[发明专利]气缸套智能检测装置

说明书

技术领域

本发明属于仪器仪表技术领域。特别涉及一种精密的气缸套智能检测装置。

背景技术

内燃机气缸套是内燃机的重要部件，随着汽车工业的高速发展，对气缸套的需求量越来越大，气缸套的检测直接影响气缸套产量和质量的提高。我国气缸套生产发展非常迅速，但检测还是采用传统的检测方法，以接触式百分表、千分表和测量规为主，这种方法重复性差，人为干扰因素多，极大地影响了生产效率。因此，气缸套的检测已经成为气缸套发展的瓶颈。

随着我国科技水平的提高，三坐标测量机的接触测量日趋完善，采用CCD视觉检测的非接触测量也已经成熟。

发明内容

接触测量具有准确可靠、精度高的特点，但其测头易磨损，只能逐点测量，测量速度较慢；而采用CCD视觉检测的非接触测量可进行快速扫描测量，但易受被测物表面的颜色、斜率等反射特性以及环境光线的影响。

本发明的目的是将CCD视觉检测的非接触测量和触发式测头的接触测量完美结合，并根据气缸套各项参数要求，设计出具有高精度、高效率、自动检测的适用于各类气缸套产品的智能检测装置。

本发明是通过以下具体技术方案实线的。

本智能检测装置系统采用立柱整体移动式结构，主要由X轴、Z轴和旋转C轴构成，如图1所示。这种结构刚性好，机构紧凑，运行平稳，是对三坐标测量机的简化，而且更适用于回转体检测。主要包括：X向的底座12、旋转C轴方向的主轴旋转台13、Z向的立柱7、电气控制柜27、大理石平台22、测量架17、外壳26、防尘罩25、操作面板23、显示器24和显示器支撑杆2；所述检测装置以大理石平台22为基准，大理石平台22与电气控制柜27由四个可调螺纹装置连接；主轴旋转台13水平放置于大理石平台22上，其轴线垂直于水平基准；底座12沿X轴方向固定在大理石平台22上；底座12通过其上导轨及滑块连接Z向的立柱7，立柱7可通过底座滑块在导轨上沿X轴方向运动；Z向的立柱7通过其上的导轨及滑块连接测量架17，测量架17可通过立柱滑块在导轨上沿Z轴方向运动。具体如图2、图3所示。

上述的电气控制柜27内布置有稳压电源、工业控制计算机、PMAC运动控制卡、伺服驱动单元。本系统的运动控制核心为PMAC运动控制卡PMAC2A/PC104，工业控制计算机负责运动指令的发送和对PMAC卡的控制。工控机上的CPU与PMAC的CPU——DSP构成主从式双微处理器结构，两个CPU各自实现其相应功能。工控机作为上位机主要实现人机交互以及通过PMAC间接控制完成检测过程中的各种运动要求；PMAC卡作为下位机，直接控制驱动器驱动电机完成各种运动、监控运动过程各类状态量的变化以对运动进行实时调整。电控系统的逻辑结构如图4所示。

上述的底座12包括了沿X向的伺服电机3、电机丝杠联轴节4、滚珠丝杠10、底座滑块及滚动导轨1、X向光栅尺5、底座外壳及底座防尘罩。电机驱动滚珠丝杠，从而带动固定在滑块上的立柱沿X向导轨运动，其光栅尺精确的反馈了立柱在X向的移动量。

上述的主轴旋转台13包括了主轴伺服电机8、电机蜗杆联轴节9、涡轮蜗杆11、气缸套工装14。由电机驱动涡轮蜗杆带动转台进行回转。不同型号的工装装卡不同的气缸套，再配上相应的检测方案，使本检测装置适合各种气缸套的检测。

上述的立柱7包括了沿Z向的伺服电机21、电机丝杠联轴节20、滚珠丝杠18、立柱滑块及滚动导轨6、Z向光栅尺19、立柱外壳及底座防尘罩。电机驱动滚珠丝杠，从而带动固定在滑块上的测量架沿Z向导轨运动，其光栅尺精确的反馈了测量架在Z向的移动量。

上述的测量架17包括触发式测头15和CCD视觉检测系统16，采用接触和非接触测量方法对气缸套进行检测。

本智能检测装置的底座和立柱为整体浇注铸铁件，并经过热处理进一步提高了机械性能，旋转轴采用精密轴承回转轴系，锥孔为莫氏4号锥孔。配有P级滚动导轨，研磨丝杠，高速度高精度伺服电机保证了整个机构的精度、平稳度、可靠度，同时也减小了传动部分运动时带来微弱震动的影响。

本发明的原理及工作过程如下：