新型活塞裙部型面检测仪的研制

　　1 引言

　　活塞裙部型面是实现汽车发动机大功率、低油耗、平稳运转的重要因素。在检测中,若采用传动测量方法来检测,需要花费很多时间,而生产的规模化对产品质量检验提出了更高的要求,因此质量的提高除了采用先进工艺以外,还必须拥有先进的测试设备。针对国内对活塞的检测多依靠手工进行,劳动强度高,生产效率和检测精度都无法满足生产需要的现状,在借鉴国外先进检测方法和国内同行的一些研究成果的基础上,开发研制了具有国内领先水平和使用价值的新型活塞裙部型面检测仪。

　　2 仪器的机构设计

　　2.1 仪器的工作原理

　　该仪器的测量对象是柴油机活塞。工作时,对活塞3个规定断面的大径进行测量,并按照测量结果进行相关运算,判断其合格与否,并打印相应字样。工作原理如图1所示。

　　整台仪器的运动部件都是由气缸推动的。图中,D系列为电磁阀,它们用来控制气缸的工作;K系列为触点开关,用来监测工件和测量装置是否到达相应的位置;H系列为霍尔元件。仪器主要由三部分组成:一是测量工作台,装有8个频率型电涡流传感器,两个为一组,测量一个直径的尺寸,依靠三组测头夹持工件对活塞大径进行比较测量。其中没有安装测杆的两个传感器主要作为补偿传感器用。二是打字装置,装有2个打字头。三是旋转工作台,有测量、打字、上料和下料四个工位。打字装置采用气缸驱动的机械式打字头,性能优良、结构简单、坚固耐用。利用了计算机技术、气动技术和位置监测反馈技术相结合实现对工件的快速分选。

　　测量时,在上料工位装上工件,同时触点开关K0被触发,给计算机一个脉冲信号,计算机通过读取触点开关状态,便可知道工位上是否有零件,然后工作台旋转90b,工件进入测量工位。这时,测量工作台前进同时张开测头,到位后测头放松并夹持工件。计算机采样完成后,再次张开测头,同时退出测量工作台。旋转工作台再次旋转90b,将工件送入打字工位。同时,将下一个工件送入测量工位。打字工位根据测量的结果打印相应字样,如果不合格则不打字。在整个测量过程中除人工上下料外,其余均由仪器自动完成。旋转工作台和打字头以及测量装置的运动均由计算机通过I/O口控制电磁阀从而控制气缸实现的。

　　2.2 工件定位设计

　　设计了两处定位装置,以保证工件在进行测量或者打字过程时不会产生任何移动。

　　(1)顶端压紧定位装置

　　把被测活塞安放在工作台上,便限制了除轴向自由度以外的其余自由度。因此设计一个装置,将活塞压在工作台上,以限制它向上的自由度。考虑到活塞顶部的加工要求,在不允许接触损坏活塞顶部平面的情况下,设计了一个可以自由转动的压紧罩,压紧在活塞端面的凹槽内,因此变不会损坏活塞顶端表面的质量,而且还可以限制活塞在轴向的自由度。如图2所示,在压紧装置上安装有霍尔元件和磁铁,计算机读取霍尔元件的信号来判断压紧头的状态。