專利名稱：一種軸承內(nèi)圈孔徑檢測機構(gòu)及其檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于軸承內(nèi)圈孔徑檢測裝置的檢測機構(gòu)及其檢測方法，屬于軸承內(nèi)圈檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
軸承是各類機械裝備的重要基礎(chǔ)零部件，包括外圈、內(nèi)圈和滾珠等，其中，軸承內(nèi)圈的孔徑尺寸、圓度和錐度的精確度直接影響著軸承的精度和性能。目前，用于檢測軸承內(nèi)圈的自動化孔徑檢測裝置一般包括底座，以及安裝在底座上的上料機構(gòu)、移送機構(gòu)、檢測機構(gòu)、排料機構(gòu)和控制單元等，所述檢測機構(gòu)大多采用氣動測量，即利用從測量器件上噴出的氣體在測量前后產(chǎn)生的變化，計算出軸承內(nèi)圈孔徑的大小。上述氣動測量對氣壓穩(wěn)定性要求非常高，否則會引起較大的誤差；此外，對軸承內(nèi)圈的清潔度要求也非常高，當軸承內(nèi)圈的孔徑內(nèi)有油污、灰塵等污染物時，都會改變氣壓的反饋值，從而影響測量精度。有鑒于此，本發(fā)明人在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上對此進行研究，專門開發(fā)出一種用于軸承內(nèi)圈孔徑檢測裝置的檢測機構(gòu)及其檢測方法，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種測量精度高、穩(wěn)定性好，能一次同時檢測軸承內(nèi)圈的內(nèi)徑、圓度和錐度的軸承內(nèi)圈孔徑檢測機構(gòu)及其檢測方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
一種軸承內(nèi)圈孔徑檢測機構(gòu)，包括操作臺、升降部件和檢測部件等，其中，檢測部件固定安裝在升降部件下方，操作臺通過信號線分別與升降部件、檢測部件相連，所述檢測部件包括X向檢測部件和Y向檢測部件，X向檢測部件和Y向檢測部件均包括一位移傳感器、測架、作動氣缸和測量爪，測量爪安裝在測架下方，位移傳感器和作動氣缸安裝在測架中間，通過作動氣缸作用在測架彈性塊上來控制測量爪的張開和閉合，位移傳感器實時測量測架彈性塊的形變位移。上述升降部件包括安裝在移送機構(gòu)工位臺上的導桿、活動安裝在導桿上的升降臺以及安裝在升降臺上方的升降電機，檢測部件固定安裝在升降臺的下方，升降電機通過電機固定臺安裝在導桿的頂端，升降臺通過絲杠與電機相連，升降臺在升降電機和絲杠的作用下，可以沿導桿上下滑動。上述測架包括固定框架和垂直安裝在固定框架中間的彈性塊，作動氣缸和位移傳感器分別穿過固定框架和彈性塊上的通孔水平安裝在測架上。上述彈性塊由兩 個彈簧片和位于彈簧片中間的擋塊組成，兩個彈簧片一端與固定框架相連接，另一端與擋塊連接，作動氣缸的活塞桿與擋塊相接觸，用來推動彈性塊，從而控制測量爪的張開和閉合；位移傳感器的探頭也與擋塊相接觸，實時檢測彈性塊的形變位移，2個彈簧片的2端均設(shè)有彈性點，彈簧片和擋塊均平行安裝，在未發(fā)生形變時，4個彈性點組成一矩形，在形變過程中逐漸變成平行四邊形。擋塊和固定框架之間還設(shè)有一彈簧，該彈簧的彈性系數(shù)小于或大于上述彈簧片的彈性系數(shù)，用于防止測量爪在測量過程中抖動。 作為優(yōu)選，位移傳感器與擋塊接觸處設(shè)有一接觸片，接觸片硬度高且光滑，可以選擇玻璃片或者石英片。