自动消除主轴误差的轴类零件跳动检测机构和检测方法技术

本发明专利技术公开了一种自动消除主轴误差的轴类零件跳动检测机构和检测方法。两个支撑机构通过螺钉固定于机座上，两个支撑机构之上安放有工件；从动侧夹持驱动部件分别位于工件的左右两侧且固定于机座上；主从动侧夹持驱动部件推出，通过回转顶尖夹紧在工件两端，使得工件被夹持，且驱动工件旋转自身轴心线做回转运动；通过夹持气缸与推出，使回转顶尖与夹持工件，伺服电机驱动该顶尖，使工件绕其轴心做回转运动；跳动检测机构安装在工件侧旁，跳动检测机构检测工件做回转运动时的表面跳动。本发明专利技术提升了轴类零件的回转跳动检测精度。在不降低设备生产效率，不牺牲检测精度的前提下，降低了设备工装夹具的要求与生产使用成本。

【技术实现步骤摘要】
自动消除主轴误差的轴类零件跳动检测机构和检测方法
本专利技术涉及了一种轴类零件回转检测机构和检测方法，尤其涉及一种消除检测过程中顶尖/主轴跳动对测试的影响的机械结构和和检测方法。
技术介绍
轴类零件在与其它零件装配的过程中，有跳动要求。轴类零件一般需要经过粗车、精车、磨削等步骤，这些工艺步骤同样对待加工的零件有跳动要求。校直设备是一种自动校直轴类零件，使其跳动符合技术要求的自动化设备。校直设备的一般动作流程是，对工件进行回转跳动检测，再进行压力冷/火焰热校直，重复上述步骤，直到最后复检达到合格要求。跳动检测环节是校直设备生产运行的关键步骤，其精度往往直接决定了设备的精度等级。并且设备检测精度越高，可以一定程度上降低设备复检的内部合格要求。校直设备多使用回转顶尖，夹持工件使顶尖头部与工件两端中心孔相配合，再进行回转检测。常见的中小型轴类零件的跳动合格要求为20～30微米，部分要求严格的工件会达到5～10微米。跳动检测精度数值至少需要达到跳动合格要求的1/4～1/5，即对于一般中小型轴类零件，需达到5微米。为实现上述精度，校直设备往往选用有较高精度的回转顶尖(跳动3～5微米)，并定期加以检修、标定与更换，同时选用高精度位移传感器进行跳动检测。也有部分厂商增设两套传感器专门用于检测顶尖/夹具跳动，并加以补偿修正。通过这些方式，可以实现跳动检测精度3微米左右的水平。但高精度的顶尖与传感器测量机构价格往往较高，频繁更换会使得设备使用维护成本偏高。若长期未对工装夹具检修更换，将很大程度上影响设备的精度。且使用上述方法，也较难以将检测精度控制到优于1微米。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提出了一种自动消除主轴误差的轴类零件跳动检测机构和检测方法。本专利技术通过增加辅助机构以自动复位回转顶尖/测量夹具，配合自动复位及标定的实验步骤及数据处理方法，实现了工件回转检测精度高，对测量夹具要求相对较低的效果。有助于提升校直设备精度，同时降低其生成使用成本。本专利技术所采用的技术方案是：一、一种自动消除主轴误差的轴类零件跳动检测机构：机构包括支撑机构、主动侧夹持驱动部件、从动侧夹持驱动部件、跳动检测机构和工件；两个支撑机构通过螺钉固定于机座上，两个支撑机构之上安放有工件；主动侧夹持驱动部件与从动侧夹持驱动部件分别位于工件的左右两侧且固定于机座上；主动侧夹持驱动部件与从动侧夹持驱动部件推出，通过各自的回转顶尖夹紧在工件两端，使得工件被夹持，且驱动工件旋转自身轴心线做回转运动；通过夹持气缸与推出，使回转顶尖与夹持工件，伺服电机驱动该顶尖，使工件绕其轴心做回转运动；跳动检测机构安装在工件侧旁，跳动检测机构检测工件做回转运动时的表面跳动。