专利名称：一种轴承内圈孔径检测装置及其检测方法
技术领域：
本发明涉及一种轴承内圈孔径检测装置及其检测方法，属于轴承内圈检测技术领域。
背景技术：
轴承是各类机械装备的重要基础零部件，包括外圈、内圈和滚珠等，其中，轴承内圈的孔径尺寸、圆度和锥度的精确度直接影响着轴承的精度和性能。目前我国的轴承内圈孔径检测还基本停留在手工检测的水平，检测效率低下、稳定性不高是当前存在的最大弊病。公开号为102139268A的《轴承内径自动化检测仪》虽然公开了一种轴承内径自动化检测装置，但其待测轴承内圈在检测过程中，需要先依靠送料气缸将待测轴承内圈推送到工位台的第一个工位上，然后再依靠工位推送气缸和工位卡紧气缸依次将其推送到第二个工位、第三个工位上进行检测，整个推送过程至少需要依靠3个气缸进行操作，导致检测装置故障率高，系统稳定性差，采用多个气缸既增加了检测仪的复杂性，又增加了成本。而且，上述轴承内径自动化检测仪只是简单地根据检测指标将轴承内圈分选为合格品、报废品及返修品，并且只对合格品进行排列，报废品和返修品不进行排列，使轴承内圈的沟道容易碰伤。此外，目前的自动轴承孔径检测的检测机构大多采用气动测量，即利用从测量器件上喷出的气体在测量前后产生的变化，计算出轴承内圈孔径的大小。上述气动测量对气压稳定性要求非常高，否则会引起较大的误差；而且，对轴承内圈的清洁度要求也非常高，当轴承内圈的通孔内有油污、灰尘等污染物时，都会改变气压的反馈值，从而影响测量精度。有鉴于此，本发 明人在《轴承内圈内径自动化检测仪》的基础上对此进行研究，专门开发出一种轴承内圈孔径检测装置及其检测方法，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的是提供一种稳定性高、测量精度高、故障率低，能一次同时检测轴承内圈的内径、圆度和锥度，并能对检测后的轴承内圈自动进行分类、排列的轴承内圈孔径检测装置及其检测方法。为了实现上述目的，本发明的解决方案是:
一种轴承内圈孔径检测装置，包括底座，以及安装在底座上的上料机构、移送机构、检测机构和排料机构等，其中，上料机构安装在移送机构传送带的侧边，检测机构安装在移送机构移位片的侧边，排料机构位于移位片的下方，上料机构上的待测轴承内圈通过传送带和移位片输送到检测机构，经检测后再通过移位片移入排料机构；上述移位片通过与之相连的工位卡紧气缸和工位推送气缸的活塞杆伸缩进行移位；所述装置进一步包括控制单元，控制单元通过信号线分别与上料机构、移送机构、检测机构和排料机构相连。所述上料机构包括料架、分料推板、分料气缸以及垂直安装在料架上的若干个料杆等，其中，分料气缸通过螺母固定安装在料架的底端，同时通过电磁阀与控制单元相连；分料推板安装在料架的底板上，并与分料气缸的活塞杆相连，料架的下端固定安装在传送带的侧边，位于传送带的始端，料架的底板与传送带相连。移送机构包括传送带、移位片、进料检测开关、缺料检测开关、工位台，以及与传送带、移位片相联接的传动部件等，其中，所述传动部件包括一个工位卡紧气缸、一个工位推送气缸，以及与上述气缸配套连接的电磁阀和连接部件，工位卡紧气缸的活塞杆与移位片相连，工位推送气缸的活塞杆通过连接部件与工位卡紧气缸相联，传动部件还包括设置在传送带末端的电机，传送带的末端装有哨合齿轮组，哨合齿轮组与电机相连，通过电机和哨合齿轮组配合来带动传送带；进料检测开关、缺料检测开关和传动部件分别与控制单元相连，工位台固定安装在底座上，移位片活动安装在工位台上方，位于传送带的末端，移位片和传送带两者垂直安装，呈“L”型，进料检测开关和缺料检测开关依次安装在传送带的末端，所述进料检测开关和缺料检测开关为接近开关传感器；移位片上设有若干个移位槽，可以同时将数个轴承内圈进行移位；传送带的末端还设有挡板，用于阻挡待测轴承内圈，防止其落入地面。