作為優(yōu)選，所述位移傳感器為LVDT位移傳感器。所述Y向和X向測量爪由2個半圓柱形的測量塊組成，其中一個測量塊固定安裝在側(cè)架的固定框架上，其圓弧形的外側(cè)面上設(shè)有2個凸點，另一個測量塊固定安裝在測架的彈性塊上，其圓弧形的外側(cè)面上設(shè)有I個凸點，上述3個凸點在圓柱形的測量爪上呈等腰三角形。彈性塊不發(fā)生彈性形變時，兩個測量塊之間留有間距，一般為0.5-3mm,為彈性形變提供足夠的空間。上述X向檢測部件和Y向檢測部件還各包括一氣缸固定架，所述氣缸固定架安裝在升降臺上，用于固定作動氣缸。上述操作臺包括觸摸屏、按鈕、警示燈和數(shù)據(jù)處理模塊，操作臺直接與軸承內(nèi)圈孔徑檢測裝置控制單元進行通訊，通過觸摸屏和按鈕實現(xiàn)人機交互，通過警示燈實現(xiàn)故障報警；數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端與位移傳感器相連，輸出端與控制單元相連。上述軸承內(nèi)圈孔徑檢測機構(gòu)的檢測方法，包括如下步驟:
1)當被測軸承內(nèi)圈移入到檢測機構(gòu)的待檢工位時，升降臺下降，檢測部件隨之下降，此時，作動氣缸作用在彈性塊的擋塊上，使彈簧片發(fā)生形變，兩個測量塊之間的間距縮小，Y向測量爪伸入被測軸承內(nèi)圈的孔徑后，作動氣缸的活塞桿縮回，先測量軸承內(nèi)圈第一個截面的Y向內(nèi)徑，然后，升降臺再次下降，Y向測量爪再測量軸承內(nèi)圈第二個截面的Y向內(nèi)徑，LVDT位移傳感器將上述兩個截面的測量數(shù)據(jù)發(fā)送給操作臺的數(shù)據(jù)處理模塊，通過測量待測軸承內(nèi)圈兩個不同截面上的Y向內(nèi)徑，數(shù)據(jù)處理模塊可以計算出待測軸承內(nèi)圈的內(nèi)孔錐度；
2)當被測軸承內(nèi)圈完成Y向內(nèi)徑檢測后，移送機構(gòu)的移位片將軸承內(nèi)圈移入X向測量爪，X向測量爪再次測量被測軸承內(nèi)圈兩個截面的內(nèi)徑，然后將測量數(shù)據(jù)發(fā)送給操作臺的數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)上述Y向和X向的數(shù)據(jù)，計算出被測軸承內(nèi)圈的內(nèi)徑大小、圓度以及錐度，然后將計算結(jié)果發(fā)送給控制單元，控制單元根據(jù)測量結(jié)果將被測軸承內(nèi)圈分為:合格軸承內(nèi)圈、孔徑偏特大軸承內(nèi)圈(即大報廢)、孔徑偏大軸承內(nèi)圈(即中報廢)、孔徑微偏大軸承內(nèi)圈(即小報廢)、孔徑偏小軸承內(nèi)圈(即返修品)，孔徑偏小軸承內(nèi)圈可再次加工利用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的檢測機構(gòu)具有如下優(yōu)點:
1.采用電感式測量，不易受外界環(huán)境的干擾，可以快速精確的測量出軸承內(nèi)圈的孔徑大小、圓度以及錐度；
2.彈性塊上的4個彈性點可以使測量爪在彈性塊形變時不影響其垂直度，進而保證其測量精度；
3.擋塊和固定框架之間設(shè) 置一彈性系數(shù)與彈簧片不一致的彈簧，可以防止測量爪抖動，保證測量精度。以下結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述。


