[发明专利]切点跟踪磨削中曲轴角向定位测量方法及装置

摘要

本发明涉及切点跟踪磨削中曲轴角向定位测量方法及装置。测量装置安装在砂轮架上，整个装置随砂轮架一起移动，由气缸推动连接杆将测头放下到测量状态，使得测头位于有效测量区域内，利用头架的旋转，带动曲轴连杆颈分别以顺、逆时针两个方向与测头接触两次，由数控系统记下两次接触时的头架C轴的角度坐标值。在测量结束后，对两次测量的数据处理、求解，即可得到机床头架C轴的坐标偏移量，使加工使用的机床坐标系与编程使用的工件坐标系重合，实现曲轴的角向定位。本发明利用安装在砂轮架上的测量机构和曲轴磨床本身的运动，即可完成人工定位所完成的工作，结构简单，稳定可靠，提高了定位的精度及效率。

主权项

切点跟踪磨削中曲轴角向定位测量方法，其特征在于：充分利用曲轴数控磨床C轴、X轴和Z轴的高精度运动以及机床各轴所配光栅尺测得的轴位置数据，通过控制砂轮架的移动使得测头定位在有效测量区域，然后利用头架旋转，使得曲轴连杆颈以顺时针和逆时针两个方向分别与测头接触两次，并通过机床数控系统读取两次接触时的C轴角度坐标值；在测量结束后，对两次测量的数据进行处理、计算，即可得到使加工使用的机床坐标系与编程使用的工件坐标系重合的机床头架C轴的坐标偏移量，从而实现曲轴的角向定位；具体操作步骤为：1). 测量装置随砂轮架沿机床Z轴移动到曲轴的被测档位，由气缸推动连接杆将测头放下到测量状态，通过伺服电机驱动测量装置沿直线导轨轴由初始位置运动到测量位置，使得测头位于有效测量区域内，并由数控系统读取、记录该测量位置时机床X轴及直线导轨轴坐标；2). 由头架驱动曲轴绕C轴先以较高的速度沿逆时针旋转，当曲轴连杆颈接近测头时切换至低速，慢慢靠近直至接触到测头，由数控系统读取并记下当前机床C轴角度坐标；然后头架驱动曲轴以低速退回一定角度，并再次切换至较高的速度沿顺时针旋转，当曲轴连杆颈接近测头时切换至低速，慢慢靠近直至接触到测头，再次由数控系统读取并记下当前机床C轴角度坐标值；3). 测量完成后，测量机构由伺服电机驱动沿直线导轨轴退回至初始位置，再由气缸拉动连接杆将测头竖起至加工状态；4). 根据记录的X轴、轴坐标以及求解和的公式可求出测头处于测量位置时，测头中心在坐标系中的坐标(，)；5).根据两次测得的C轴角度坐标值、，可求出两次触碰时，连杆颈中心坐标()和()的数学表达式；6). 根据已得到的数据和几何关系，建立求解和rp的方程组；其中rp为连杆颈半径；7). 利用数值迭代的方法求解该非线性方程组，即可得到和rp，根据设置机床头架C轴的坐标偏移量，即可使加工使用的机床坐标系与编程使用的工件坐标系重合，从而实现曲轴的角向定位。