一种薄壁角接触球轴承套圈直径的测量机械手及测量方法与流程

本发明涉及一种薄壁角接触球轴承套圈直径的测量机械手及测量方法。

背景技术：

1、传统的薄壁角接触球轴承套圈的外径测量是采用人工测量的，测量设备是采用型号为d914的轴承套圈外径测量仪。这种轴承套圈外径测量仪上安装有机械式扭簧比较仪，测量时先用预先标定好的标准套圈对扭簧比较仪进行校零，然后将待测套圈放置在轴承套圈外径测量仪上，手工旋转待测套圈一周，读取最大值和最小值的偏差值。由于是人工手动转动待测套圈，因此所施加的力无法稳定控制，不仅会造成待测套圈产生变形和位移，导致仪表的读数产生误差，并且这种人工测量方法还存在效率低、难掌握等方面的缺点。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种薄壁角接触球轴承套圈直径的测量机械手及测量方法，它能为轴承外圈测量提供定位和驱动，避免外力驱动造成套圈变形。

2、实现本发明的目的的一种技术方案是：一种薄壁角接触球轴承套圈直径的测量机械手，包括底座、夹持机构和加压机构；其中，

3、所述底座为一圆盘结构，该底座的底面中心设有螺纹芯轴，该底座与机器人的末端关节连接；

4、所述夹持机构包括一根夹持支杆和一对夹持气囊；所述夹持支杆的内端头安装在所述底座的螺纹芯轴上；该夹持支杆的顶面上沿长度方向开设一个滑槽孔；所述夹持气囊为圆盘形气囊并包括具有轮毂轴的轮毂和套在轮毂外的环形气囊圈，轮毂轴的中心和轮毂的内部各自具有相互连通的进气道，轮毂上的进气道与气囊圈的充气口连通；一对夹持气囊设在所述夹持支杆的下方，且一对夹持气囊的轮毂轴一内一外地插在所述夹持支杆的滑槽内，该一对夹持气囊一一对应地夹持在轴承套圈的内沟道面和轴承套圈的外周面上；

5、所述加压机构包括两根加压支杆、两个减速电机和两个加压气囊；两根加压支杆的内端头也安装在所述底座的螺纹芯轴上，该两根加压支杆对称地位于所述夹持支杆的两侧，每根加压支杆的顶面上沿长度方向开设一个滑槽孔；两个减速电机一一对应地设在两根加压支杆的下方，且该两个减速电机各自通过吊杆一一对应地插装在两根加压支杆的滑槽孔内；所述加压气囊为轮式气囊并包括轮毂和套在轮毂外且充完气的气囊圈，两个加压气囊的轮毂一一对应地安装在两个减速电机的输出轴上，该两个加压气囊与轴承套圈外径测量仪上的两个固定支点位置一一对应地与轴承套圈的内沟道面接触。

6、上述的薄壁角接触球轴承套圈直径的测量机械手，其中，所述夹持气囊的轮毂轴的头部设有螺纹，使夹持气囊通过第一螺母固定在所述夹持支杆上。

7、上述的薄壁角接触球轴承套圈直径的测量机械手，其中，所述吊杆固定在所述减速电机的非出轴端面的中心，该吊杆的端头设有螺纹，使减速电机通过第二螺母固定在加压支杆上。

8、实现本发明的目的的另一种技术方案是：一种薄壁角接触球轴承套圈直径的测量方法，包括以下步骤：

9、步骤一，先根据待测套圈的尺寸人工调整轴承套圈外径测量仪至待测状态，接着调节测量机械手的两根加压支杆的夹角，并调节夹持支杆位于两根加压支杆所形成的夹角的角平分线上；再调节两个减速电机在对应的加压支杆上的位置，使两个充好气的加压气囊的位置与轴承套圈外径测量仪的两个固定支点的位置一一对应，完成调节后通过第二螺母固定；然后调节一对夹持气囊在夹持支杆上的位置，使一对夹持气囊在充好气后刚好一一对应地接触套圈的内滚道面和轴承套圈的外周面，完成调节后通过第一螺母固定；