圖1為本實施例的軸承內(nèi)圈孔徑檢測裝置立體結(jié)構(gòu)示意 圖2為本實施例的軸承內(nèi)圈孔徑檢測機構(gòu)正視 圖3為本實施例的軸承內(nèi)圈孔徑檢測機構(gòu)立體結(jié)構(gòu)示意 圖4為本實施例的軸承內(nèi)圈孔徑檢測機構(gòu)測架結(jié)構(gòu)示意 標號說明:
底座I ;上料機構(gòu)2 ;移送機構(gòu)3 ;傳送帶31 ;移位片32 ；
檢測機構(gòu)4 ;操作臺41 ；
Y向內(nèi)徑檢測部件42 ；Y向測量爪421 ；Υ向測架固定框架422 ；Υ向測架彈性塊423 ；Υ向位移傳感器424 ；Υ向作動氣缸425 ;氣缸固定架426 ；
X向內(nèi)徑檢測部件43 ；Χ向測量爪431 ；Χ向測架固定框架432 ；Χ向測架彈性塊433 ；Χ向位移傳感器434 ；Χ向作動氣缸435 ;氣缸固定架436 ;彈簧437 ;擋塊438 ;彈簧片439 ;彈性點 43a、43b、43c、43d ;接觸片 43e ；
導桿44 ;升降臺45 ;升降電機46 ；電機固定臺47 ;絲杠48 ；
排料機構(gòu)5 ;待測軸承內(nèi)圈6。
具體實施例方式如圖1所示，一種軸承內(nèi)圈孔徑檢測裝置，包括底座1，以及安裝在底座I上的上料機構(gòu)2、移送機構(gòu)3、檢測機構(gòu)4和排料機構(gòu)5等，其中，上料機構(gòu)2安裝在移送機構(gòu)3傳送帶31的側(cè)邊，檢測機構(gòu)4安裝在移送機構(gòu)3移位片32的側(cè)邊，排料機構(gòu)5位于移位片32的下方，上料機構(gòu)2上的待測軸承內(nèi)圈6通過傳送帶31和移位片32輸送到檢測機構(gòu)4，經(jīng)檢測后再通過移位片31移入排料機構(gòu)5 ;所述裝置進一步包括控制單元，控制單元通過信號線分別與上料機構(gòu)2、移送機構(gòu)3、檢測機構(gòu)4和排料機構(gòu)5相連；所述檢測機構(gòu)4包括操作臺41、升降部件和檢測部件等。如圖2-3所示，一種軸承內(nèi)圈孔徑檢測機構(gòu)4，其操作臺41通過信號線分別與升降部件和檢測部件相連，上述升降部件包括安裝在移送機構(gòu)工位臺上的導桿44、活動安裝在導桿44上的升降臺45以及安裝在升降臺45上方的升降電機46，檢測部件固定安裝在升降臺45的下方,升降電機46通過電機固定臺47安裝在導桿44的頂端,升降臺45與電機46通過絲杠48相連，升降臺45在升降電機46和絲杠48的作用下，可以沿導桿44上下滑動。所述檢測部件包括X向檢測部件43和Y向檢測部件42，X向檢測部件43和Y向檢測部件42結(jié)構(gòu)完全一致，其安裝方向不同，前者沿X軸安裝，后者沿Y軸安裝，兩者均包括一 LVDT位移傳感器434和424，測架、作動氣缸435和425，以及測量爪431和421。上述測架包括固定框架432和422、以及垂直安裝在固定框架中間的彈性塊433和423，作動氣缸435和425、位移傳 感器434和424分別穿過固定框架432和422、彈性塊433和423上的通孔水平安裝在測架上，在本實施例中，作動氣缸435和425位于LVDT位移傳感器434和424的上方，本實施例選用的LVDT位移傳感器比普通的位移傳感器重復精度高。