活塞裙部轮廓的测量和偏心校正的研究.pdfVIP

活塞裙部轮廓的测量及偏心校正的研究 寞4理峰陈雍乐罗钧李月美 (重庆大学光电信自系 重庆．40004t) 摘要论述了活塞裙部轮廓的测量原理和建立倦心饺正的数学模型，提出一种新颖的活塞裙 部轮哪的庄线检测方法，该方法具有通用陛。 关键词：活塞在线测{＆轮廓 偏心校Ⅱ：： 数学摸型 1概述 活京是汽车、脖}E车发动机中的一个重要运动零件，其质量好坏直接影响发动机和整车的工 作性能，如功率输出、油料损耗及使用寿命等。而活塞裙部外形轮廓型面是影响活塞产品质量的 …个重要内豢。通常舌塞谬部外形型面是根据理论计算和实验扫结合而设计出来的，但是活塞在 加Ⅲ』造出来后．}{j郸的实际型面必然与理想型面间存在一定的谡差，一般把此项误差控制在一 定公茸：池阿l勺，超出公差范刖就是不合格。因而，从对活塞产晶的质量控制、活塞的设计开发， 对同外：舌塞{}品的消七吸收，都要求对活塞外形型面进行精确、快速的测量，并绘出纵、横截面 的艳埔帕嫂，进行谈：叠比较和判断。 活塞外形型酗的硷测是一门芙键技术，它不仅涉及到高精度的角位移检测，同时涉及到线位 移的检测，更是二=者的有机结合。目前国内外相关捡测仪器的种类较多”，从国内的几种检测仪 器来石，尽管实现了活塞裙部外形型面的自动测量，但其有致命弱点：不具备在线校正偏心功 能。一般必须先完成平动校正装夹的偏，D，然后再自动铡量，这样将使效率低下，测备精度也不 离，不能很好的满足!F产实际需要。本文将为活塞外形型面的在线检测提供～种自动检测及偏心 ￡】动段正的方法。 2测量原理 在中凸变桷蜊活丑·的加r生产。中，要对活塞的椭圆曲线和中凸变曲线进行测量，还需要将一 代微lU子技术、光IUf}感技术、计鲆机技术和精密机械技术．是光、机、电、算一体化的有机结 合。以h将介i“≈、仪器的测±t原理及原理框图； 2 1结构原理框图 图l 捡蟊攸结构原理框I裂 位移传感器、控制及采样电踏等组成。 2．2测量原理 被测活塞装夹于分度头主：袖和尾座的顶尖上，分度头主轴上装有圆光栅编码器，由电机通过 精密齿轮副驱动分度头旋转，实现角皮分度：电感式位移传感器的测头与活塞轮廓接触，电感传 感器装夹在一滑扳支座上，利阳电机通过丝杆带动电感传感器移动，利用K光栅实现轴向分格。 测量前．先由丝杆带动滑扳移动，使测量传感器移动剑指定待巍e截面位羚处，然后控制电机旋 转，带动分度头主轴及活塞转动。当仪器中的屯感传感器检测到传动转越右上的键槽中心位置 时。检删电路便发出起始采样咏冲，于是微机便在圆光柳编码器发f“的分度J1隶冲控制下．通过采 样电路采集电感传感器感受到的活塞轮廓变化数据，并读入内存。采集完第一截面一周的数据 后，控制电机旋转带动丝杆移动到贸～指定待救．‘截面位越处，再次采样。当完成对活塞椭圆曲 线的测量后，微机就对读入内存的数据进行运算处理，得出活塞外形型面的长、短轴对应的角度 (相对键槽中心位霞)。工作程序再次控制宅机旋转，带动分皮头主轴及活枣转动到长、短轴位 路以一定的轴{叫间距采集电甚传感器感受i?的活塞轮廓变化数据，升读入内存。依据此法，可完 成对活塞中凸曲线的》、j精。微机就对读入内玄j匀鼓掘进ji逆弭处理，攒!n；再宠外形弛面的轮廓误 麓曲线和其它，苗要的参数。 3偏心校正的研究 的转换位数、．i用适宜的0’：蔓：、测{{￡方向、技人倍投、测il；．力等．但被测活摩装夹是存在偏心 的，即活塞的哩论轴线与硷3、j叫的回转辘线小重台。偏心人小也足随意的。闪而核心的问题是如 何寻找一种方法，来进行偏一C·校正。下曲将采川的方案11+一详细说明。侄该方案中，以被测件的 轴线为Z轴，ji立挂面坐{i系。 3 1椭圆曲线自勺：茸靛 如I訇2所示．Ib B B C 丁-被洲俐办住宜爿 偏心误差．导致瀵i 醢误差不仅包括径 向偏心引起的误荐， 还包括轴线歪斜引 起的误差。在图2 中，实际测{^椭阻 曲线为AB’D截面与 椭圆柱的交线，避 论椭圆曲线为蜩苻 面与桶峨}j：的交缎。 目 2 。角zo为轴线OO与轴线0’0’的夹角。为了求解出理论椭圆曲