阅读说明：本技术 一种活塞球窝间距测量装置及测量方法 (A kind of piston ball-and-socket gap measuring device and measurement method ) 是由 王世林 于 2019-08-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种活塞球窝间距测量装置及测量方法,属于活塞球窝间距测量技术领域,包括测试底座、升降机构、水平位移检测机构和测试承托座,升降机构安装在测试底座上,水平位移检测机构安装在升降机构上,测试承托座上表面设置为V型结构,水平位移检测机构包括安装在升降机构上的平行夹爪气缸、左测头顶块和右测头顶块,左测头顶块和右测头顶块的底端分别安装左仿形测头和右仿形测头,右测头顶块上固定安装传感器支架,左测头顶块与传感器支架之间设置位移传感器,用以解决现有技术中活塞球窝间距测量时因活塞的球窝轴心与活塞轴心具有偏差,仿形测头与活塞球窝之间贴合不完全而造成的测量误差大,测量设备精度低的技术问题。(The present invention relates to a kind of piston ball-and-socket gap measuring device and measurement methods, belong to piston ball-and-socket distance measurement technical field, including testing base, elevating mechanism, horizontal displacement testing agency and test cradle, elevating mechanism is mounted in testing base, horizontal displacement testing agency is mounted on elevating mechanism, test cradle upper surface is set as V-structure, horizontal displacement testing agency includes the parallel clamping jaw cylinder being mounted on elevating mechanism, left gauge head jacking block and right gauge head jacking block, the bottom end of left gauge head jacking block and right gauge head jacking block is installed by left profiling gauge head and right profiling gauge head respectively, sensor stand is fixedly mounted on right gauge head jacking block, displacement sensor is set between left gauge head jacking block and sensor stand, because the ball-and-socket axle center of piston and piston axes have deviation when solving piston ball-and-socket distance measurement in the prior art, profiling gauge head Be bonded between piston ball-and-socket not exclusively and caused by measurement error it is big, the low technical problem of measuring device precision.)

一种活塞球窝间距测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及一种活塞球窝间距测量装置及测量方法，属于活塞球窝间距测量技术领域。

背景技术

汽车空调压缩机是汽车空调制冷系统的心脏，起着压缩和输送制冷剂蒸汽的作用。根据内部结构的不同，压缩机分为很多种，其中斜盘式压缩机依靠与转轴呈一定倾斜的斜盘的旋转运动带动活塞或活塞杆作往复运动以实现气体压缩，使用较为广泛。其中压缩机活塞的活塞球窝、半球和斜盘的配合间隙对压缩机的性能起着极为重要的作用，合适的半球间隙能够有效降低压缩机的工作噪音，延长压缩机的使用寿命。装配时一般是先检测活塞的球窝间距和斜盘厚度，然后计算出两个半球尺寸进行半球选配，最后进行装配。由于活塞底座的加工误差是无法消除的，所以活塞球窝间距的测量精度对活塞的装配精度起着至关重要的作用，活塞球窝间距的测量精度越高，则误差累积越低，装配活塞后的压缩机工作性能就越高，现有技术中测量活塞球窝间距有的采用人工测量，测量精度低，人工误差较大，费时费力，有的将活塞固定在移动设备进行移动，采用与球窝匹配的仿形测头分别顶入活塞的球窝内，通过与仿形测头连接的位移传感器检测仿形测头移动的距离，从而得出活塞两个球窝的间距，但是上述方法仍然存在一些缺陷：现有技术用于测量活塞球窝间距的设备均是假定活塞的轴心和球窝的加工轴心是同心的，但这是理想状况，而实际加工球窝过程中由于装夹公差或刀具机床加工误差，会造成实际加工出来的球窝轴心和活塞的轴心有一定的偏差，因此，现有设备按照假定轴心来测量球窝间距，那么测量出来的球窝间距数据就会与实际的数据有偏差，原因是，因为上述球窝轴心与活塞轴心存在一定误差，测量时仿形测头与球窝并没有完全贴合，而是仿形测头与球窝轴心具有一定的偏差，这样测量出来的数据并不是真正的球窝间距，所以现有技术中活塞球窝间距的检测设备仍然存在检测精度低的技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种活塞球窝间距测量装置及测量方法，用以解决现有技术中活塞球窝间距测量误差大，测量设备精度低的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种活塞球窝间距测量装置，包括测试底座、安装在测试底座上的升降机构、安装在升降机构上的水平位移检测机构和安装在水平位移检测机构正下方的测试承托座，所述测试承托座上表面设置为V型结构，V型结构用于承托水平放置的活塞底座，所述测试承托座用于对活塞底座向下的运动方向进行限位，所述水平位移检测机构包括安装在升降机构上的平行夹爪气缸、与平行夹爪气缸的左夹爪和右夹爪分别连接的左测头顶块和右测头顶块，所述左测头顶块和右测头顶块平行安装，所述左测头顶块和右测头顶块的底端分别安装左仿形测头和右仿形测头，所述左仿形测头和右仿形测头均设置为与活塞底座的左右两个球窝的球面形状匹配的半球状，所述左仿形测头和右仿形测头的安装方式为球面向外的背向安装，所述右测头顶块上固定安装U型的传感器支架，所述左测头顶块与传感器支架之间设置位移传感器，所述位移传感器的光杆端穿透并安装在传感器支架上，位移传感器的检测端与左测头顶块的左端面接触。

