曲轴曲柄相位的检测方法技术

本发明专利技术提供了一种曲轴曲柄相位的检测方法，在曲轴两侧分别设置激光源和接收器，激光源出射的激光经过曲轴回转中心后入射到接收器，激光光路垂直于曲轴的回转轴；检测曲轴旋转过程中激光被曲柄轴颈遮挡无法入射到接收器时段曲轴旋转经过的相位，取所述相位的平均值即曲柄轴颈中心的相位角数据。本发明专利技术能够提高曲轴类零件曲柄相位的检测效率，消除曲轴相关尺寸误差对相位检测结果带来的负面影响，提高检测结果的准确度，达到提高检测效率、降低产品零件检测成本的目的。

Phase Detection Method of Crankshaft Crank

【技术实现步骤摘要】
曲轴曲柄相位的检测方法
本专利技术涉及一种曲轴检测方法。
技术介绍
现有曲轴曲柄相位的检测方法基本上依靠百分表、V型槽等辅助工装的方法来确定曲轴各曲柄之间的相位差，效率低，精度差；也有使用三坐标测量仪进行检验，因检测效率问题，只能对产品进行抽检，无法满足对全部产品质量进行精细化控制的要求。国外目前也有使用CCD设备进行检测的方法。其他类型的检测仪器均属于接触式测量，存在触点磨损等不足之处。主要表现在以下方面：1)传统的检测方法使用平台、V型槽、块规、高度尺或百分表等工具进行测量，检测效率低，无法满足批量化生产中产品实现全检的需求；2)从测量原理讲，传统的检测方法将曲柄的半径尺寸误差和轴颈尺寸误差都反应到检测结果中，且无法克服，对测量结果的准确度造成负面影响；3)使用三坐标测量仪进行检验，效率低，成本高，只能抽检，而不能满足对产品进行全检的要求；4)接触式测量方法，存在触点磨损等不足。5)利用CCD技术进行检测，虽然能够检测的参数多一些，但存在仪器对工作环境的要求高、仪器自身价格昂贵、成本高、检测周期长等问题，且不适用于生产线的现场检验。根据互联网上检索结果，未查到类似的曲轴类零件曲柄相位的非接触式检测方法专利。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种生产现场可用的曲轴曲柄相位的检测方法，能够提高曲轴类零件曲柄相位的检测效率，消除曲轴相关尺寸误差对相位检测结果带来的负面影响，提高检测结果的准确度，达到提高检测效率、降低产品零件检测成本的目的。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：在曲轴两侧分别设置激光源和接收器，激光源出射的激光经过曲轴回转中心后入射到接收器，激光光路垂直于曲轴的回转轴；检测曲轴旋转过程中激光被曲柄轴颈遮挡无法入射到接收器时段曲轴旋转经过的相位，取所述相位的平均值即曲柄轴颈中心的相位角数据。所述曲轴旋转经过的相位采用光电编码器采集。所述曲柄轴颈的半径r＝R*Sinθ，其中，R为曲柄半径，2θ为曲轴旋转过程中激光被曲柄轴颈遮挡无法入射到接收器时段曲轴旋转经过的相位角差值。所述激光源和接收器的连线与曲轴回转中心存在高度差h≠0时，曲柄轴颈所产生的公转角度偏差所述高度差h控制在0≤h≤0.1mm。所述曲轴的各个曲柄轴颈处分别设置一对激光源和接收器，测得各个曲柄轴颈的相位角数据，任意两个曲柄轴颈相位角数据的差值就是这两个曲柄轴颈之间的相位差。在所述曲轴的一侧加装接近开关，当曲轴旋转至接近开关位于靠近激光源一侧时，将此时记录的相位角数据删除。本专利技术的有益效果是：1)涉及的检测设备结构简单，成本低；2)操作简单，检测速度快，曲轴旋转一周，即可完成所有曲柄相位的检测；3)采用非接触式测量，对被测工件表面不会有负面影响；4)检测结果为数字化信息，方便后续处理。附图说明图1是曲柄相位测量原理简图；图2是曲柄轴颈公转角度示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术包括但不仅限于下述实施例。本专利技术使用激光技术对曲轴类零件的曲柄相位进行非接触式检测，可以适用各种内燃机用曲轴及其它曲轴类零件的相位检测。曲轴的曲柄相位测量原理如图1所示，其中O点为曲轴的回转轴，高分辨率光电编码器与曲轴同轴固连，J为激光发射源，箭头为激光的照射方向，激光光线位于过曲轴的回转轴的水平面内，并与曲轴的回转轴线垂直；B-B为接收器的安装平面，与激光光线垂直，B1点为激光接收器安装点，C为曲轴的曲柄轴颈。