上死点自动检测定位方法及设备技术

内燃机活塞上死点自动检测定位方法及设备，其方法的特点是以活塞的最大位移值和所对应的曲轴转角值来确定活塞压缩冲程上死点的位置，其设备主要包括浮动式无间隙传动的对接夹紧装置、高精度无间隙传动的双导程蜗杆蜗轮减速箱、步进电机、圆光栅、浮动式位移测量装置、光电传感器和计算机。该发明专利技术自动化程度高，可靠性强，上死点定位精度＜±０．３°，工作方式多样，能满足生产现场各种不同情况的需要。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种工业现场用的内燃机活塞上死点在线自动检测定位方法及设备，通过此种方法和设备，可以把装配中的内燃机第一缸活塞精确定位于压缩冲程的上死点。在内燃机装配过程中，高压燃油泵阀门喷油正时开启角的调整是以第一缸活塞压缩冲程上死点作为基准，因此，在安装调整喷油泵之前必须首先将第一缸活塞精确定位于压缩冲程的上死点，否则将影响内燃机的整机性能。对于装配中的内燃机活塞压缩冲程上死点的检测定位，国内普遍靠人工手动方式来实现，即检测者在千分表等检测仪表的配合下，根据自己的观察和经验来确定，这种方式不仅工效低、劳动强度大，而且定位精度差、难以达到工艺要求。美国康明斯发动机公司使用了一种自动检测定位方法和设备，该方法用磁电式传感器判断内燃机凸轮轴齿轮和曲轴齿轮上的凹圆记号是否对中来确定活塞临近压缩冲程上死点的状态，仅用活塞移动过程中的最大位移值来确定活塞压缩冲程上死点的位置，并以此值作为控制活塞定位上死点的目标值，其设备中用伺服电机作为曲轴转动的驱动源，而且其驱动头采用拨销与曲轴对接并驱动其转动，无法消除传动中间隙的影响，因此可靠性、定位精度不可避免地存在问题。本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自动化程度高、定位精度高、可靠性强的内燃机活塞上死点在线检测定位方法和设备。本专利技术所提供的方法，各个步序均可以在计算机的控制下自动进行，其特点是用内燃机凸轮轴齿轮轮辐外端面特定位置处的反光标记和光电传感器来确定活塞临近压缩冲程上死点的状态，用活塞移动过程中的最大位移值和所对应的曲轴的转角值来确定活塞压缩冲程上死点的位置，并以此两值作为定位目标值，控制活塞定位于上死点。根据上述方法专门设计的设备主要包括对接夹紧装置、减速箱、电机及其驱动电源、液压滑台、侧底座、圆光栅及圆光栅仪、光电传感器、交直流转换器、位移测量装置、位移传感器及位移计、立柱、液压站和计算机。侧底座和立柱为支承部件，它们分别安装在内燃机传输线的两侧，液压滑台的滑台座与侧底座固联，液压滑台的工作台安装对接夹紧装置和减速箱，电机装在减速箱上，减速箱的输入轴与电机相联，减速箱的输出轴两端分别与对接夹紧装置和圆光栅相联。位移传感器安装在位移测量装置上，位移测量装置和光电传感器固定于立柱上。光电传感器的输出端直接与计算机的输入端相联，圆光栅和位移传感器的输出端分别通过圆光栅仪和位移计与计算机的输入端相联，计算机的输出端接电机的驱动电源和液压站的各液压控制阀，液压站通过油管与液压滑台、对接夹紧装置和位移测量装置中的油缸相联。该设备中，光电传感器用来确定活塞临近压缩冲程上死点的状态，圆光栅及圆光栅仪用来测量曲轴的转角值，位移传感器及位移计用来测量活塞的位移值。本专利技术的具体步序和结构由以下的实施例及其附图给出。附图说明图1是根据本专利技术提出的上死点自动检测定位方法及设备的原理图;图2是上死点自动检测定位设备的结构简图;图3是对接夹紧装置的结构图;图4是对接夹紧装置的对接机构的结构图;图5是减速箱的结构图;图6是位移测量装置的结构图;图7是位移测量装置的A向局部视图;图8是位移测量装置的C-C剖视图;图9是位移测量装置的E-E剖视图;图10是位移测量装置的G向视图。下面结合附图详细说明依据本专利技术提出的上死点自动检测定位方法及设备的具体步序和结构。