本发明的有益效果是：通过设置测试底座，便于将该设备以模块形式安装在检测流水线中，适用范围广；通过设置升降机构，对水平位移检测机构进行升降动作，检测节拍短，提高检测效率；通过设置水平位移检测机构，利用平行夹爪气缸实现左测头顶块和右测头顶块的水平相向运动或背向运动，从而实现左仿形测头和右仿形测头的水平相向运动或背向运动，同时通过设置位移传感器检测左仿形测头和右仿形测头的相对运动距离，进而计算出活塞底座的球窝间距值，通过设置测试承托座，仅对活塞底座进行向下方向的限位，实现左仿形测头和右仿形测头在顶入活塞底座的两个球窝后撑起活塞底座时，活塞底座没有其它方向的限位而是完全由左仿形测头和右仿形测头进行顶起导正后处于悬浮状态，从而实现左仿形测头和右仿形测头与两个球窝的充分贴合，保证左仿形测头和右仿形测头分别与左球窝和右球窝的同心度，防止因活塞底座的两个球窝同心度差而造成的检测结果精度差，提高设备的检测精度。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述左仿形测头和右仿形测头的球面顶端均削为平面，平面上设置用于安装左仿形测头或右仿形测头的螺纹安装沉孔。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过将左仿形测头和右仿形测头的球面顶端削为平面，以及设置螺纹安装沉孔，便于对左仿形测头和右仿形测头进行安装，同时消除球面顶端以后更有利于检测球窝间距时，实现左仿形测头和右仿形测头的球面与活塞底座的左球窝和右球窝进行充分的接触，从而提高检测精度。

进一步，所述升降机构包括升降气缸、测试滑座、升降线轨和升降滑块，所述升降气缸通过气缸支架固定安装在测试底座上，所述升降线轨安装在测试底座的立面上，所述升降气缸的气缸杆与测试滑座连接，所述测试底座上安装升降滑块，所述升降滑块与升降线轨配合滑动安装，所述平行夹爪气缸安装在测试滑座上。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置升降气缸驱动测试滑座沿升降线轨进行升降动作，便于对其它设备进行让位，实现对水平位移检测机构的升降动作，借助升降线轨和升降滑块，使测试滑座的升降动作更加稳定，提高设备运行的稳定性。

