[发明专利]一种轴类零件检测矫直机及矫直方法

权利要求书

1.一种轴类零件检测矫直机，包括控制台和矫直机本体，其特征在于，所述的矫直机本体包括一固定工作台和移动主机架；在所述的固定工作台的一端设有第一电机，第一电机为伺服电机或步进电机；在第一电机的右侧设有一夹钳，夹钳通过旋转机构与第一电机相连，第一电机能够为夹钳在其轴向上的转动提供动力；在夹钳右侧的固定工作台上设有若干个支撑块；在所述的固定工作台的后侧或前后两侧沿固定工作台的长度方向设有第一滑槽，所述的移动主机架上设有与第一滑槽相配合的滑动机构；在移动主机架的一侧设有第二电机，第二电机为伺服电机或步进电机，第二电机通过传动机构与移动主机架相连，第二电机能够为移动主机架沿设于固定工作台上的第一滑槽进行左右滑动提供动力；在移动主机架上设有一矫直液压缸，矫直液压缸的活塞杆底部设有矫直机压头，矫直机压头的中心线与各支撑块的对中面处于同一平面上；在矫直液压缸的活塞杆上设有用于测量矫直机压头位移量的第一位移传感器；在所述的移动主机架的右侧水平设有第一导轨，在移动主机架的右侧设有与第一导轨相配合的后托架，后托架能够沿第一导轨进行运动；在移动主机架的右侧设有用于测量后托架位移量的第三位移传感器；在后托架的右侧设有测量液压缸，测量液压缸的活塞杆底部设有测量滚轮，在测量液压缸的活塞杆上设有用于测量测量滚轮位移量的第二位移传感器；在移动主机架上设有用于测量工件温度的温度传感器；所述的第一电机、第二电机、矫直液压缸、测量液压缸、温度传感器、第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器分别与控制台电连接。

2.根据权利要求1所述的轴类零件检测矫直机，其特征在于，所述的支撑块为V型支撑块。

3.根据权利要求1所述的轴类零件检测矫直机，其特征在于，所述的矫直液压缸为伺服油缸。

4.根据权利要求1所述的轴类零件检测矫直机，其特征在于，所述的测量滚轮呈中间凹陷，两端凸起设置，测量滚轮的凹陷部的半径与工件的横截面的半径相同，测量滚轮凹陷部的曲率与工件横截面曲率相同，测量滚轮的凹陷部能够与工件的表面相贴合。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的轴类零件检测矫直机，其特征在于，在所述的移动主机架的左侧水平设有第二导轨，在移动主机架的左侧设有与第二导轨相配合的前托架，前托架能够沿第二导轨进行运动；在前托架的左侧设有氧化皮清理液压缸，氧化皮清理液压缸的活塞杆底部设有钢刷；氧化皮清理液压缸与控制台电连接。

6.根据权利要求5所述的轴类零件检测矫直机，其特征在于，在前托架的底部设有一喷气嘴，在移动主机架上设有空气泵，喷气嘴通过管道与空气泵的出气口相连；空气泵与控制台电连接。

7.根据权利要求1、2、3、4或6所述的轴类零件检测矫直机，其特征在于，在固定工作台上设有辅助支撑块，在辅助支撑块内设有升降液压缸；在升降液压缸的活塞杆上设有用于测量升降液压缸的活塞杆伸缩时的伸缩量的第四位移传感器；在固定工作台的顶部设有第二滑槽，在辅助支撑块的底部设有与第二滑槽相配合的滑动机构；在辅助支撑块的一侧设有第三电机，第三电机为伺服电机或步进电机，第三电机通过传动机构与辅助支撑块相连；第三电机能够为辅助支撑块沿第二滑槽进行左右滑动提供动力；在固定工作台上设有用于测量辅助支撑块沿固定工作台长度方向上运动的位移量的第五位移传感器；所述的第三电机、升降液压缸、第四位移传感器、第五位移传感器分别与控制台电连接。

8.根据权利要求1、2、3、4或6所述的轴类零件检测矫直机，其特征在于，在所述的固定工作台上设有水泵、水箱和冷却液回收箱，水泵的进水口通过管道与水箱相连；在所述的矫直液压缸、测量液压缸和氧化皮清理液压缸内都设有冷却水管，各冷却水管的进水端分别与水泵的出水口相连，各冷却水管的出水端分别与冷却液回收箱相连。

