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光学测量技术:发动机制造工艺护航使者

导读: 光学非接触式轴类零件测量系统采用光学投影原理,配置了高分辨度的摄像系统,主要的测量单元包括光源、透镜组、CCD传感器。

  光学测量技术近年来随着汽车工业的高速发展获得了长足的进步,以其高速、高效、高柔性的卓越品质正在发动机制造现场发挥着巨大作用,为发动机制造工艺保驾护航,为发动机产品质量开门把关,表现出了强大生命力,代表着发动机制造现场最新检测技术应用发展方向。

  光学非接触式轴类零件测量系统在发动机曲轴、凸轮轴制造现场的应用

  发动机五大核心部件的曲轴、凸轮轴的在线工序间综合多参数的检测,目前大多数发动机制造企业采用的综合检测设备的测量技术为气动、电感及气电综合测量技术等等,这些专用检测设备结构都比较复杂,维修困难,价格昂贵,柔性较差,近年来在新建的曲轴或凸轮轴生产线出现了一种以光学扫描测量技术为原理的光学轴类零件综合测量机,如图1为光学式曲轴综合测量机测量示意图,如图2为光学式凸轮轴综合测量机测量示意图,结构简单,测量速度快,柔性强,效率高,如测量一支四缸曲轴产品的50多个几何参数仅需10秒钟即可完成,很好地实现不同工序间零件的综合测量,无需进行任何调整,直接选择相应的测量程序即可开始快速测量。

  图1光学式曲轴综合测量机测量示意图图2光学式凸轮轴综合测量机测量示意图

  光学非接触式轴类零件测量系统采用光学投影原理,配置了高分辨度的摄像系统,主要的测量单元包括光源、透镜组、CCD传感器,从光源发出的光线经过透镜组后被转成平行光线,平行光线被零件部分遮挡后在CCD传感器上形成等尺寸、等比例的阴影,测量单元可以沿曲轴的轴向移动,扫描整个零件后就得到了曲轴完整的轮廓阴影,通过对阴影的检测就可以评定出曲轴的尺寸和形位误差。光学非接触式轴类零件测量系统是一种绝对测量的设备,精度依靠测量单元、轴向移动的光栅尺、周向旋转的编码器保证。其测量精度为:直径示值误差可达(2+D[mm]/100)μm,长度示值误差可达(5+L[mm]/100)μm,直径重复精度为0.5μm,长度重复精度为3μm,可测量的曲轴最大直径是140mm,最大长度1000mm,最大重量75kg。其设备结构非常紧凑,操作舒适而方便,可以通过智能软件和硬件接口简单灵活地将它们联机到生产线上,可以满足轴类零件半精加工的检测要求。

  光学非接触式表面测量技术在发动机缸体、连杆制造现场的应用

  缸体、连杆也是发动机的核心部件,缸体上的缸孔、连杆的大头孔是发动机曲柄连杆机构的重要工作面,其表面质量好坏直接影响到发动机的工作性能及排放,传统的接触式测量设备测量时无法覆盖整个零件表面,也无法提供直观可视的图像以迅速找到问题根源所在。光学非接触式表面测量技术的应用很好的解决了这个测量难题,目前已开始在主流发动机制造企业中应用,仪器工作时一个360°的全方位环形光学传感器移动到孔内,生成内圆面图像,这个图像被CMOS图像传感器连续扫描。由于环形传感器的扫描率高,所以测量传感器能快速移动,测量循环时间短。采用光学非接触式表面测量技术对工件进行100%检测时,经济性好,效率高,公差设定精确,测量时能够识别360°范围内的最小误差。可单机测量或集成到自动线上测量,能全自动运行,经济有效,基于Windows的软件操作简单,评价方便。图3就是利用这一先进检测技术的缸孔全自动表面检测系统,图4是连杆大头孔全自动表面检测系统,图5为缸孔表面网纹角成像检测系统。

  图3缸孔全自动表面检测系统4连杆大头孔全自动表面检测系统5缸孔表面网纹角成像检测系统

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