进一步，还包括左连接板和右连接板，所述左夹爪通过左连接板与左测试滑台连接，所述右夹爪通过右连接板与右测试滑台连接，所述测试滑座上安装横向线轨，所述左测试滑台和右测试滑台均通过横向滑块滑动配合安装在横向线轨上，所述左测头顶块安装在左测试滑台上，所述右测头顶块安装在右测试滑台上。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过采用横向线轨和横向滑块的高精度滑动配合，为左测头顶块和右测头顶块的水平运行提供高稳定性和高精度的导向基础，从而降低左测头顶块和右测头顶块与平行夹爪气缸之间存在的累积误差，提高测量装置的检测精度。

进一步，所述升降气缸和测试滑座之间安装浮动接头。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置浮动接头，消除了因升降气缸与测试滑座之间存在不同轴情况时导致的设备卡滞，延长升降气缸的使用寿命。

进一步，所述测试底座上安装测试限位块，所述测试滑座上安装测试限位板，所述测试限位板位于测试限位块的正上方，所述测试限位块和测试限位板的作用面上均安装缓冲块。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置测试限位块和测试限位板，形成对升降气缸下降动作的硬限位，防止升降气缸下降行程过大而对设备造成冲撞，提高设备运行的安全性和稳定性，通过设置缓冲块，缓冲测试限位块和测试限位板撞击时的强度，提高设备运行的稳定性。

进一步，所述右测试顶块上还安装辅助传感器支架，所述左测头顶块与辅助传感器支架之间设置辅助位移传感器，所述辅助位移传感器光杆端穿透并安装在辅助传感器支架上，辅助位移传感器的检测端与左测头顶块的左端面之间的距离小于位移传感器的最大行程，所述位移传感器通过锁紧螺丝可拆卸固定在传感器支架上，所述辅助位移传感器通过锁紧螺丝可拆卸固定在辅助传感器支架上。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置辅助位移传感器，当位移传感器的行程达到最大行程之前，辅助位移传感器即进行工作，和位移传感器同时使用可以增大设备的检测范围，防止发生因对位移传感器满功率使用造成的检测精度下降的现象，增加测量行程的同时保证检测精度；通过将位移传感器和辅助位移传感器分别通过锁紧螺丝安装在传感器支架或辅助传感器支架上，便于装卸，同时有利于对位移传感器和辅助位移传感器的位置进行调节，省时省力。

进一步，所述位移传感器和辅助位移传感器均同轴安装弹簧，所述弹簧的一端顶在传感器支架或辅助传感器支架的内部右侧面上，另一端顶在位移传感器或辅助位移传感器的检测端的左端面上。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置弹簧，实现位移传感器和辅助位移传感器的自动复位，提高检测效率。

一种活塞球窝间距测量方法，采用上述活塞球窝间距测量装置进行活塞球窝间距的测量，该方法包括以下步骤：

步骤1：将活塞底座置于测试承托座的V型上表面上，不需进行其他限位；

步骤2：升降气缸动作驱动水平位移检测机构向下运动，使左仿形测头和右仿形测头向下运动至测试承托座上放置的活塞底座的两球窝之间；

步骤3：平行气爪气缸动作，使左夹爪向左运动，右夹爪向右运动，左测试滑台和右测试滑台分别沿横向线轨背向运动，使左测头顶块和右测头顶块分别向左和向右运动，左测头顶块向左运动时压紧位移传感器，左仿形测头接触活塞底座的左球窝，右仿形测头接触活塞底座的右球窝，然后左仿形测头和右仿形测头继续背向运动，在左仿形测头和右仿形测头的顶压导正作用下，活塞底座被撑起悬浮，左仿形测头和右仿形测头分别和两个球窝完全贴合，位移传感器检测出左仿形测头和右仿形测头的运动位移，从而计算出活塞底座的球窝间距；

步骤4：球窝间距检测完毕，平行夹爪气缸动作，左夹爪和右夹爪相向运动，左测试滑台和右测试滑台分别沿横向线轨相向运动，使左测头顶块和右测头顶块分别向右和向左运动，带动左仿形测头和右仿形测头相向运动，从而使左仿形测头和右仿形测头分别脱离左球窝和右球窝，活塞底座落回测试承托座，检测过程完成。