开始工作时，由激光源J向左连续发射激光束至B1点，在曲柄未旋转至C1位置前，激光接收器B1可以持续接收到激光照射的信号，当曲轴的曲柄轴颈C绕O点逆时针匀速旋转至C1位置时，激光束在A1点被遮挡，B1点接收不到激光束信号，系统在此刻从与曲轴同轴固连的高分辨率编码器上记录到对应的一个角度数据βC1；此后，曲轴的曲柄轴颈C继续沿逆时针匀速旋转至C2位置时，激光束离开A2点，重新射至B1点，激光接收器B1重新接收到激光照射的信号，此时，系统从与曲轴同轴固连的高分辨率编码器上再次记录到对应的一个角度数据βC2，在C1、C2两个位置处采集的信号与光电编码器采集的数据通过时间轴相关联，其平均值β1＝(βC1+βC2)/2就是曲柄轴颈中心的相位角数据。当同一个曲轴有n个曲柄轴颈存在时，可依此类推，旋转一周后，即可测出第二个、第三个、……第n个曲柄轴颈的角度数据β2、β3、……βn，其差值就是曲柄轴颈之间的相位差Φi，即：Φ1＝β2-β1、Φ2＝β3-β2、……Φn-1＝βn-βn-1。如图2所示，曲轴在绕自身的回转中心旋转的过程中，曲柄轴颈自身存在公转，与激光束相切的A1点、A2点所在直径之间存在夹角2θ，由图中的几何关系知：θ＝Sin-1r/R，当曲柄半径(偏心距)R为已知时，根据测量的角度值，即可计算出曲柄的轴颈尺寸：半径r＝RSinθ，直径d＝2r，即可实现对曲柄的轴颈尺寸的测量。当JB1连线平行于水平面，且与曲轴回转中心轴线O点存在高度差h≠0时，曲柄轴颈所产生的公转角度偏差本专利技术所用设备的安装技术要求：因零部件在生产过程中必然会有误差存在，在装配时，必须确保将激光源J和激光接收器安装点B1到基座的高度尺寸，与曲轴回转轴O点到基座的高度尺寸之间的高度差值h，控制在0≤h≤0.1mm的范围内。数据识别的辅助措施：曲轴旋转一周，可以获得两组数据，为保证测量数据的唯一性，以方便处理数据，在靠近激光发射端的一侧加装接近开关，以便将其中一组数据过滤出去。各相关尺寸的影响：1)曲柄轴颈：a.采用差值法处理检测数据β1、β2、β3、……βn，，可以消除曲轴轴颈尺寸精度的影响；b.曲轴的曲柄半径尺寸越大，测量结果越准确。2)适用范围：各种内燃机用曲轴及其它曲轴类零件的相位检测。本实施例中涉及设备的参数包括：1)激光对射组件：型号：M12，电压12V～24V，光束直径≤2mm；2)高精度光电编码器：型号：NOC-SP，每转10000个脉冲；安装尺寸：直径50mm长35mm，连接轴直径8mm高7mm。上述内容为曲轴相位检测方法中所使用关键组件的主要参数。本专利技术适用于各种内燃机用曲轴及其它曲轴类零件的相位检测。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种曲轴曲柄相位的检测方法，其特征在于包括以下步骤：在曲轴两侧分别设置激光源和接收器，激光源出射的激光经过曲轴回转中心后入射到接收器，激光光路垂直于曲轴的回转轴；检测曲轴旋转过程中激光被曲柄轴颈遮挡无法入射到接收器时段曲轴旋转经过的相位，取所述相位的平均值即曲柄轴颈中心的相位角数据。

【技术特征摘要】
1.一种曲轴曲柄相位的检测方法，其特征在于包括以下步骤：在曲轴两侧分别设置激光源和接收器，激光源出射的激光经过曲轴回转中心后入射到接收器，激光光路垂直于曲轴的回转轴；检测曲轴旋转过程中激光被曲柄轴颈遮挡无法入射到接收器时段曲轴旋转经过的相位，取所述相位的平均值即曲柄轴颈中心的相位角数据。2.根据权利要求1所述的曲轴曲柄相位的检测方法，其特征在于：所述曲轴旋转经过的相位采用光电编码器采集。3.根据权利要求1所述的曲轴曲柄相位的检测方法，其特征在于：所述曲柄轴颈的半径r＝R*Sinθ，其中，R为曲柄半径，2θ为曲轴旋转过程中激光被曲柄轴颈遮挡无法入射到接收器时段曲轴旋转经过的相位角差值。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：周竞涛，陈孟冬，李超，袁乔，
申请(专利权)人：上海航天壹亘智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31