10、步骤二，先将机器人的末端关节与测量机械手的底座连接；接着由机器人移动测量机械手至放置在待料区域内的待测套圈的上方，在一对夹持气囊泄压的状态下，测量机械手移动至待测套圈的内部，使两个加压气囊与待测套圈的内沟道在同一个水平面上，并将两个加压气囊均与待测套圈的内沟道面接触；

11、步骤三，同时向一对夹持气囊充气，使待测套圈被一对夹持气囊夹紧稳固；

12、步骤四，机器人移动测量机械手将待测套圈移动到轴承套圈外径测量仪的测量位置，使轴承套圈外径测量仪上的两个固定支点以及数显千分表分别与待测套圈的外周面接触，然后一对夹持气囊泄压；

13、步骤五，机器人将机械手沿两根加压支杆所形成的夹角的角平分线方向位移0.1-0.2mm，使两个加压气囊压紧待测套圈；

14、步骤六，通过两个减速电机同步驱动两个加压气囊旋转，两个加压气囊又带动待测套圈旋转，从数显千分表上读取待测套圈的外径的偏差值。

15、上述的薄壁角接触球轴承套圈直径的测量方法，其中，进行步骤三时，向一对夹持气囊充气的压力为0.25-0.30mpa。

16、本发明的薄壁角接触球轴承套圈直径的测量机械手及测量方法具有以下特点：

17、1)与工业机器人或者协作机器人结合，实现薄壁轴承套圈的自动搬运、定位、测量、核对标准件等动作；

18、2)薄壁轴承套圈在轴承套圈外径测量仪上的定位、压紧和旋转动作，作用力均通过轴承套圈表面直接传递到轴承套圈外径测量仪的支点，不会造成薄壁套圈产生径向变形，确保测量仪的读数准确；

19、3)采用气囊柔性夹持薄壁轴承套圈，可以避免轴承套圈在搬运、定位过程中产生磕碰、划伤等缺陷；

20、4)测量机械手的主体结构采用铝合金材质，密度小，刚性大，整个机械手的重量控制在2kg以内，仅需选用5kg的协作机器人或者工业机器人，即可带动测量机械手及1kg以内的薄壁轴承套圈。

21、5)夹持气囊和加压气囊安装在支杆的长槽孔中，不同型号切换时，可以随意移动位置，方便灵活更换不同尺寸的产品。

22、6)该测量机械手可与数控机床或数字孪生工艺系统对接，实现高效的智能化在线检测与加工补偿系统，实现无人化作业。

技术特征：

1.一种薄壁角接触球轴承套圈直径的测量机械手，包括底座、夹持机构和加压机构；其特征在于，

2.根据权利要求1所述的薄壁角接触球轴承套圈直径的测量机械手，其特征在于，所述夹持气囊的轮毂轴的头部设有螺纹，使夹持气囊通过第一螺母固定在所述夹持支杆上。

3.根据权利要求1所述的薄壁角接触球轴承套圈直径的测量机械手，其特征在于，所述吊杆固定在所述减速电机的非出轴端面的中心，该吊杆的端头设有螺纹，使减速电机通过第二螺母固定在加压支杆上。

4.一种薄壁角接触球轴承套圈直径的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的薄壁角接触球轴承套圈直径的测量方法，其特征在于，进行步骤三时，向一对夹持气囊充气直至一对夹持气囊内的气体压力为0.25-0.30mpa。

技术总结
本发明公开了一种薄壁角接触球轴承套圈直径的测量机械手，包括底座、夹持机构和加压机构。底座与机器人的末端关节连接；夹持机构包括一根内端安装在底座的螺纹芯轴上的夹持支杆和一对安装在夹持支杆上的夹持气囊，一对夹持气囊各自夹持在轴承套圈的内沟道面和外周面上；加压机构包括两根内端安装在底座的螺纹芯轴上的加压支杆、两个一一对应地安装在两根加压支杆上的减速电机和两个一一对应地安装在两个减速电机的输出轴上的加压气囊，两个加压气囊与外径测量仪上的两个固定支点位置一一对应地与轴承套圈的内沟道面接触。本发明能为外圈测量提供定位和驱动，避免外力驱动造成套圈变形。本发明还公开了一种薄壁角接触球轴承套圈直径的测量方法。

技术研发人员：沈文亮,诸星辉,肖洋,杨自正,韩嘉欣
受保护的技术使用者：上海联合滚动轴承有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1