进一步，步骤2中，升降气缸下降，左仿形测头和右仿形测头运动至活塞底座的两球窝轴线上方0.1mm处停止。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为放置活塞底座的测试承托座结构示意图；

图3为本发明的主视图；

图4为本发明的仰视图；

图5为左仿形测头的立体结构示意图。

图中1.测试底座，2.气缸支架，3.升降气缸，4.浮动接头，5.测试滑座，6.平行夹爪气缸，7.右夹爪，8.右连接板，9.右测试滑台，10.右测头顶块，11.传感器支架，12.辅助传感器支架，13.左测头顶块，14.右仿形测头，15.左仿形测头，16.弹簧，17.辅助位移传感器，18.位移传感器，19.横向滑块，20.横向线轨，21.左测试滑台，22.左连接板，23.左夹爪，24.缓冲块，25.测试限位块，26.测试限位板，27.活塞底座，27-1.球窝，28.测试承托座，29.升降线轨，30.升降滑块，31.球面顶端，32.锁紧螺丝。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

一种活塞球窝间距测量装置，包括测试底座1、安装在测试底座1上的升降机构、安装在升降机构上的水平位移检测机构和安装在水平位移检测机构正下方的测试承托座28，所述测试承托座28上表面设置为V型结构，V型结构用于承托水平放置的活塞底座27，所述测试承托座28用于对活塞底座27向下的运动方向进行限位。

所述水平位移检测机构包括安装在升降机构上的平行夹爪气缸6、与平行夹爪气缸6的左夹爪23和右夹爪7分别连接的左连接板22和右连接板8，所述左夹爪23通过左连接板22与左测试滑台21连接，所述右夹爪7通过右连接板8与右测试滑台9连接，所述左测头顶块13和右测头顶块10平行安装，所述左测头顶块13和右测头顶块10的底端分别安装左仿形测头15和右仿形测头14，所述左仿形测头15和右仿形测头14均设置为与活塞底座27的左右两个球窝27-1的球面形状匹配的半球状，所述左仿形测头15和右仿形测头14的球面顶端31均削为平面，平面上设置用于安装左仿形测头15或右仿形测头14的螺纹安装沉孔，通过将左仿形测头15和右仿形测头14的球面顶端31削为平面，以及设置螺纹安装沉孔，便于对左仿形测头15和右仿形测头14进行安装，同时消除球面顶端31以后更有利于检测球窝间距时，实现左仿形测头15和右仿形测头14的球面与活塞底座27的左球窝和右球窝进行充分的接触，从而提高检测精度，所述左仿形测头15和右仿形测头14的安装方式为球面向外的背向安装，所述右测头顶块10上固定安装U型的传感器支架11，所述左测头顶块13与传感器支架11之间设置位移传感器18，所述位移传感器18的光杆端穿透并安装在传感器支架11上，位移传感器18的检测端与左测头顶块13的左端面接触。

所述右测试顶块10上还安装辅助传感器支架12，所述左测头顶块13与辅助传感器支架12之间设置辅助位移传感器17，所述辅助位移传感器17光杆端穿透并安装在辅助传感器支架12上，辅助位移传感器17的检测端与左测头顶块13的左端面之间的距离小于位移传感器18的最大行程，所述位移传感器18通过锁紧螺丝32可拆卸固定在传感器支架11上，所述辅助位移传感器17通过锁紧螺丝32可拆卸固定在辅助传感器支架12上，通过设置辅助位移传感器17，当位移传感器18的行程达到最大行程之前，辅助位移传感器17即进行工作，和位移传感器18同时使用可以增大设备的检测范围，防止发生因对位移传感器18满功率使用造成的检测精度下降的现象，增加测量行程的同时保证检测精度；通过将位移传感器18和辅助位移传感器17分别通过锁紧螺丝32安装在传感器支架11或辅助传感器支架12上，便于装卸，同时有利于对位移传感器18和辅助位移传感器17的位置进行调节，省时省力。所述位移传感器18和辅助位移传感器17均同轴安装弹簧16，所述弹簧16的一端顶在传感器支架11或辅助传感器支架12的内部右侧面上，另一端顶在位移传感器18或辅助位移传感器17的检测端的左端面上，通过设置弹簧16，实现位移传感器18和辅助位移传感器17的自动复位，提高检测效率。

