曲轴形状检查装置、系统及方法制造方法及图纸

在由支承装置(10)支承的曲轴(S)的周围，配置第1形状测量装置(31)～第4形状测量装置(34)；能够使曲轴(S)和第1形状测量装置(31)～第4形状测量装置(34)在曲轴(S)的轴向(X方向)上相对移动。第1形状测量装置(31)及第3形状测量装置(33)以朝向X方向一方的方式配置，取得曲轴S的部分形状信息(包括配重(S2)的X方向另一方的侧面)，此外，第2形状测量装置(32)及第4形状测量装置(34)以朝向X方向另一方的方式配置，取得曲轴S的部分形状信息(包括配重(S2)的X方向一方的侧面)。由此，能够在短时间内高精度地检查曲轴(S)的形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】曲轴形状检查装置、系统及方法
本专利技术涉及曲轴形状检查装置、系统及方法。
技术介绍
关于曲轴，通过将加热后的坯材利用上下模进行加压而模锻从而成型出包含毛刺的锻造品之后，将毛刺除去，并实施喷丸处理来制造。对于通过这些制造工序制造出的曲轴，在组装到汽车的发动机等时实施切削以便适当地组装。图1是示意地表示曲轴的一例(直列四缸发动机用曲轴)的图，是从曲轴S的旋转中心轴L的方向观察的主视图、及从与旋转中心轴L正交的方向观察的侧视图。曲轴S具备：用来安装设置到绕旋转中心轴L的规定角度的位置处的连接杆(未图示)的多个销S1、用来取旋转平衡的多个配重S2和多个轴颈S3。销S1的形状是以与曲轴S的旋转中心轴L分离的位置为中心的圆柱形状。轴颈S3的形状是以曲轴S的旋转中心轴L为中心的圆柱形状。配重S2的截面形状是左右对称的复杂的形状。如上述那样，曲轴由于形状复杂，所以在锻造时，有时因坯材尺寸的变动、坯材温度的不匀、锻造作业的变动等而发生坯材没有被填充到模的端部的被称作缺肉的缺陷、遍及曲轴的全长的弯曲或扭曲、配重的倒下。此外，也有当操作曲轴时与输送设备等接触而发生凹痕的情况。在曲轴的制造工序中，为了检测喷丸处理后的曲轴的缺肉、弯曲、扭曲及凹痕，在实施切削之前，将曲轴的实际形状与基准形状比较而进行检查，判定合格与否。作为曲轴的合格与否判定的基准，可以列出以下：(a)曲轴的弯曲、扭曲及配重的位置处于规定的容许范围内；(b)没有无法确保充分的切削余量的深度的缺肉及凹痕。如上述(a)那样，曲轴的弯曲、扭曲及配重的位置处于规定的容许范围内为合格与否判定基准之一的理由是因为，如果曲轴的弯曲大或扭曲大，销的设置角度或配重的位置从规定的角度或位置较大地偏离，则在后工序中不论实施怎样的加工，都难以达成作为最终产品的尺寸精度及重量平衡。此外，如上述(b)那样，没有无法确保充分的切削余量的深度的局部缺肉及凹痕为合格与否判定基准之一的理由是因为，如果切削余量过小，则在后工序中实施切削的余地少，难以达成作为最终产品的尺寸精度及重量平衡。以往的检查曲轴的方法，是将形成为与销及配重的基准形状相吻合的各板规分别贴在曲轴的要检查的销及配重上，将各板规与销及配重的间隙用标尺测量，如果该间隙的尺寸(形状误差)在容许范围内，则将该曲轴判定为合格。该方法由于使用形成为与销及配重的基准形状相吻合的板规，并通过操作者的手工作业来进行，所以不仅在检查精度上发生个人差异，而且有在检查中需要大量的时间的问题。因此，为了自动地进行正确的检查，提出了各种各样的曲轴的检查方法(例如参照专利文献1～专利文献4)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平6－265334号公报专利文献2：日本特开平10－62144号公报专利文献3：日本特开2010－31987号公报专利文献4：日本特开2007－212357号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在专利文献1中，提出了如下方法：一边将曲轴的两端用夹具固定并使其绕旋转中心轴旋转，一边使用沿旋转中心轴的正交方向投射激光的光学式的头来测量到曲轴表面的距离，由此计算曲轴的销及配重的角度位置。