图1  Q250A型曲轴硬度自动检验台装有自动化轮廓识别装置

本文所介绍的用于汽车工业的自动检验台，可在几乎是无人操控的状态下自动检测曲轴的硬度。该自动检验台的核心部件是轮廓自动识别装置，从而确保了检验的高精度与高可靠性。

德国的汽车制造商正关注着中国。对汽车制造商来说，目前中国是最重要的汽车市场之一。2011年，德国向中国出口汽车达57万辆，与2010年相比汽车出口量增长22%，这对德国这个生产国来说有着重要意义。为此，必须高度重视产品的质量，德国向中国提供的汽车零部件也必须保证高质量。产品质量高——在这方面德国的汽车制造商在世界范围内享有盛誉。德国的加工工具制造商Hahn＋Kolb公司与其合作伙伴 Qness公司合作，研制出高质量的汽车零部件加工设备，以确保加工的质量安全。2011年，这两家公司合作，通过5个月的共同努力，为德国的汽车制造企业在中国的一家工厂配备了曲轴硬度自动检验台。 由于采取了创新性的自动化轮廓识别装置（图1），因此，该自动检验台可在几乎是无人操控的状态下自动检测曲轴的硬度。

高精度及100%的可重复性

德国的汽车制造商为新设在中国的发动机厂寻求一种自动化检测曲轴硬度的检验装置，要求是检验过程零误差且保证100%的可重复性，而此前这项工作只能手工完成。为此，必须将检验工具与现有的QM软件实现无线式连接。为了实现这一目标，工具制造商要求检验台制造专家Qness公司在其生产的现有的Q250A型自动检验台的基础上进行进一步的研发。

图2  曲轴硬度自动检验台检测启动后，通过物镜晃动，检验台自动识别被检曲轴的轮廓

Q250A型自动检验台的测试硬度范围为1～250?kg。该自动检验台有一个带定位传动的XY滑块，精准度为±0.002mm。一个可六重变位的检测转台将加紧各种放大物镜和弹入物体。该检验装置全部测试符合 Brinell（DIN EN ISO 6506，ASTM E-10），Vickers（DIN EN ISO 6507，ASTM E-384）和Rockwell（DIN EN ISO 6508，ASTM E-18）测试法。Qpix Control 软件保证了多种菜单和测试功能，从而进行自动化的CHD，Nht和Rht检测。为符合出口的要求，该检测装置可做出符合标准的测试件检测评估，数据管理及统计并提供报告书。

对Q250A型自动检验台长达5个月的进一步研发改造的焦点是使软件满足顾客的需求。该曲轴硬度自动检验台的核心部件是轮廓自动识别装置。新研发的检验装置采用光学的方法跟踪测试部件的轮廓，通过亮-暗的差别识别测试部件的位置和类型，并事先与汽车生产厂家一同确定自动化检验的顺序。为此，该自动检验台的软件也进行了改变，使其与汽车生产厂家现有的数据库无障碍匹配。该自动检验台按Vickers测试法在PC机上按时序给出检验台的曲轴硬度测试结果。通过汽车制造商和检验工具服务商共同努力，采用该检验台得出检验报告。

此外，研发该检验台的前提是使检验装置的可靠性高，操作简便。检验的准备工作是：用带锯将曲轴纵向平分锯开，接着将其分成三种不同类型的曲轴段，并将表面磨平。一段是一个连杆轴承和两个主轴承；第二段是两个连杆轴承和一个主轴承；第三段是法兰和两个主轴承。操作员将放有一个段的检验盒放置在XY滑台上，并用定线螺栓定位。与该检验台一体化布置的传感器可以测得是哪段曲轴正通过测试。XY滑台直接与旁边一台PC机相连，操作员在PC机上启动检测过程。首先，建议检验台的物镜自动移动向检验目标，自动识别其轮廓（图2）。XY滑台滑向曲轴的第一定位。接着，建议单元用压紧装置固定在工件上。此时，其他曲轴检验件处于松开状态。

图3  为使曲轴硬度检测达到完美，需要Q250M型手工操作的曲轴硬度检测装置作为补充设备

光栅确保操作安全性

检验台在测试时能够同步识别曲轴段的轮廓，立即从总体上测出曲轴段的位置，按照事先选定的顺序检测曲轴的硬度（Rht标准）。按Rht标准 HV5 检验台在检测曲轴段中间部位刺（45）小孔，按此方法可以测出曲轴段各个面的硬度。处理软件以数字形式或以曲线形式给出检测结果，随后，操作员便可出具检测报告。检测过程完成后XY滑台归位，这样操作员便可取下检测的曲轴段。

为提高操作员工作的安全性，例如预防压伤，还需要另外一些部件。该曲轴硬度检测台内一体化布置有光栅，在整个检验过程中检测被检曲轴段自由移动。操作员在操作时，一旦被检曲轴段超出了光栅的范围，监测过程自动停止。如果操作员再次将被检曲轴段放置该位置，监测过程又将自动停止。在该检验装置启动检验过程时，随即自动出现光栅，直至检验过程完毕，光栅消失。

为了创建曲轴硬度的完美检验环境，除用以上介绍的曲轴硬度自动检验台检测曲轴的硬度外，该检验设备供应商还为德国汽车厂设在中国的工厂补充提供了检验准备环节所需的器具，如带状锯、平磨机和手工操作的曲轴硬度检测装置。该手工操作的曲轴硬度检测装置是Qness Q250M型曲轴硬度检测装置（图3）。检验工作开始前，操作员用手将曲轴安放在该测量装置的两根棱形柱之间，这两根棱形柱在主轴承和连杆轴承部位起托架作用。

超乎想象的测量能力

检测时，操作员用手提读码器捕捉连杆轴承条形码信息，并将指令传给外设的PC机的软件。之后，操作员将需检测硬度的曲轴件横向进给到曲轴硬度检测装置的工作台上，使之与轴颈相垂直，并张紧轴承。在一侧的监视器上便可看到，曲轴硬度检测已启动，显示屏上显示出HRC测量值。所有连杆轴承的上死点和下死点硬度均能测出。接着，操作员可将检测结果以报告单形式给出，或以具体数据形式另行存储，还可以CSV数据形式向用户提供。

近年来，Qness 公司和加工工具制造商Hahn＋Kolb公司成功合作，成为了专门的营销伙伴公司。该营销伙伴公司在奥地利萨尔茨堡获得了“2011年国家工业奖”。