所述的主动侧夹持驱动部件包括主动侧夹持机构底座、主动侧夹持气缸、主动侧直线轴承、主动侧回转顶尖和伺服电机；主动侧夹持机构底座安装在机座上，水平板固定连接于转轴上，主动侧夹持机构底座上安装有主动侧直线轴承，主动侧回转顶尖包括同轴固接的轴部和尖部，主动侧回转顶尖的轴部套装在主动侧直线轴承中，主动侧回转顶尖的轴部穿过主动侧直线轴承后和主动侧夹持气缸的输出端连接；主动侧回转顶尖的尖部周围加工成齿圈结构，主动侧回转顶尖的尖部的端面设置有连接到工件端面中心的圆锥顶尖；主动侧夹持机构底座上还安装有伺服电机，伺服电机的输出轴同轴连接齿轮，齿轮和主动侧回转顶尖的齿圈啮合形成主动齿轮副；齿轮侧方的主动侧夹持机构底座设有主动侧原点传感器。所述的从动侧夹持驱动部件包括从动侧夹持机构底座、从动侧夹持气缸、从动侧直线轴承、从动侧回转顶尖和旋转编码器；从动侧夹持机构底座安装在机座上，水平板固定连接于转轴上，从动侧夹持机构底座上安装有从动侧直线轴承，从动侧回转顶尖包括同轴固接的轴部和尖部，从动侧回转顶尖的轴部套装在从动侧直线轴承中，从动侧回转顶尖的轴部穿过从动侧直线轴承后和从动侧夹持气缸的输出端连接；从动侧回转顶尖的尖部周围加工成齿圈结构，从动侧回转顶尖的尖部的端面设置有连接到工件端面中心的圆锥顶尖；从动侧夹持机构底座上还安装有旋转编码器，旋转编码器的输入轴同轴连接齿轮，齿轮和从动侧回转顶尖的齿圈啮合形成从动齿轮副；齿轮侧方的从动侧夹持机构底座设有从动侧原点传感器；旋转编码器下方的从动侧夹持机构底座上安装有复位电机，复位电机输出轴和顶尖复位齿轮同轴连接，顶尖复位齿轮和旋转编码器输入轴的齿轮啮合；复位电机运行带动从动侧回转顶尖旋转回到零位角度。所述的跳动检测机构/测量机构用于检测工件表面的回转跳动；包括测量机构底座、测量回转部件、探测杆与位移传感器；底座安装在机座上，探测杆的水平中部的两侧固定安装有测量回转部件，测量回转部件支撑安装在底座顶部两侧的V型架上，使探测杆支撑在V型架上并绕测量回转部件回转，探测杆的一端朝向工件延伸并和工件外圆下表面接触，探测杆的另一端和弹簧部件的上端连接，位移传感器安装于底座上，位移传感器的探测端朝上和弹簧部件的下端连接。所述的主动侧原点传感器和从动侧原点传感器采用光线传感器或者接近传感器。所述的伺服电机输出轴所连接的齿轮和回转顶尖的齿圈均加工成花键轴结构。所述的工件为轴类零件。二、一种自动消除主轴误差的轴类零件跳动检测方法：通过主动侧夹持驱动部件和从动侧夹持驱动部件夹持工件的两端并带动工件旋转，通过跳动检测机构测量工件旋转180度前后的跳动矢量，将两个跳动矢量合成后减半作为影响矢量，然后在每一次检测时获得的跳动矢量以矢量计算方式分离减去影响矢量获得的结果作为最终检测结果。这样解决了顶尖/夹具/主轴自身结构精度问题带来的跳动误差影响，避免了系统误差，提高了检测精度。本专利技术的有益效果是：本专利技术的机构及控制方法，提升了轴类零件的回转跳动检测精度。在不降低设备生产效率，不牺牲检测精度的前提下，降低了设备工装夹具的要求与生产使用成本。附图说明图1是本专利技术工件及测量系统的布局爆炸图。图2是本专利技术工件及测量系统的整体装配/测量状态图。图3是本专利技术主动侧夹持驱动部件爆炸图。图4是本专利技术主动侧夹持驱动部件装配图。图5是本专利技术从动侧夹持驱动部件爆炸图。图6是本专利技术从动侧夹持驱动部件装配图。图7是本专利技术测量机构爆炸图。图8是本专利技术测量机构装配图。图9是本专利技术机构复位状态图。图10测量数据矢量示意图一。图11测量数据矢量示意图二。图中：A0：支撑机构；B0：主动侧夹持驱动部件、B1：主动侧夹持机构底座、B2：主动侧夹持气缸、B3：主动侧直线轴承、B4：主动侧回转顶尖、B5：伺服电机、B6：主动侧原点传感器；C0：从动侧夹持驱动部件，C1：从动侧夹持机构底座、C2：从动侧夹持气缸、C3：从动侧直线轴承、C4：从动侧回转顶尖、C5：旋转编码器、C6：从动侧原点传感器、C7：复位电机、C8：顶尖复位齿轮；D0：跳动检测机构、D1：测量机构底座、D2：测量回转部件、D3：探测杆、D4：位移传感器、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动消除主轴误差的轴类零件