如图1所示，上死点自动检测定位方法在计算机的控制下按以下步序进行(一)检测定位设备中的对接夹紧装置与输送到位的内燃机的曲轴自动对接，然后，对接夹紧装置旋转，在180°内拨销自动进入曲轴端的拨销孔，并带动曲轴旋转，待曲轴转动200多度后，弹性套内孔再将曲轴夹紧;(二)检测定位设备中的位移测量装置自动到位，定位于内燃机第一缸的缸体顶面;(三)对接夹紧装置带动曲轴快速转动，当凸轮轴齿轮轮辐外端面特定位置处所贴的反光标记进入检测定位设备中的光电传感器的光照区时，表明活塞已临近压缩冲程上死点，光电传感器即给计算机发出信号，使其控制曲轴变为低速转动;(四)在活塞低速经过压缩冲程上死点前后的过程中，测量活塞位移值的位移计和测量曲轴转角值的圆光栅仪同时输给计算机的信号被同时触发采样，经数据处理后即可获得活塞的最大位移值和所对应的曲轴的转角值，并以此两值作为控制活塞定位于上死点的目标值;(五)活塞经过压缩冲程上死点后，曲轴继续以快速转动，直至活塞再次临近压缩冲程上死点时，再次在光电信号的控制下低速转动，当活塞位移值和曲轴的转角值均满足所设定的接近定位目标值的精度时，表明活塞正位于压缩冲程上死点，计算机立即发出指令使驱动装置制动，同时显示打印检测和定位数据，并伴有声光报警，说明定位完成。如图1、图2所示，上死点自动检测定位设备的侧底座(1)和立柱(10)分别安装在内燃机传输线的两侧，它们为支承部件，用于安装其它部件。侧底座(1)支承液压滑台(3)、圆光栅(4)、减速箱(5)、电机(6)和对接夹紧装置(7)。液压滑台(3)的滑台座与侧底座(1)固联，液压滑台(3)的工作台，安装对接夹紧装置(7)和减速箱(5)，电机(6)装在减速箱(5)上，减速箱(5)的输入轴通过联轴器与电机(6)相联，减速箱(5)的输出轴一端通过联轴器与对接夹紧装置(7)相联，另一端通过弹性联轴器与圆光栅(4)的主光栅轴相联，圆光栅(4)的指示光栅及壳体固定在减速箱箱体(38)的凸缘上。立柱(10)支承位移传感器(8)、位移测量装置(9)和光电传感器(11)，位移传感器(8)安装在位移测量装置(9)上，位移测量装置(9)固定于立柱(10)的正上部，光电传感器(11)固定于立柱(10)的中部。液压站(2)和控制柜分别独立安置在内燃机传输线两侧，控制柜中装有计算机(STD总线机、PC机)、电机驱动电源、交直流转换器、圆光栅仪和数字位移计等仪器仪表和电器元件。光电传感器(11)的输出端直接与计算机输入端相联，圆光栅(4)和位移传感器(8)的输出端分别通过圆光栅仪和数字位移计与计算机的输入端相联，计算机的输出端接电机(6)的驱动电源和液压站(2)的各液压控制阀，液压站(2)通过油管与液压滑台(3)、对接夹紧装置(7)和位移测量装置(9)中的油缸相联。为了适应工业现场装配中的各种情况，该设备还设置了按纽站(12)，以方便设备的手动调试，按纽站(12)安装在侧底座(1)侧面。为了减振，侧底座(1)和立柱(10)底部均安装有防振垫(13)。如图3、图4所示，对接夹紧装置(7)为浮动式对接夹紧装置，它包括与被驱动件对接的对接机构、夹紧被驱动件的夹紧机构、控制夹紧机构工作的液压传力机构、可使对接机构、夹紧机构同时实现平移和摆动的浮动机构、主支承体(22)、辅助支承体(30)和使上述各机构实现转动的轴承。该装置的对接机构和夹紧机构设计成一体，对接机构设计了自动定心对接式和拨销对接式两种结构，夹紧机构为液性塑料定心夹紧式结构，由对接头体(16)、弹性套(14)、衬套(15)、液性塑料(31)、圆柱销(32)、拨销弹簧(33)、拨销(34)组成。弹性套(14)前端的引导锥面及其内孔形成定心对接式结构，弹性套(14)的内孔与对接头体(16)和衬套(15)底部安装的拨销(34)形成拨销对接式结构，拨销孔有4个，其中两个孔安装了拨销(34)，另两个孔作为备用孔，为了防止衬套(15)转动，备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机活塞上死点的自动检测定位方法，在计算机的控制下进行，其特征是用内燃机凸轮轴齿轮轮辐外端面特定位置处的反光标记和光电传感器来确定活塞临近压缩冲程上死点的状态，用活塞移动过程中的最大位移值和所对应的曲轴的转角值来确定活塞压缩冲程上死点的位置，并以此两值作为定位目标值，控制活塞定位于上死点。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：石章林，朱俊华，王，袁中凡，李正，石华荣，
申请(专利权)人：成都科技大学，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]