如圖4所示，以X向檢測部件為例，上述彈性塊433由兩個彈簧片439和位于彈簧片439中間的擋塊438組成，兩個彈簧片439 —端與固定框架432相連接，另一端與擋塊438連接，作動氣缸435的活塞桿與擋塊438相接觸，用來推動彈性塊433，從而控制測量爪431的張開和閉合；位移傳感器434的探頭也與擋塊438相接觸，實時檢測彈性塊433的形變位移，2個彈簧片439的2端均設(shè)有彈性點，彈簧片439和擋塊438均平行安裝，在未發(fā)生形變時，4個彈性點43a 43d組成一矩形，在形變過程中逐漸變成平行四邊形。整個彈性塊433可以采用彈簧鋼材料，但在實際生產(chǎn)過程中，考慮到彈簧鋼成本高，而且加工不方便，彈性塊433可以采用鐵或其他金屬，而只在彈簧片上的4個彈性點43a 43d采用彈簧鋼，這樣既節(jié)省了成本，又便于在彈性塊上鉆孔、切割。擋塊438和固定框架432之間還設(shè)有一彈簧437，該彈簧437的彈性系數(shù)小于或大于上述彈簧片439的彈性系數(shù)，用于防止測量爪在測量過程中抖動。位移傳感器434與擋塊438接觸處設(shè)有一接觸片43e，接觸片43e硬度高且光滑，可以選擇玻璃片或者石英片。上述X向檢測部件43和Y向檢測部件42還各包括一氣缸固定架436和426，所述氣缸固定架436和426呈“L”型，一端固定在在升降臺45上，另一端用于固定作動氣缸435和425。所述Y向測量爪421和X向測量爪431均由2個半圓柱形的測量塊組成，其中一個測量塊固定安裝在側(cè)架的固定框架422和432上，其圓弧形的外側(cè)面上設(shè)有2個凸點，另一個測量塊固定安裝在測架的彈性塊423和433上，其圓弧形的外側(cè)面上設(shè)有I個凸點，上述3個凸點在圓柱形的測量爪上呈等腰三角形。彈性塊423和433不發(fā)生彈性形變時，兩個測量塊之間留有間距，一般為0.5-3_，為彈性形變提供足夠的空間。上述操作臺包括觸摸屏、按鈕、警示燈和數(shù)據(jù)處理模塊，操作臺直接與軸承內(nèi)圈孔徑檢測裝置控制單元進行通訊，通過觸摸屏和按鈕實現(xiàn)人機交互，通過警示燈實現(xiàn)故障報警；數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端與LVDT位移傳感器424和434相連，輸出端與控制單元相連。上述軸承內(nèi)圈孔徑檢測裝置檢測機構(gòu)的檢測方法，包括如下步驟:
O當被測軸承內(nèi)圈6移入到檢測機構(gòu)的待檢工位時，升降臺45下降，X向檢測部件43和Y向檢測部件42隨之下降，在本實施例中，先進行Y向測量，此時，作動氣缸425作用在彈性塊423的擋塊上，使彈簧片發(fā)生形變，兩個測量塊之間的間距縮小，Y向測量爪421伸入被測軸承內(nèi)圈6的孔徑后，作動氣缸425的活塞桿縮回，先測量軸承內(nèi)圈6第一個截面的Y向內(nèi)徑，然后，升降臺45再次下降，Y向測量爪421再測量軸承內(nèi)圈6第二個截面的Y向內(nèi)徑，LVDT位移傳感器424將上述兩個截面的測量數(shù)據(jù)發(fā)送給操作臺41的數(shù)據(jù)處理模塊，通過測量待測軸承內(nèi)圈兩個不同截面上的Y向內(nèi)徑，數(shù)據(jù)處理模塊可以計算出待測軸承內(nèi)圈6的內(nèi)孔錐度；
2)當被測軸承內(nèi)圈6完成Y向內(nèi)徑檢測后，移送機構(gòu)的移位片32將軸承內(nèi)圈6移入X向測量爪431，X向測量爪431再次測量被測軸承內(nèi)圈6孔內(nèi)兩個截面的內(nèi)徑，然后將測量數(shù)據(jù)發(fā)送給操作臺41的數(shù)量處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)上述Y向和X向的數(shù)據(jù)，計算出被測軸承內(nèi)圈6的內(nèi)徑大小、圓度以及錐度，然后將計算結(jié)果發(fā)送給控制單元，控制單元根據(jù)測量結(jié)果將被測軸承內(nèi)圈6分為:合格軸承內(nèi)圈、孔徑偏特大軸承內(nèi)圈(即大報廢)、孔徑偏大軸承內(nèi)圈(即中報廢)、孔徑微偏大軸承內(nèi)圈(即小報廢)、孔徑偏小軸承內(nèi)圈(即返修品)，孔徑偏小軸承內(nèi)圈可再次加工利用。上述實施例 和圖式并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對其所做的適當變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。
權(quán)利要求
1.一種軸承內(nèi)圈孔徑檢測機構(gòu)，其特征在于:包括操作臺、升降部件和檢測部件，其中，檢測部件固定安裝在升降部件下方，操作臺通過信號線分別與升降部件、檢測部件相連，所述檢測部件包括X向檢測部件和Y向檢測部件，X向檢測部件和Y向檢測部件均包括一位移傳感器、測架、作動氣缸和測量爪，測量爪安裝在測架下方，位移傳感器和作動氣缸安裝在測架中間，通過作動氣缸作用在測架彈性塊上來控制測量爪的張開和閉合，位移傳感器實時測量測架彈性塊的形變位移。
2.如權(quán)利要求1所述的一種軸承內(nèi)圈孔徑檢測機構(gòu)，其特征在于:上述升降部件包括安裝在移送機構(gòu)工位臺上的導桿、活動安裝在導桿上的升降臺以及安裝在升降臺上方的升降電機，檢測部件固定安裝在升降臺的下方，升降電機通過電機固定臺安裝在導桿的頂端，升降臺通過絲杠與電機相連，升降臺在升降電機和絲杠的作用下，可以沿導桿上下滑動。
3.如權(quán)利要求1所述的一種軸承內(nèi)圈孔徑檢測機構(gòu)，其特征在于:上述測架包括固定框架和垂直安裝在固定框架中間的彈性塊，作動氣缸和位移傳感器分別穿過固定框架和彈性塊上的通孔水平安裝在測架上。
4.如權(quán)利要求3所述的一種軸承內(nèi)圈孔徑檢測機構(gòu)，其特征在于:上述彈性塊由兩個彈簧片和位于彈簧片中間的擋塊組成，兩個彈簧片一端與固定框架相連接，另一端與擋塊連接，作動氣缸的活塞桿與擋塊相接觸，用來推動彈性塊，從而控制測量爪的張開和閉合；位移傳感器的探頭也與擋塊相接觸，實時檢測彈性塊的形變位移，位移傳感器與擋塊接觸處設(shè)有一硬度高且光滑的接觸片，2個彈簧片的2端均設(shè)有彈性點，彈簧片和擋塊均平行安裝。
5.如權(quán)利要求4所述的一種軸承內(nèi)圈孔徑檢測機構(gòu)，其特征在于:擋塊和固定框架之間還設(shè)有一彈簧，該彈簧的彈性系數(shù)小于或大于上述彈簧片的彈性系數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種軸承內(nèi)圈孔徑檢測機構(gòu)，其特征在于:所述位移傳感器為LVDT位移傳感器。
7.如權(quán)利要求1所述的一種軸承內(nèi)圈孔徑檢測機構(gòu)，其特征在于:所述Y向和X向測量爪由2個半圓柱形的測量塊組成`，其中一個測量塊固定安裝在側(cè)架的固定框架上，其圓弧形的外側(cè)面上設(shè)有2個凸點，另一個測量塊固定安裝在測架的彈性塊上，其圓弧形的外側(cè)面上設(shè)有I個凸點，上述3個凸點在圓柱形的測量爪上呈等腰三角形。
8.如權(quán)利要求1所述的一種軸承內(nèi)圈孔徑檢測機構(gòu)，其特征在于:上述X向檢測部件和Y向檢測部件還各包括一氣缸固定架，所述氣缸固定架安裝在升降臺上，用于固定作動氣缸。
9.如權(quán)利要求1所述的一種軸承內(nèi)圈孔徑檢測機構(gòu)，其特征在于:上述操作臺包括觸摸屏、按鈕、警示燈和數(shù)據(jù)處理模塊，操作臺直接與軸承內(nèi)圈孔徑檢測裝置控制單元進行通訊，通過觸摸屏和按鈕實現(xiàn)人機交互，通過警示燈實現(xiàn)故障報警；數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端與位移傳感器相連，輸出端與控制單元相連。
10.一種軸承內(nèi)圈孔徑檢測機構(gòu)的檢測方法，包括如下步驟: I)當被測軸承內(nèi)圈移入到檢測機構(gòu)的待檢工位時，升降臺下降，檢測部件隨之下降，此時，作動氣缸作用在彈性塊的擋塊上，使彈簧片發(fā)生形變，兩個測量塊之間的間距縮小，Y向測量爪伸入被測軸承內(nèi)圈的孔徑后，作動氣缸的活塞桿縮回，先測量軸承內(nèi)圈第一個截面的Y向內(nèi)徑，然后，升降臺再次下降，Y向測量爪再測量軸承內(nèi)圈第二個截面的Y向內(nèi)徑，LVDT位移傳感器將上述兩個截面的測量數(shù)據(jù)發(fā)送給操作臺的數(shù)據(jù)處理模塊，通過測量待測軸承內(nèi)圈兩個不同截面上的Y向內(nèi)徑，數(shù)據(jù)處理模塊可以計算出待測軸承內(nèi)圈內(nèi)圈的內(nèi)孔錐度； 2)當被測軸承內(nèi)圈完成Y向內(nèi)徑檢測后，移送機構(gòu)的移位片將軸承內(nèi)圈移入X向測量爪，X向測量爪再次測量被測軸承內(nèi)圈兩個截面的內(nèi)徑，然后將測量數(shù)據(jù)發(fā)送給操作臺的數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊 根據(jù)上述Y向和X向的數(shù)據(jù)，計算出被測軸承內(nèi)圈的內(nèi)徑大小、圓度以及錐度，然后將計算結(jié)果發(fā)送給控制單元，控制單元根據(jù)測量結(jié)果將被測軸承內(nèi)圈分為:合格軸承內(nèi)圈、孔徑偏特大軸承內(nèi)圈(即大報廢)、孔徑偏大軸承內(nèi)圈(即中報廢)、孔徑微偏大軸承內(nèi)圈(即小報廢)、孔徑偏小軸承內(nèi)圈(即返修品)，孔徑偏小軸承內(nèi)圈可再次加工利用。
全文摘要
本發(fā)明公開一種內(nèi)圈孔徑檢測機構(gòu)及其檢測方法，屬于軸承內(nèi)圈檢測技術(shù)領(lǐng)域。包括操作臺、升降部件和檢測部件等，其中，檢測部件固定安裝在升降部件下方，操作臺通過信號線分別與升降部件、檢測部件相連，所述檢測部件包括X向檢測部件和Y向檢測部件，X向檢測部件和Y向檢測部件均包括一位移傳感器、測架、作動氣缸和測量爪，測量爪安裝在測架下方，位移傳感器和作動氣缸安裝在測架中間，通過作動氣缸作用在測架彈性塊上來控制測量爪的張開和閉合，位移傳感器實時測量測架彈性塊的形變位移。上述檢測機構(gòu)采用電感式測量，不易受外界環(huán)境的干擾，可以快速精確的測量出軸承內(nèi)圈的孔徑大小、圓度以及錐度。
文檔編號G01B7/13GK103225999SQ20131012132
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者金良 申請人:紹興中軸自動化設(shè)備有限公司