所述检测机构包括操作台、升降部件和检测部件等，其中，检测部件固定安装在升降部件下方，操作台通过信号线分别与升降部件、检测部件相连，所述检测部件包括X向检测部件和Y向检测部件，X向检测部件和Y向检测部件均包括一位移传感器、测架、作动气缸和测量爪，测量爪安装在测架下方，位移传感器和作动气缸安装在测架中间，通过作动气缸作用在测架弹性块上来控制测量爪的张开和闭合，位移传感器实时测量测架弹性块的形变位移。上述升降部件包括安装在移送机构工位台上的导杆、活动安装在导杆上的升降台以及安装在升降台上方的升降电机，检测部件固定安装在升降台的下方，升降电机通过电机固定台安装在导杆的顶端，升降台通过丝杠与电机相连，升降台在升降电机和丝杠的作用下，可以沿导杆上下滑动。上述测架包括固定框架和垂直安装在固定框架中间的弹性块，作动气缸和位移传感器分别穿过固定框架和 弹性块上的通孔水平安装在测架上。上述弹性块由两个弹簧片和位于弹簧片中间的挡块组成，两个弹簧片一端与固定框架相连接，另一端与挡块连接，作动气缸的活塞杆与挡块相接触，用来推动弹性块，从而控制测量爪的张开和闭合；位移传感器的探头也与挡块相接触，实时检测弹性块的形变位移，2个弹簧片的2端均设有弹性点，弹簧片和挡块均平行安装，在未发生形变时，4个弹性点组成一矩形，在形变过程中逐渐变成成平行四边形。挡块和固定框架之间还设有一弹簧，该弹簧的弹性系数小于或大于上述弹簧片的弹性系数，用于防止测量爪在测量过程中抖动。作为优选，位移传感器与挡块接触处设有一接触片，接触片硬度高且光滑，可以选择玻璃片或者石英片。作为优选，所述位移传感器为LVDT位移传感器。所述Y向和X向测量爪由2个半圆柱形的测量块组成，其中一个测量块固定安装在侧架的固定框架上，其圆弧形的外侧面上设有2个凸点，另一个测量块固定安装在测架的弹性块上，其圆弧形的外侧面上设有I个凸点，上述3个凸点在圆柱形的测量爪上呈等腰三角形。弹性块不发生弹性形变时，两个测量块之间留有间距，一般为0.5-3mm,为弹性形变提供足够的空间。上述X向检测部件和Y向检测部件还各包括一气缸固定架，所述气缸固定架安装在升降台上，用于固定作动气缸。上述操作台包括触摸屏、按钮、警示灯和数据处理模块，操作台直接与轴承内圈孔径检测装置控制单元进行通讯，通过触摸屏和按钮实现人机交互，通过警示灯实现故障报警；数据处理模块的输入端与位移传感器相连，输出端与控制单元相连。所述排料机构包括若干个安装在工位台上的推料块，每个推料块分别连接有一个气缸的活塞杆，推料块下方都设有对应的料槽，推料块气缸通过电磁阀与控制单元相连；所述料槽为V型，包括合格品槽、孔径偏特大槽、孔径偏大槽、孔径微偏大槽、孔径偏小槽，并排排列在底座上，移位片将检测后的轴承内圈移动到对应的推料块前，然后由对应的推料块移入对应的料槽，实现对轴承内圈的检测分类。因为检测后的轴承内圈都在对应的料槽内进行有序地排列，有效地保护了轴承内圈的沟道。所述控制单元为PLC模块，PLC模块是核心控制单元，其接口主要包括专用接口、输入接口和输出接口，专用接口指串口等接口，与操作台触摸屏直接相连进行通讯；输入接口与按钮、进料检测开关和缺料检测开关等相连，作为信号输入用；输出接口与电磁阀相连，通过驱动电磁阀的动作，从而控制气缸活塞杆的伸出与缩回。PLC性能稳定，抗外界干扰能力比较强，而且接口齐全，使用非常方便，非常适合工业控制场合使用。作为优选，上述轴承内圈孔径检测装置底座上设有两套对称的上料机构、移送机构、检测机构和排料机构，其中，所述两套移送机构共用工位推送气缸和连接部件。上述对称设置即可以节省部分零部件，又可以加快检测速度。上述轴承内圈孔径检测装置的检测方法，包括如下步骤:
1)首先将待测轴承内 圈放置在料杆上，轴承内圈在重力的作用下自动落入料架下端的底板上，然后分料推板在气缸的作用下，将轴承内圈推入传送带，接着分料推板缩回到初始位置，当下一批轴承内圈落入底板后，控制单元发出指令，气缸再次作用于分料推板，将待测轴承内圈移入传送带；
