采用单片机控制3轴电机和3轴光栅数据处理，3D触发测头触发同步采集圆光栅编码器和Z轴长光栅数据，计算机软硬件系统包括测量分析软件、存储及打印装置。

测量结果如图4所示，Δθ是换挡凸轮凹凸沟槽按圆分度形成的特征点A、B、C、D、E、F等其理论角度位置与实际测量出的角度位置的误差。

本实用新型换挡凸轮测量仪的技术参数：

垂直测量范围：0～220mm

径向测量范围：0～40mm

主轴回转跳动：0.002mm

垂直测量分辨率：0.001mm

径向测量分辨率：0.001mm

主轴回转角度分辨率：0.005°(18″)

综合测量精度：≤8′

测量方式可采用手动方式和自动方式，手动方式是以手动控制3D测头逐点扫描测量沟槽，在凹凸沟槽上采样特征点(圆角度坐标和轴向坐标)，此过程可以测绘，也可作为自动方式的自学习过程；自动方式为根据产品图纸编程自动完成测量，也可在自学习过程后自动测量。

Claims (3)

1.一种换挡凸轮测量仪，其特征在于：包括基座、测量立柱、径向测量滑架、精密回转轴系、触发测头、上顶尖立柱、控制台、控制系统及计算机软硬件系统，在基座上设置有测量立柱、上顶尖立柱和精密回转轴系，测量立柱上装有与精密回转轴系轴心线平行的轴向导轨，该轴向导轨的滑板上装有径向测量滑架，精密回转轴系、轴向导轨和径向导轨组成圆柱坐标系；上顶尖立柱上设置有使上顶尖可以沿精密回转轴系的轴线在上顶尖立柱上移动并在所需位置定位的锁紧装置；径向测量滑架的前端装有触发测头；基座上还装有控制台。

2.根据权利要求1所述的换挡凸轮测量仪，其特征是精密回转轴系和轴向导轨安装有测角传感器和测长传感器，该传感器是可以在数控系统控制下进行各轴的闭环控制的反馈器件。

3.根据权利要求1所述的换挡凸轮测量仪，其特征是基座、测量立柱、上顶尖立柱均采用花岗岩材质。

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