跳动检测机构，其特征在于：包括支撑机构(A0)、主动侧夹持驱动部件(B0)、从动侧夹持驱动部件(C0)、跳动检测机构(D0)和工件(E0)；两个支撑机构(A0)通过螺钉固定于机座上，两个支撑机构(A0)之上安放有工件(E0)；主动侧夹持驱动部件(B0)与从动侧夹持驱动部件(C0)分别位于工件(E0)的左右两侧且固定于机座上；主动侧夹持驱动部件(B0)与从动侧夹持驱动部件(C0)推出，通过各自的回转顶尖夹紧在工件(E0)两端，使得工件(E0)被夹持，且驱动工件(E0)旋转自身轴心线做回转运动；通过夹持气缸(B2)与(C2)推出，使回转顶尖(B4)与(C4)夹持工件(E0)，伺服电机(B5)驱动该顶尖，使工件(E0)绕其轴心做回转运动；跳动检测机构(D0)安装在工件(E0)侧旁，跳动检测机构(D0)检测工件(E0)做回转运动时的表面跳动。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动消除主轴误差的轴类零件跳动检测机构，其特征在于：包括支撑机构(A0)、主动侧夹持驱动部件(B0)、从动侧夹持驱动部件(C0)、跳动检测机构(D0)和工件(E0)；两个支撑机构(A0)通过螺钉固定于机座上，两个支撑机构(A0)之上安放有工件(E0)；主动侧夹持驱动部件(B0)与从动侧夹持驱动部件(C0)分别位于工件(E0)的左右两侧且固定于机座上；主动侧夹持驱动部件(B0)与从动侧夹持驱动部件(C0)推出，通过各自的回转顶尖夹紧在工件(E0)两端，使得工件(E0)被夹持，且驱动工件(E0)旋转自身轴心线做回转运动；通过夹持气缸(B2)与(C2)推出，使回转顶尖(B4)与(C4)夹持工件(E0)，伺服电机(B5)驱动该顶尖，使工件(E0)绕其轴心做回转运动；跳动检测机构(D0)安装在工件(E0)侧旁，跳动检测机构(D0)检测工件(E0)做回转运动时的表面跳动。


2.根据权利要求1所述的一种自动消除主轴误差的轴类零件跳动检测机构，其特征在于：所述的主动侧夹持驱动部件(B0)包括主动侧夹持机构底座(B1)、主动侧夹持气缸(B2)、主动侧直线轴承(B3)、主动侧回转顶尖(B4)和伺服电机(B5)；主动侧夹持机构底座(B1)安装在机座上，水平板固定连接于转轴上，主动侧夹持机构底座(B1)上安装有主动侧直线轴承(B3)，主动侧回转顶尖(B4)包括同轴固接的轴部和尖部，主动侧回转顶尖(B4)的轴部套装在主动侧直线轴承(B3)中，主动侧回转顶尖(B4)的轴部穿过主动侧直线轴承(B3)后和主动侧夹持气缸(B2)的输出端连接；主动侧回转顶尖(B4)的尖部周围加工成齿圈结构，主动侧回转顶尖(B4)的尖部的端面设置有连接到工件(E0)端面中心的圆锥顶尖；主动侧夹持机构底座(B1)上还安装有伺服电机(B5)，伺服电机(B5)的输出轴同轴连接齿轮，齿轮和主动侧回转顶尖(B4)的齿圈啮合形成主动齿轮副；齿轮侧方的主动侧夹持机构底座(B1)设有主动侧原点传感器(B6)；
所述的从动侧夹持驱动部件(C0)包括从动侧夹持机构底座(C1)、从动侧夹持气缸(C2)、从动侧直线轴承(C3)、从动侧回转顶尖(C4)和旋转编码器(C5)；从动侧夹持机构底座(C1)安装在机座上，水平板固定连接于转轴上，从动侧夹持机构底座(C1)上安装有从动侧直线轴承(C3)，从动侧回转顶尖(C4)包括同轴固接的轴部和尖部，从动侧回转顶尖(C4)的轴部套装在从动侧直线轴承(C3)中，从动侧回转顶尖(C4)的轴部穿过从动侧直...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁嘉豪，袁春华，姚凯强，沈捷，何珊，储佳佳，
申请(专利权)人：杭州集智机电股份有限公司，杭州合慧智能装备有限公司，上海衡望智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33