2)待测轴承内圈随着传送带移动，先经过进料检测开关，接着经过缺料检测开关，最后在挡板的作用下，停止在传送带末端；然后在工位推送气缸的作用下，移位片移向传送带末端，其第一个移位槽的槽口对准待测轴承内圈，然后工位卡紧气缸的活塞杆伸出，使移位片移向轴承内圈，当轴承内圈完全进入移位槽后，工位推送气缸的活塞杆缩回，使移位片向传送带反方向移动，将轴承内圈移入工位台上的待检工位，接着工位卡紧气缸的活塞杆缩回，使移位片后退，此时，待测轴承内圈移出移位槽，移位片恢复到初始位置；根据控制单元设定的检测速度，移位片重复上述动作，移动第二个待测轴承内圈；待测轴承内圈在传送带上输送过程中，当进料检测开关对应的位置上没有检测到轴承内圈时，进料检测开关将信号发送给控制单元，控制单元启动上料机构气缸，将待测轴承内圈移入传送带；当缺料检测开关对应的位置上没有检测到轴承内圈时，缺料检测开关将信号发送给控制单元，控制单元发出指令，使该侧检测机构停止检测，此时，该缺料检测开关对应的上料气缸仍正常工作，将待测轴承内圈送入传送带，待缺料检测开关检测到轴承内圈时，检测机构恢复正常，再次启动；而同时，另一侧的检测机构不受该侧缺料影响，可独立正常检测；3)当被测轴承内圈移入到检测机构的待检工位时，升降台下降，检测部件随之下降，此时，作动气缸作用在弹性块的挡块上，使弹簧片发生形变，两个测量块之间的间距缩小，Y向测量爪伸入被测轴承内圈的孔径后，作动气缸的活塞杆缩回，先测量轴承内圈第一个截面的Y向内径，然后，升降台再次下降，Y向测量爪再测量轴承内圈第二个截面的Y向内径，LVDT位移传感器将上述两个截面的测量数据发送给操作台的数据处理模块，通过测量待测轴承内圈两个不同截面上的Y向内径，数据处理模块可以计算出待测轴承内圈的内孔锥度；当被测轴承内圈完成Y向内径检测后，移送机构的移位片将轴承内圈移入X向测量爪，X向测量爪再次测量被测轴承内圈两个截面的内径，然后将测量数据发送给操作台的数据处理模块，数据处理模块根据上述Y向和X向的数据，计算出被测轴承内圈的内径大小、圆度以及锥度，然后将计算结果发送给控制单元，控制单元根据被测轴承内圈的测量结果分为:合格轴承内圈、孔径偏特大轴承内圈(即大报废)、孔径偏大轴承内圈(即中报废)、孔径微偏大轴承内圈(即小报废)、孔径偏小轴承内圈(即返修品)，孔径偏小轴承内圈可再次加工利用；
4)移位片根据控制单元的指令，将检测后的轴承内圈移送到相应的推料块前，然后推料块在气缸的作用下，将轴承内圈移入对应的料槽。与现有技术相比，上述轴承内圈孔径检测装置具有如下优点:
1.采用移位片和与之相联的工位推送气缸、工位卡紧气缸，既可以省略原有的送料气缸，而且可以共用工位推送气缸，气缸及其配件的减少，可以大幅度提高系统稳定性，降低故障率，节省成本；而且移位片一次同时移动多个轴承内圈，提高工作效率；
2.检测过程中，本发明不仅将轴承内圈内圈的报废品分选为大报废、中报废及小报废，而且对合格品、大报废、中报废、小报废及返修品都进行了排列，有效地保护了轴承内圈内圈沟道；
3.检测机构采用电感式测量，不易受外界环境的干扰，可以快速精确的测量出轴承内圈的孔径大小、圆度以及锥度； 4.检测机构弹性块上的4个弹性点可以使测量爪在弹性块形变时不影响其垂直度，进而保证其测量精度；此外，挡块和固定框架之间设置一弹性系数与弹簧片不一致的弹簧，可以防止测量爪抖动，保证测量精度。以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。
图1为本实施例的轴承内圈孔径检测装置立体结构示意 图2为本实施例的轴承内圈孔径检测装置俯视 图3为本实施例的轴承内圈孔径检测装置的上料机构立体结构示意 图4为本实施例的轴承内圈孔径检测装置的移送机构立体结构示意 图5为本实施例的轴承内圈孔径检测装置的移送机构俯视 图6为本实施例的轴承内圈孔径检测装置的检测机构正视 图7为本实施例的轴承内圈孔径检测装置的检测机构立体结构示意 图8为本实施例的轴承内圈孔径检测装置的检测机构测架结构示意 图9为本实施例的轴承内圈孔径检测装置的排料机构立体结构示意图。
