轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一,它主要用来支承传动零部件,传递扭矩和承受载荷。随着机械工业的不断发展,对轴类零件的精度要求越来越高,特别是在一些高速、高精密的配合场所,将会直接影响到零件的加工质量和使用寿命。目前,大多数企业对于轴类零件的测量还停留在抽样调查和小批量检测阶段,依旧采用止通规或者内径千分尺测量内径,采用游标卡尺测量长度,最后再人工来进行分选。这种传统方法具有工作效率低、误差大、成本高等缺点,难以完成大批量检测任务,严重制约了企业的发展。因此,针对上述问题,本文研制出了一台小尺寸轴类零件快速测量机,该测量机能够实现小尺寸轴类零件内径和长度在线快速测量与自动分选。主要研究内容包括:(1)总体方案设计根据仪器的设计要求及技术指标,提出运用气动量仪和光栅的测量方法,制定出仪器总体设计方案,并介绍仪器的系统组成、工作原理和关键技术。(2)机械系统设计综合考虑仪器的功能、精度及成本等因素,设计仪器的整体机械结构,主要包括自动上料机构、转盘组件、内径测量组件和长度测量组件;选择合适的内径和长度测量方案,规划测量的工作流程;采用ANSYS软件对测量机进行静力学分析和模态分析,并验证机械设计的合理性。(3)气动系统设计依据现有机械结构特点,在测量机局部位置,选择气动的控制方式;介绍气动技术的特点,以及气动系统的组成,完成气缸、电磁阀等关键元件的选型,并绘制气动回路连接图。(4)测控系统设计根据测量机控制要求和工作原理,设计仪器测控系统,主要包括硬件部分和软件部分。选择以PLC为核心的控制系统,完成对硬件的选型与计算,绘制PLC输入输出接线图和主硬件电路图,开发人机界面测量软件。(5)精度分析及测量试验介绍影响仪器测量精度的因素,对仪器进行精度分析及不确定度的计算,并在新研制的测量机上完成重复性、测量节拍、分选功能三个试验研究。