轴类工件直线度在线检测系统的开发

　　0 前言

　　热处理工艺以后,工件会出现弯曲现象,如果不对工件进行校直处理,会影响工件的使用。目前,自动校直技术在生产中得到了广泛的应用。自动校直机主要包括工件的直线度检测装置、压缩校正装置、自动上下料装置、控制装置等部分。其中直线度检测装置是轴类自动校直机中的关键部分。其测量效率和准确度直接影响校直工艺的效率和品质。但是,目前国内的自动校直机的测量装置采用固定顶尖支撑工件,其测量必须与校正环节分开,属于离线检测,直接影响校直效率。另外,目前的测量方法无法实现直线度误差和椭圆度的分离,无法实现对直线度误差的精确测量。该项目充分研究了国内校直机所使用的直线度测量装置,同时结合国外校直机使用的测量方法,研制了一种具有高效率、高精度的校直机用直线度测量系统。将该系统应用到自动轴类校直机上后,将极大提高校直效率。

　　1 测量系统的机械结构

　　目前,我国自动校直机产品的技术水平有了很大提高,但是从产品整体技术水平与国际先进水平还有很大差距,尤其是在校直效率上与国外产品还有很大差距。而影响校直效率的一个关键问题是国内的校直机产品的测量工序和检测工序必须分开进行,即工件支座位置固定,工件每点测量必须重新定位,相邻两次测量,顶针需完成前进—驱动—停止—后退的4个动作。即先将工件用顶尖通过中心孔顶起,测量之后,再将工件松开进行压力校直,这极大地影响了校直效率。该项目组开发的采用浮动顶尖和自动下沉机构的测量结构,克服了目前国内校直机产品存在的普遍缺陷,该系统具/三高0特点:自动化程度高、校直测量效率高、测量工件真实直线度偏差准确性高。

　　(1)工件支撑测量结构采用浮动顶针定位系统,该顶针定位系统对一个工件只需一次夹持定位,无需松开动作,因而可以极大地提高测量效率,同时也提高了校直效率。如图1所示,工件2通过顶针1夹持,由电机驱动旋转。同时,通过测量支架7上的测量元件完成直线度测量。其中浮动支座5可以上、下浮动,从而在压力校直过程中,不必松开顶针。

　　(2)传统校直测量装置的定位支撑通过对应校直点的气缸动作来完成支撑下沉,效率低。该测量机构的支撑机构采用校直点支撑自动下沉式机械结构,如图2所示,支撑采用滑台式结构,取消传统应用的动作气缸,降低了机械结构成本,极大地提高了工作效率。

　　(3)针对齿轮轴校直测量研发了防撞避让式标准齿轮啮合机构,即机械手将工件放入校直测量工位时,在动作气缸的作用下标准齿轮自动避让防止磕碰,当工件落位后标准齿轮复位啮合。详见图3,该机构有效保护标准齿轮,提高使用寿命。