在专利文献2中，提出了如下方法：用二维激光距离计测量到曲轴的配重的距离，通过与基准形状比较，来检测配重的缺肉。可以通过专利文献1中记载的方法检测曲轴的扭曲，通过专利文献2中记载的方法检测缺肉。但是，在专利文献1、2的方法中，由于配重的垂直面、即相对于曲轴S的旋转中心轴L大致垂直地竖立的面上不被投射激光，所以不能高精度地测量该面的形状，配重位置的检查需要人工的作业。此外，由于需要使曲轴旋转，或者使用一维激光距离计(专利文献1)或二维激光距离计(专利文献2)，所以要在曲轴的全长上测量距离则需要大量的时间。因而，在曲轴的制造工序中，难以进行遍及曲轴的全长的检查，需要抽样检查或限定于曲轴的需要最低限检查的部位来进行检查。在专利文献3中，提出了通过激光位移计等形状测量机测量坯材曲轴的形状并决定曲轴的中心孔的位置的方法。在专利文献3中记载的方法中，虽然测量配重的二维形状(外周轮廓位置及侧面轴向位置)，但不能高精度地测量配重的垂直面的形状。在专利文献4中，提出了如下方法：通过三维形状测量装置测量曲轴整体的表面形状，另一方面，根据利用补偿用三维模型对不可测量的部分进行补偿而得到的判定用三维模型是否满足规定的基准，来检查曲轴。在专利文献4中记载的方法中，当判定是否满足规定的基准时，例如基本上考虑使由三维形状测量装置得到的三维点群数据(判定用三维模型)与根据基于曲轴的设计规格的CAD数据等生成的曲轴的表面形状模型匹配，来评价其偏差量。但是，关于该偏差量是起因于缺肉等的局部性的缺陷而发生的、还是起因于遍及曲轴的全长的弯曲等而发生的，难以将两者高精度地区别。所以，本专利技术的目的是能够在短时间内高精度地检查曲轴的形状。用来解决课题的手段用来解决上述课题的本专利技术的一技术方案如下。(1)一种曲轴形状检查装置，具备：支承装置，支承具有多个轴颈、多个销以及配置在上述轴颈及上述销之间的多个配重的曲轴；以及4个以上的形状测量装置，具有将光投射的投射部和接受上述投射部投射的光的受光部，配置在由上述支承装置支承的上述曲轴的周围，取得表示上述曲轴的部分形状的部分形状信息；能够使由上述支承装置支承的上述曲轴和上述4个以上的形状测量装置在上述曲轴的轴向上相对移动；上述4个以上的形状测量装置被分为：第1组形状测量装置，在上述曲轴的轴向上，取得包括上述配重的侧面的一方的上述部分形状信息；以及第2组形状测量装置，在上述曲轴的轴向上，取得包括上述配重的侧面的另一方的上述部分形状信息；在上述曲轴的周向上，在上述第1组形状测量装置各自之间配置上述第2组形状测量装置。(2)如(1)所述的曲轴形状检查装置，上述4个以上的形状测量装置在上述曲轴的周向上以均等的间隔配置。(3)如(1)或(2)所述的曲轴形状检查装置，上述投射部及上述受光部在上述曲轴的轴向上排列配置；满足β<α+β<arctan(a/b)；这里，α是在测量上述轴颈的形状时从上述投射部投射的投射光的光路与向上述受光部入射的入射光的光路之间的角度；β是上述投射部的上述光路及上述受光部的上述光路中的与正交于上述曲轴的轴向的方向较近的光路相对于与上述曲轴的轴向正交的方向的倾斜角度；a是上述轴颈的长度；b是上述配重的端部与上述轴颈之间的长度。(4)如(1)～(3)中任一项所述的曲轴形状检查装置，在上述曲轴的轴向延长线上配置具有规定的形状的对位靶标。(5)一种曲轴形状检查系统，具备：(1)～(4)中任一项所述的曲轴形状检查装置；以及曲轴形状信息生成单元，将由上述曲轴形状检查装置取得的上述部分形状信息结合，生成表示上述曲轴的三维形状的曲轴形状信息。(6)如(5)所述的曲轴形状检查系统，具备运算单元，该运算基于上述曲轴形状信息和预先准备的配重的基准数据，运算关于上述配重的数据。