微机控制大尺寸测量装置

　　1　前言

　　大型零件的加工质量和效率在很大程度上取决于采用的测量方法和工具.目前国内外在重型机械制造业中常使用的量具有:大型卡尺、大型千分尺和大型千分杆.这类通用量具体积较大、笨重、操作不方便,测量精度在很大程度上依赖工人的技术水平,精度极不稳定,很难保证大型零件的精度要求,迫使工厂常常采用”轴—孔”配作方法.这样不仅不能保证互换性的要求,而且也给使用单位的设备维修工作带来极大的困难.

　　当前国内外对大型零件尺寸的测量已经引起了广泛的重视,成为重型机械制造业技术装备改造中急待解决的技术难题,也是我国机械行业的重点研究课题.综观国内外研究现状,其主要发展趋势如下:

　　(1)采用激光技术

　　此种方法主要用于计量室,或在大型坐标测量机上对大型零件进行测量.

　　(2)改进通用量具的测量方法

　　如对大型量具进行改进,增加刚性,减小变形提高测量精度.另一方面也可用较小尺寸量具测量大型零件尺寸,如各类直径的间接测量法.

　　(3)采用微电子技术

　　在工厂车间实际条件下,采用微电子技术、传感器技术和大尺寸测量技术建立大型零件尺寸测量系统,提高零件的测量精度.为了解决大型电机轴加工,我们在CW61160卧车上设计了一套应用微机控制的轴径测量装置.从应用效果看,能较好满足生产要求,并可大大提高加工检测精度.

　　2　总体结构设计

　　大型工件轴径测量装置是由AT89C51单片机、高精度感应同步器测量显示系统、高灵敏度触发式测头及相应的机械传动系统组成.图1为测量装置的总体结构.

　　为了提高系统的测量精度,在总体结构设计中,我们采用如下几项技术措施.

　　(1)选择高精度的直线位移传感器.这种传感器抗干扰性能强,在车间生产环境下,只需进行简单的防护即可达到防尘、防油、防止铁屑划伤的要求.位移精度可达0.002mm/1000mm.

　　(2)采用均化误差原理.为了减小测量装置的整个运动行程,测量支架4、18可在滑板2上沿导向键3移动.调整两触发式传感器5、7间的距离L,减小由于运动行程产生的累积误差.

　　(3)为了提高测量装置的位移精度,避免爬行,设计中采用了镶钢滚动导轨和滚珠丝杠.

　　(4)整个测量装置通过电动机带动齿轮及机床上原有的齿条沿机床导轨纵向运动.为了保证测量运动轨迹始终与工件轴线垂直,我们选择机床前导轨侧面作为基准,测量装置定位面与基准面保持接触,在后导轨面采用滚动轴承碟簧预紧机构,消除导轨侧隙,实现测量装置纵向运动平稳,定位准确.