9.根据权利要求7所述的轴类零件检测矫直机，其特征在于，在所述的固定工作台上设有水泵、水箱和冷却液回收箱，水泵的进水口通过管道与水箱相连；在所述的矫直液压缸、测量液压缸、氧化皮清理液压缸和升降液压缸内都设有冷却水管，各冷却水管的进水端分别与水泵的出水口相连，各冷却水管的出水端分别与冷却液回收箱相连。

10.一种根据权利要求1、2、3、4、6或9所述的轴类零件检测矫直机的轴类零件的检测及矫直方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)检测前准备工作：将待测高温工件放置于支撑块上，工件的一端用夹钳固定，完成检测前的准备工作；

(2)工件上各母线数据的测量：控制台控制测量液压缸开机，使测量液压缸的活塞杆带动测量滚轮下降，至测量滚轮与工件的表面相贴合，并能够给予工件表面一定的持续压力；控制台控制第二电机开机，使移动主机架沿第一滑槽运动；在运动的过程中，第二电机使移动主机架的运动位移量构成该次测量的工件母线的X轴坐标；在运动过程中，当工件在垂直于移动主机架运动方向的水平方向上有弯曲量时，测量滚轮会带动测量液压缸在该弯曲方向上发生偏移，进而带动与测量液压缸相连的后托架在第一导轨上进行滑动，第三位移传感器会将后托架在第一导轨上的随动的位移量记录并发送给控制台，构成该次测量的工件母线的Y轴坐标；当工件在竖直方向上存在弯曲量，测量滚轮会随着这种上下起伏也不断的在竖直方向上产生位移，第二位移传感器会将测量滚轮在竖直方向上的位移量记录并发送给控制台，构成该次测量的工件母线的Z轴坐标；

在完成工件上一条母线的测量后，控制台控制第一电机开机，旋转一定角度，控制台记录这一角度的数据，然后重复上述过程，测量旋转角度后工件上所对应的新的母线上各点的XYZ轴数据，并一一记录在控制台中；

待工件旋转一周后，就完成对工件上N条母线上各点的数据的测量及记录；

(3)数据分析及处理：根据工件的材料属性参数、步骤(2)中所得的各母线的数据以及温度传感器提取到的工件表面温度，在控制台中进行数据的计算、模拟和分析，得到工件的直线度，以及工件上需要进行矫直的各施力点的角度及XYZ轴三维数据坐标、各施力点进行矫直的施力顺序以及各施力点需要的矫直力和矫直变形量；

(4)工件的矫直：根据步骤(3)中计算得到的各施力点进行矫直的施力顺序，依次对工件上的各施力点进行矫直；在选定施力点后，控制台控制第一电机开机，旋转到该施力点所在母线所在的角度上；控制台控制第二电机开机，根据该施力点的X轴坐标，使移动主机架移动到相应的位置，使矫直机压头处于该施力点的正上方；控制台根据该步骤(3)中计算得到的该施力点的矫直力和矫直变形量控制矫直液压缸开启，对该施力点进行矫直，其中，在矫直机压头对工件施加压力，使得工件进行变形的过程中，第一位移传感器会对矫直机压头的位移量进行监控，根据步骤(3)中计算所得的矫直变形量对矫直机压头的位移量进行监测；待该施力点的矫直变形量达到步骤(3)中所得到的数值后，完成对该施力点的矫直过程；

依照上述对一个施力点进行矫直的过程，根据步骤(3)中计算得到的各施力点的施力顺序，依次对各施力点进行矫直；

(5)再次进行直线度检测：在完成了对工件的矫直过程后，重复进行步骤(2)工件上各母线数据的测量的过程和步骤(3)数据分析和处理的过程，得到矫直后工件的直线度；

(6)直线度判断：当矫直后工件的直线度达不到规定的数值，重复步骤(4)工件的矫直过程和步骤(5)的再次进行直线度检测过程；当矫直后工件的直线度达到规定的数值，完成对工件的检测及矫直过程。