(7)如(6)所述的曲轴形状检查系统，具备存储基准坐标信息的存储单元，该基准坐标信息表示作为上述多个配重的基准位置的坐标；上述运算单元使用由上述存储单元存储的上述基准坐标，推测上述曲轴形状信息中的上述多个配重各自的位置，基于上述配重的基准数据运算表示上述多个配重的位置偏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种曲轴形状检查装置，具备：支承装置，支承具有多个轴颈、多个销以及配置在上述轴颈及上述销之间的多个配重的曲轴；以及4个以上的形状测量装置，具有将光投射的投射部和接受上述投射部投射的光的受光部，配置在由上述支承装置支承的上述曲轴的周围，取得表示上述曲轴的部分形状的部分形状信息；由上述支承装置支承的上述曲轴和上述4个以上的形状测量装置能够在上述曲轴的轴向上相对移动；上述4个以上的形状测量装置被分为：第1组形状测量装置，在上述曲轴的轴向上，取得包含上述配重的侧面的一方的上述部分形状信息；以及第2组形状测量装置，在上述曲轴的轴向上，取得包含上述配重的侧面的另一方的上述部分形状信息；在上述曲轴的周向上，上述第2组形状测量装置配置在上述第1组形状测量装置各自之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.15 JP 2016-0511151.一种曲轴形状检查装置，具备：支承装置，支承具有多个轴颈、多个销以及配置在上述轴颈及上述销之间的多个配重的曲轴；以及4个以上的形状测量装置，具有将光投射的投射部和接受上述投射部投射的光的受光部，配置在由上述支承装置支承的上述曲轴的周围，取得表示上述曲轴的部分形状的部分形状信息；由上述支承装置支承的上述曲轴和上述4个以上的形状测量装置能够在上述曲轴的轴向上相对移动；上述4个以上的形状测量装置被分为：第1组形状测量装置，在上述曲轴的轴向上，取得包含上述配重的侧面的一方的上述部分形状信息；以及第2组形状测量装置，在上述曲轴的轴向上，取得包含上述配重的侧面的另一方的上述部分形状信息；在上述曲轴的周向上，上述第2组形状测量装置配置在上述第1组形状测量装置各自之间。2.如权利要求1所述的曲轴形状检查装置，上述4个以上的形状测量装置在上述曲轴的周向上以均等的间隔配置。3.如权利要求1或2所述的曲轴形状检查装置，上述投射部及上述受光部在上述曲轴的轴向上排列配置；满足β<α+β<arctan(a/b)；这里，α是测量上述轴颈的形状时从上述投射部投射的投射光的光路与向上述受光部入射的入射光的光路之间的角度；β是上述投射部的上述光路及上述受光部的上述光路中的与正交于上述曲轴的轴向的方向较近的光路相对于与上述曲轴的轴向正交的方向的倾斜角度；a是上述轴颈的长度；b是上述配重的端部与上述轴颈之间的长度。4.如权利要求1～3中任一项所述的曲轴形状检查装置，在上述曲轴的轴向延长线上配置具有规定的形状的对位靶标。5.一种曲轴形状检查系统，具备：权利要求1～4中任一项所述的曲轴形状检查装置；以及曲轴形状信息生成单元，将由上述曲轴形状检查装置取得的上述部分形状信息结合，生成表示上述曲轴的三维形状的曲轴形状信息。6.如权利要求5所述的曲轴形状检查系统，具备运算单元，该运算单元基于上述曲轴形状信息和预先准备的配重的基准数据，运算关于上述配重的数据。7.如权利要求6所述的曲轴形状检查系统，具备存储基准坐标信息的存储单元，上述基准坐标信息表示作为上述多个配重的基准位置的坐标；上述运算单元使用由上述存储单元存储的上述基准坐标，推测上述曲轴形状信息中的上述多个配重各自的位置，基于上述配重的基准数据运算表示上述多个配重的位置偏差的位置偏差数据。8.如权利要求5所述的曲轴形状检查系统，具备：存储单元，存储基准坐标信息，该基准坐标信息表示作为上述多个轴颈及上述多个销的基准位置的坐标；位置推测单元，使用由上述存储单元存储的上述基准坐标，推测上述曲轴形状信息中的上述多个轴颈及上述多个销的各自的位置；弯曲数据运算单元，根据由上述位置推测单元推测出的上述多个轴颈的位置，运算表示上述曲轴的相对于...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊势居良仁，小山稔之，大橋亮太，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP