一种圆锥滚子全自动涡流检测设备的制作方法

1.本实用新型涉及涡流检测技术领域，尤其涉及一种圆锥滚子全自动涡流检测设备。


背景技术：

2.现有的技术是trb圆锥滚子通过桁架机械手搬运，请参阅图1，当圆锥滚子搬运至驱动滚轮中间，伺服电机驱动滚轮同向高速旋转，圆锥滚子外圆面与两个滚轮相切(圆锥滚子中心与驱动包胶滚轮中心不平行)，圆锥滚子反向旋转，拨叉机构推动圆锥滚子向前移动，随动探头随着圆锥面逐渐后退，同时探头扫描单元驱动探头完成圆锥滚子的表面涡流探伤检测。
3.圆锥滚子在旋转过程中，拨叉机构推动圆锥滚子向前移动，驱动滚轮的阻力较大，圆锥滚子自身重量比较重，拨叉与滚子的端面直接接触，拨叉在使用一定时间后，很容易磨损，使用寿命较短，影响经济性。拨叉机构磨损后没有及时更换新的拨叉将会造成探头与端面的距离变化，影响检测数据，严重的会将端面检测探头磨损，造成探头损坏，影响生产。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种圆锥滚子全自动涡流检测设备，以解决上述背景技术中遇到的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
6.一种圆锥滚子全自动涡流检测设备，包括驱动滚轮和电动摆台，所述驱动滚轮安装在电动摆台的顶部，所述驱动滚轮用于驱动圆锥滚子转动，所述电动摆台在电机的驱动下，用于驱动所述驱动滚轮以及安装在驱动滚轮上的圆锥滚子整体转动至固定的角度，使得圆锥滚子中心轴线与水平面平行。
7.进一步的，所述电动摆台包括固定底座、第七伺服电机和角度台，所述第七伺服电机安装在固定底座的一侧，所述第七伺服电机与摆台传动连接，所述角度台活动安装在固定底座的顶部，并与所述固定底座转动连接。
8.再进一步的，所述固定底座的外侧固定有防震压块，所述防震压块的顶部内侧与角度台的外侧相接触，所述电动摆台的一侧设有防震气缸安装座，所述防震气缸安装座上安装有气缸，所述气缸的输出轴端部通过压片与防震压块相连接。
9.上述方案中，所述驱动滚轮包括安装板、轴承座和驱动胶轮，所述安装板安装在电动摆台的顶部，所述轴承座设有两个竖直安装在安装板的顶部，所述驱动胶轮安装在两个所述轴承座上部之间，所述驱动胶轮通过轴承与轴承座转动连接，所述轴承座的外侧设有驱动所述驱动胶轮转动的同步带组件，两个所述轴承座下部之间设有第二伺服电机，所述第二伺服电机与同步带组件传动连接。
10.上述方案中，还包括外圆扫描装置，所述外圆扫描装置安装在驱动滚轮的前侧，所述外圆扫描装置设有对圆锥滚子进行外圆检测的扫描探头。
11.上述方案中，还包括升降模组，所述升降模组安装在外圆扫描装置的底部，所述升降模组包括吊架、底板和第四线性模组，所述吊架安装在设备平台的机体上，所述吊架通过直线导轨与底板在竖直方向上滑动连接，所述底板的顶部通过导向柱与第四线性模组连接。
12.上述方案中，还包括侧面扫描装置，所述侧面扫描装置安装在驱动滚轮的两侧，所述侧面扫描装置的顶部一侧安装有端面探头。
13.进一步的，所述侧面扫描装置通过顶部的辅助定位支架对圆锥滚子的两端面进行检测，所述辅助定位支架中设有定位杆，所述定位杆的端部设有包胶滚轮，所述包胶滚轮抵靠在圆锥滚子的两端且与圆锥滚子的两端面接触式定位。
14.上述方案中，还包括效验工位，所述效验工位安装在设备平台的下料端，所述效验工位包括样件架和v型块，所述v型块安装在样件架的顶部，所述v型块的两侧设有挡块座，所述挡块座上夹持有调节杆，所述调节杆延伸至所述v型块的内侧槽口中，所述挡块座上设有调节所述调节杆夹持位置的手柄螺丝，所述v型块的中间开设有空腔，所述样件架的顶部安装有接近开关，所述接近开关通过v型块中间的空腔感应圆锥滚子标准件是否在此位置。
15.上述方案中，还包括上下料机械手，所述上下料机械手设有两个分别安装在设备平台的上料端一侧和下料端一侧，所述上下料机械手用于夹持圆锥滚子进行上料和下料。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：在电动摆台在电机的驱动下，用于驱动驱动滚轮以及安装在驱动滚轮上的圆锥滚子整体转动至固定的角度，使得圆锥滚子中心轴线与水平面平行，便于外圆扫描装置对圆锥滚子的外圆周进行涡流检测，优化检测机构，节约成本。电动摆台的旋转精度高，高刚性承载。另外，由左/右两组侧面扫描装置定位圆锥滚子对其两侧端面进行扫描检测，左、右两组辅助定位支架通过聚氨酯包胶滚轮定位与圆锥滚子两端面接触，定位准确，调节方便，聚氨酯耐磨，定位用的包胶滚轮使用寿命更长。采用该圆锥滚子全自动涡流检测设备，圆锥滚子换型过程无需人工调整零部件，通过plc可一键换型，并且带有效验工位，不仅自动化程度高，而且检测精度及效率高。
附图说明
17.图1为现有技术中圆锥滚子的涡流检测示意图；
18.图2为本实用新型整体立体结构示意图；
19.图3为图2的正视结构示意图
20.图4为本实用新型中外圆扫描装置的结构示意图；
21.图5为本实用新型中驱动滚轮的结构示意图；
22.图6为本实用新型中侧面扫描装置在实施时的结构示意图；
23.图7为本实用新型中侧面扫描装置和辅助定位支架的组合结构示意图；
24.图8为本实用新型中辅助定位支架的结构示意图；
25.图9为实用新型中外圆扫描装置和升降模组的组合结构示意图；
26.图10为本实用新型中电动摆台的结构示意图；
27.图11为图9中在实施时的工作原理示意图；
28.图12实用新型中效验工位的结构示意图；
29.图13为实用新型在一实施例中上下料机械手的安装结构示意图；
30.图中标号：外圆扫描装置；11-第一伺服电机；12-第一线性模组；13-第一平移台；14
‑ꢀ
限位挡块；15-探头安装板；16-扫描探头；2-驱动滚轮；21-安装板；22-轴承座；23-驱动胶轮；24-同步带组件；25-第二伺服电机；26-光纤传感器；3-侧面扫描装置；31-探头安装架； 32-模组架；33-第二线性模组；34-第三伺服电机；35-第二平移台；36-第三线性模组；37
‑ꢀ
第三平移台；38-第四伺服电机；39-端面探头；4-辅助定位支架；41-u型架；42-调节螺杆； 43-定位块；44-滚花手柄；45-定位杆；46-包胶滚轮；47-安装条；48-标尺；49-指针；5
‑ꢀ
升降模组；51-吊架；52-直线导轨；53-底板；54-第五伺服电机；55-滚珠丝杠；56-导向柱； 57-第四线性模组；58-第六伺服电机；6-电动摆台；61-固定底座；62-第七伺服电机；63
‑ꢀ
角度台；64-防震气缸安装座；65-气缸；66-防震压块；7-效验工位；71-样件架；72-v型块； 73-调节杆；74-挡块座；75-手柄螺丝；76-接近开关；8-上下料机械手。
具体实施方式
31.下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。
32.如图2和图3所示，一种圆锥滚子全自动涡流检测设备，包括驱动滚轮2和电动摆台6，驱动滚轮2安装在电动摆台6的顶部，驱动滚轮2用于驱动圆锥滚子转动，电动摆台6在电机的驱动下，用于驱动驱动滚轮2以及安装在驱动滚轮2上的圆锥滚子整体转动至固定的角度，使得圆锥滚子中心轴线与水平面平行。
33.请参阅图10，电动摆台6包括固定底座61、第七伺服电机62和角度台63，固定底座61 固定在检测设备的台板上，第七伺服电机62安装在固定底座61的一侧，第七伺服电机62与角度台63传动连接，角度台63活动安装在固定底座61的顶部，并与固定底座61转动连接。电动摆台6是通过第七伺服电机62驱动固定底座61内部的蜗轮蜗杆传动，实现角度台63倾斜一定的角度，将电机的旋转运动转化为台面做围绕空间某一点(旋转中心)的角度摆动的电动装置，适用于电子和精密工业检测。
34.固定底座61的外侧固定有防震压块66，防震压块66的顶部内侧与角度台63的外侧相接触，电动摆台6的一侧设有防震气缸安装座64，防震气缸安装座64上安装有气缸65，气缸65的输出轴端部通过压片与防震压块66相连接。为保证工作过程中角度台63不动，设计由气缸65与防震压块66组合而成的压紧装置。气缸65的活塞杆端头连接聚氨酯外螺纹压片，当角度调整到合适位置，气缸65通气，活塞杆伸出，聚氨酯外螺纹压片压紧防震压块66，实现角度台63机械锁紧。
35.为了阐述本实用新型的工作原理，请参阅图11，驱动滚,2组件安装在电动摆台6上，当第七伺服电机62驱动固定底座61内部蜗轮蜗杆传动，角度台63倾斜角度a
°
时trb圆锥滚子中心轴线b与安装面(水平面)a面平行，工件两端面c面与d面平行且与a面垂直。进一步的，在左、右侧面扫描装置3中驱动包胶滚轮46的模组定位完成后，驱动端面探头39 检测的模组可上、下移动扫描端面c面及d面，降低圆锥滚子调试难度，便于对圆锥滚子进行外圆面和两端面的涡流检测。
36.为了匹配电动摆台6需要对现有的驱动滚轮2进行改进，请参阅图5，驱动滚轮2包括安装板21、轴承座22和驱动胶轮23，驱动胶轮23为钢件外圆包胶，可适应不同大小的圆锥滚子，旋转过程中与圆锥滚子线接触，定位准确，调节方便，使用寿命更长。安装板21安装在电动摆台6的顶部，轴承座22设有两个竖直安装在安装板21的顶部，驱动胶轮23安装在两个
轴承座22上部之间，驱动胶轮23通过轴承与轴承座22转动连接。为了便于将圆锥滚子托起，需要两个驱动胶轮23，将圆锥滚子放置在两个驱动胶轮23之间。轴承座22的外侧设有驱动驱动胶轮23转动的同步带组件24，两个轴承座22下部之间设有第二伺服电机25，第二伺服电机25与同步带组件24传动连接。
37.为了便于驱动两个驱动胶轮23，在同步带组件24中需要设置两个同步轮，并用一个涨紧轮来连接，在第二伺服电机25的驱动下，通过主动轮带动其中一个同步轮转动，进而带动与该同步轮连接的驱动胶轮23转动，再在涨紧轮的带动下，带动另一个同步轮转动，进而带动与该同步轮连接的另一个驱动胶轮23转动。两个驱动胶轮23转动，从而稳定驱动圆锥滚子转动。
38.在轴承座22的顶部还设置了光纤传感器26，光纤传感器26的使用是当驱动胶轮23上有圆锥滚子工件时，输出信号给plc，plc控制第七伺服电机62旋转一定的角度，角度到位后，气缸65锁紧，第二伺服电机25驱动驱动胶轮23高速旋转，同时圆锥滚子工件反向旋转。
39.上述方案中，还包括外圆扫描装置1，外圆扫描装置1安装在驱动滚轮2的前侧，外圆扫描装置1设有对圆锥滚子进行外圆检测的扫描探头16。
40.具体的，请参阅图4，外圆扫描装置1包括第一线性模组12和探头安装板15，第一线性模组12安装在设备平台机架上，第一线性模组12通过第一平移台13与探头安装板15活动连接，扫描探头16安装在探头安装板15的端部。第一线性模组12的一侧安装了第一伺服电机11，用于驱动第一线性模组12做往复运动。第一平移台13上设有限位挡块14，用于限制探头安装板15的移动位置，第一线性模组12与第一平移台13连接，用于控制第一平移台 13的整体移动位置，第一伺服电机11驱动第一线性模组12实现扫描探头16的前后移动。
41.第一线性模组12实现用于对圆锥滚子外圆扫描的扫描探头16在水平面上左、右移动。第一平移台13设有三个，三个叠合在一起使用。最顶部的第一平移台13方便调节外圆扫描探头前后位置，保证圆锥滚子的中心线与外圆扫描装置1左右方向一致。底部的两个第一平移台13的设计是保护扫描探头16。两个第一平移台13都配有缓冲限位挡块且内部都装有传感器，正常工作中一直提供信号给plc，当扫描探头16遇到外力碰撞时，第一平移台内部的弹簧会随着受力方向缩回，传感器信号消失，plc报警，设备马上停机，只有当过外力消失后弹簧才复位。
42.为了更好的实现对扫描探头16的位置进行调节，请参阅图9，还包括升降模组5，升降模组5安装在外圆扫描装置1的底部，升降模组5可以调节用于对圆锥滚子外圆扫描的扫描探头16的上、下位置，圆锥滚子在更换型号时通过驱动相应的电机工作就可以，实现一键换型，适合不同型号的圆锥滚子。
43.升降模组5包括吊架51、底板53和第四线性模组57，吊架51安装在设备平台的机体上，吊架51通过直线导轨52与底板53在竖直方向上滑动连接，底板53的顶部通过导向柱56与第四线性模组57连接，第四线性模组57的一侧设有驱动第四线性模组移动的第六伺服电机 58。
44.第一伺服电机11驱动第一线性模组12实现外圆扫描装置1的前后移动，第六伺服电机 58驱动第四线性模组57实现外圆扫描装置1的左右移动，第五伺服电机54驱动滚珠丝杠实现外圆扫描装置1的上下移动，每个规格的圆锥滚子都可以保存专属输送位置，生产不同圆锥滚子时plc调用专属程序指令，实现一键换型。
45.实施例2，请参阅图1，现有的圆锥滚子，在检测时，因两端面都处于歪斜状态，很不方便涡流检测，导致目前只能对外圆进行扫描检测，为了更好的对圆锥滚子全面的检测，本方案还加入了左右两侧面的扫描装置。
46.基于实施例1，本方案还包括侧面扫描装置3，请参阅图2、图6，侧面扫描装置3安装在驱动滚轮2的两侧，侧面扫描装置3的顶部一侧安装有端面探头39，侧面扫描装置3通过顶部的辅助定位支架4对圆锥滚子的两端面进行检测。因需要对圆锥滚子的两端面进行检测，所以侧面扫描装置3需要设置两个，且两个侧面扫描装置3的工作探头相对设置。
47.请参阅图7，侧面扫描装置3包括模组架32，模组架32固定在设备平台上，模组架32 的一侧顶部固定有第二线性模组33，辅助定位支架4安装在第二线性模组33的顶部，辅助定位支架4的一侧安装有端面探头39，第二线性模组33通过第二平移台35与辅助定位支架 4在水平方向上活动连接，模组架32的一侧底部设有驱动第二线性模组33做往复运动的第三伺服电机34。
48.左、右两组侧面扫描装置3由第三伺服电机34驱动第二线性模组33控制端面探头39及辅助定位支架4的水平移动，左、右两个气动定位组件4完成圆锥滚子的左、右两端面的定位。
49.请继续参阅图7，作为一种优选的方案，侧面扫描装置3还包括探头安装架31，探头安装架31安装在第二线性模组33的外侧，第二平移台35的外侧设有第三线性模组36，第三线性模组36通过第三平移台37与探头安装架31在竖直方向上活动连接，第二线性模组33 的一侧设有驱动第三线性模组36做往复运动的第四伺服电机38。
50.第三线性模组36控制端面探头39的上下移动，完成圆锥滚子的两端面扫描检测。第三平移台37的设计是保护端面探头39，第二平移台35的设计是保护辅助定位支架4的包胶滚轮46。每个平移台都配有缓冲限位挡块且内部都装有传感器，正常工作中一直提供信号给plc，当端面探头39或包胶滚轮46遇到外力碰撞时，平移台内部的弹簧会随着受力方向缩回，传感器信号消失plc报警，设备马上停机，只有当过外力消失后弹簧复位。探头安装板31两侧采用夹板对端面探头39进行夹紧固定，是为了端面探头39的定位准确，重复利用率高。
51.辅助定位支架4中设有定位杆45，定位杆45的端部设有包胶滚轮46，包胶滚轮46抵靠在圆锥滚子的两端且与圆锥滚子9的两端面一左一右接触式定位。通过辅助定位支架4对圆锥滚子的两端面进行定位，配合侧面扫描装置3的端面探头39完成对圆锥滚子的两端面完全扫描，有利于端面探头39对圆锥滚子端面的精确扫描。
52.包胶滚轮46的材料采用聚氨酯定位滚轮，左、右端面定位均采用聚氨酯定位滚轮定位，包胶滚轮46与圆锥滚子两端面接触，定位准确，调节方便，聚氨酯材料耐磨性好，使用寿命更长。
53.请参阅图8，辅助定位支架4包括u型架41和定位块43，u型架41的板体一侧安装在侧面扫描装置3的顶部，u型架41的u型槽中通过调节螺杆42与定位块43活动连接，并且在u型架41的顶部设有驱动调节螺杆42旋转的滚花手柄44，通过旋拧滚花手柄44就可以将调节定位块43在调节螺杆42上的位置。定位杆45和定位块43为一体式结构，因定位杆 45的端部设有包胶滚轮46，通过调节定位块43的上下位置，控制包胶滚轮46对圆锥滚子的两端面进行一左一右接触式定位。
54.u型架41的上部和下部分别安装有安装条47，两个安装条47的端部之间设有标尺48，定位块43的外侧固定有指针49，指针49的端部指向标尺48。
55.u型架41设计u型定位槽，保证定位块43左右位置定位准确，滚花手轮44配合调节螺杆42方便调节定位块43上、下位置，并且设计标尺48及指针49，调节过程数据准确。侧面扫描装置3驱动左、右包胶滚轮46的外圆面渐渐靠近工件两端面，工件高速旋转，当圆弧型包胶滚轮46的外圆面线接触圆锥滚子工件端面，产生旋转运动，工件左、右两侧定位，工件处于稳定状态，便于通过端面探头39对圆锥滚子的两端面进行涡流检测。
56.实施例3，在实施例1或实施例2的基础上，上述方案中还包括效验工位7。请参阅图 12和图13，效验工位7安装在设备平台的下料端，固定在设备的平台上，效验工位7包括样件架71和v型块72，v型块72的两侧槽面刻有尺度，v型块72安装在样件架71的顶部，v 型块72的两侧设有挡块座74，挡块座74上夹持有调节杆73，调节杆73延伸至v型块72的内侧槽口中，挡块座74上设有调节调节杆73夹持位置的手柄螺丝75，v型块72的中间开设有空腔，样件架71的顶部安装有接近开关76，接近开关76通过v型块72中间的空腔感应圆锥滚子标准件是否在此位置。接近开关76主要是检测圆锥滚子是否位于v型块72上，而调节杆73则是根据圆锥滚子的长度调节相应的长度，便于效验。
57.效验工位7中的v型块72上的标尺，方便上下料机械手8将圆锥滚子放置位置准确。样件架71设计接近开关76，当连续生产1-2小时后机器人将圆锥滚子标准件抓到检测工位，检测完成后检测圆锥滚子标准件涡流图形与标准图像相符，说明设备无异常，上下料机械手 8抓取圆锥滚子标准件放回样件v型块72上，继续生产。如果圆锥滚子标准件涡流图形与标准图像不相符，需停机检修。此效验功能不仅自动化程度高，而且检测精度及效率高。
58.实施例4，在实施例1、实施例2或实施例3的基础上，上述方案中还包括上下料机械手 8，上下料机械手8设有两个分别安装在设备平台的上料端一侧和下料端一侧，上下料机械手 8用于夹持圆锥滚子进行上料和下料。通过加装上下料机械手8，降低设备组装后的占地空间小，能高速取放作业，提高圆锥滚子检测的工作效率，适合大批量生产线。
59.本实用新型圆锥滚子全自动涡流检测设备，在电动摆台6在电机的驱动下，用于驱动驱动滚轮2以及安装在驱动滚轮2上的圆锥滚子整体转动至固定的角度，使得圆锥滚子中心轴线与水平面平行，便于外圆扫描装置1对圆锥滚子的外圆周进行涡流检测，优化检测机构，节约成本。电动摆台6的旋转精度高，高刚性承载，优化检测机构，节约成本。另外，由左/ 右两组侧面扫描装置3定位圆锥滚子对其两侧端面进行扫描检测，左、右两组辅助定位支架 4通过聚氨酯包胶滚轮46定位与圆锥滚子两端面接触，定位准确，调节方便，聚氨酯耐磨，定位用的包胶滚轮46使用寿命更长。采用该圆锥滚子全自动涡流检测设备，圆锥滚子换型过程无需人工调整零部件，通过plc可一键换型，并且带有效验工位7，不仅自动化程度高，而且检测精度及效率高。
60.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
61.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，并不用于限定本实用新型保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应含在本实用新型的保护范围之内。