一种基于NC的新型凸轮轴检测仪

　　凸轮轴是发动机上的重要零件，是配气机构的核心。随着科技、环保观念的发展，对发动机的性能提出了越来越高的要求，与之相适应，凸轮轴上的凸轮型线设计得越来越复杂，加工精度要求越来越高。目前多采用仿行加工，数控加工是发展趋势。对加工好的凸轮轴进行检测是必不可少的，一般在专门的凸轮轴检测仪上进行，检测凸轮型线的形状与相互位置。

　　作者单位有一台3201A齿轮齿形渐开线检查仪，其测量原理是用一种高精度的钢带传动机构，带动电感测微仪测头作高精度的渐开线运动，作为测量时的标准，同时齿轮也被该机构带动，测头沿轮齿表面滑行，被测齿轮的齿形误差由测头测出，并记录在纸上。作者设想，在目前的CAD/CAM与数控技术(NC)的基础上，开发一种新型、高精度凸轮轴检测仪，检测凸轮轴上各凸轮的形状误差，以及各凸轮间的相互角度关系。测量原理就是使测头与凸轮轴作相对运动，运动轨迹体现所测凸轮，作为基准，相对运动过程中，测头接触凸轮，测量误差，并将数据输人计算机，与CAD软件中的零件图相比较。

　　该凸轮轴检测仪布局相当于一台数控车铣中心，见图1。该检测仪有3个轴:C、X、Z，交流伺服电机驱动，图1中，Z轴伺服驱动系统未表示，同X轴。

　　凸轮轴磨削时使用顶尖孔为定位基准，检测时仍以顶尖孔为定位基准。如果要求使用凸轮轴的装配轴颈为测量基准，可将顶尖孔换成V块。

　　相对数控车床的X一轴联动，车铣中心的主轴具备了C轴控制功能，数控系统可进行C--X一三轴联动。目前许多数控车床数控系统实际是车铣中心数控系统，如FANUC-OTC，最多可控制Z、X、C、Y四轴，利用其GllZ极坐标插补指令，实现X与C轴联动，加工出直线、圆弧两种基本曲线，

形成平面曲线。凸轮轴检测仪也是如此，配备FANUC-OTC系统(或SIEMENS 840D)，利用其G112指令，C轴电机带动凸轮轴，X轴电机带动传感器测头，XesC轴联动，形成被测凸轮型线。具体方法有两种:

　　(l)凸轮轴上各凸轮可用极坐标表示。在CAD软件中的凸轮轴零件图上，在凸轮轴圆周上取一点，作为C轴“零点”。在CAM软件中，对各凸轮型线，均从此点开始，顺时针或逆时针，每隔一个分度单位(根据测量精度要求选择，如0.0010、0.01“或其他)，计算一次极坐标半径。检测时，C轴每进给一个分度单位，X轴到达相应的极坐标半径。

　　(2)从C轴“零点”出发，用直线、圆弧在圆周上逼近凸轮型线，在CAM中生成相应的极坐标数控程序。数控系统控制X、C轴进行极坐标插补。