所述升降机构包括升降气缸3、测试滑座5、升降线轨29和升降滑块30，所述升降气缸3通过气缸支架2固定安装在测试底座1上，所述升降线轨29安装在测试底座1的立面上，所述升降气缸3的气缸杆和测试滑座5之间安装浮动接头4，通过设置浮动接头4，消除了因升降气缸3与测试滑座5之间存在不同轴情况时导致的设备卡滞，延长升降气缸3的使用寿命，所述测试底座1上安装升降滑块30，所述升降滑块30与升降线轨29配合滑动安装，所述平行夹爪气缸6安装在测试滑座5上，通过设置升降气缸3驱动测试滑座5沿升降线轨29进行升降动作，便于对其它设备进行让位，实现对水平位移检测机构的升降动作，借助升降线轨29和升降滑块30，使测试滑座5的升降动作更加稳定，提高设备运行的稳定性，所述测试滑座5上安装横向线轨20，所述左测试滑台21和右测试滑台9均通过横向滑块19滑动配合安装在横向线轨20上，所述左测头顶块13安装在左测试滑台21上，所述右测头顶块10安装在右测试滑台9上，通过采用横向线轨20和横向滑块19的高精度滑动配合，为左测头顶块13和右测头顶块10的水平运行提供高稳定性和高精度的导向基础，从而降低左测头顶块13和右测头顶块10与平行夹爪气缸6之间存在的累积误差，提高测量装置的检测精度。

所述测试底座1上安装测试限位块25，所述测试滑座5上安装测试限位板26，所述测试限位板26位于测试限位块25的正上方，所述测试限位块25和测试限位板26的作用面上均安装缓冲块24，通过设置测试限位块25和测试限位板26，形成对升降气缸3下降动作的硬限位，防止升降气缸3下降行程过大而对设备造成冲撞，提高设备运行的安全性和稳定性，通过设置缓冲块24，缓冲测试限位块25和测试限位板26撞击时的强度，提高设备运行的稳定性。

采用上述活塞球窝间距测量装置进行活塞球窝间距的测量，该方法包括以下步骤：

步骤1：将活塞底座27置于测试承托座28的V型上表面上，不需进行其他限位；

步骤2：升降气缸3动作驱动水平位移检测机构向下运动，使左仿形测头15和右仿形测头14向下运动至测试承托座28上放置的活塞底座27的两球窝27-1之间，具体地，左仿形测头15和右仿形测头14运动至活塞底座27的两球窝27-1轴线上方0.1mm处停止；

步骤3：平行气爪气缸6动作，使左夹爪23向左运动，右夹爪7向右运动，左测试滑台21和右测试滑台9分别沿横向线轨20背向运动，使左测头顶块13和右测头顶块10分别向左和向右运动，左测头顶块13向左运动时压紧位移传感器18，左仿形测头15接触活塞底座27的左球窝，右仿形测头14接触活塞底座27的右球窝，然后左仿形测头15和右仿形测头14继续背向运动，在左仿形测头15和右仿形测头14的顶压导正作用下，活塞底座27被撑起悬浮，左仿形测头15和右仿形测头14分别和两个球窝完全贴合，位移传感器18检测出左仿形测头15和右仿形测头14的运动位移，从而计算出活塞底座27的球窝间距；

步骤4：球窝间距检测完毕，平行夹爪气缸6动作，左夹爪23和右夹爪7相向运动，左测试滑台21和右测试滑台9分别沿横向线轨20相向运动，使左测头顶块13和右测头顶块10分别向右和向左运动，带动左仿形测头15和右仿形测头14相向运动，从而使左仿形测头15和右仿形测头14分别脱离左球窝和右球窝，活塞底座27落回测试承托座28，检测过程完成。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。