标号说明:
底座I ;
上料机构2 ;料架21 ;分料推板22 ;分料气缸23 ;料杆24 ;底板25 ；
移送机构3 ;传送带31 ;移送片32 ;移位槽321 ;进料检测开关33 ;缺料检测开关34 ;电机35 ;挡板36 ;工位台37 ;工位推送气缸38 ;工位卡紧气缸39 ；
检测机构4 ;操作台41 ;Y向内径检测部件42 'Y向测量爪421 'Y向测架固定框架422 ；Y向测架弹性块423 ；Υ向位移传感器424 ；Υ向作动气缸425 ;气缸固定架426 ；
X向内径检测部件43 ；Χ向测量爪431 ；Χ向测架固定框架432 ；Χ向测架弹性块433 ；Χ向位移传感器434 ；Χ向作动气缸435 ;气缸固定架436 ;弹簧437 ;挡块438 ;弹簧片439 ;弹性点 43a、43b、43c、43d ;接触片 43e ；
导杆44 ;升降台45 ;升降电机46 ；电机固定台47 ;丝杠48 ；
排料机构5 ;推料块51 ;料槽52 ;推料气缸53 ；
待测轴承内圈6。
具体实施例方式如图1-2所示，一种轴承内圈孔径检测装置，包括底座1，以及安装在底座I上的2套相对称的上料机构2、移送机构3、检测机构4和排料机构5，其中，2个移送机构3并排安装在底座I上，上料机构2安装在移送机构3传送带31的侧边，检测机构4安装在移送机构3移位片32的侧边，排料机构5位于移位片32的下方，上料机构2上的待测轴承内圈6通过传送带31和移位片3 2输送到检测机构4，经检测后再通过移位片31移入排料机构5 ；所述装置进一步包括控制单元，控制单元通过信号线分别与上料机构2、移送机构3、检测机构4和排料机构5相连，控制单元可以设置在底座I内，或者其他可以放置的地方，只要不影响其通讯即可。在本实施例中，上述轴承内圈孔径检测装置底座上设有两套对称的上料机构2、移送机构3、检测机构4和排料机构5，可以使两边的检测机构4同时工作，加快检测速度。如图3所示，所述上料机构2包括料架21、分料推板22、分料气缸23以及垂直安装在料架21上的若干个料杆24等，其中，分料气缸23通过螺母固定安装在料架21的底端，同时通过电磁阀与控制单元相连；分料推板22安装在料架21的底板25上，并与分料气缸23的活塞杆相连，料架21的下端固定安装在传送带31的侧边，料架21的底板25与传送带31相连，底板25的上表面最好与传送带31处于同一平面上，也可以略高于传送带31所在平面，只要能使待测轴承6从上料机构2顺利移入传送带31即可。如图4-5所示，移送机构3包括传送带31、移位片32、进料检测开关33、缺料检测开关34、工位台37，以及与传送带31和移位片32相联接的传动部件等，在本实施例中，两个移送机构3的传动部件设置在两个移位片32之间，包括两个工位卡紧气缸39和一个共用的工位推送气缸38，以及与上述气缸配套连接的电磁阀和连接部件，两个工位卡紧气缸39各自与所在移送机构的移位片32相连，工位推送气缸38通过连接部件分别与两个工位卡紧气缸39相联，传动部件还包括设置在传送带末端的电机35。进料检测开关33、缺料检测开关34和传动部件分别与控制单元相连，传送带31与传动部件的电机35相连，传送带31的末端装有啮合齿轮组，啮合齿轮组与电机35相连，通过电机35和啮合齿轮组的配合来带动两个传送带31。工位台37固定安装在底座I上，移位片32活动安装在工位台37上方，位于传送带31的末端，移位片32和传送带31两者垂直安装，呈“L”型，进料检测开关33和缺料检测开关34依次安装在传送带31的末端，在本实施例中，所述进料检测开关33和缺料检测开关34为电感式接近开关传感器，只感应金属，可以排除一些非金属物体的干扰。所述移位片32与工位卡紧气缸39的活塞杆相连，移位片32上设有若干个移位槽321，可以同时将数个轴承内圈6进行移位，移位槽321为可以为V型凹槽，其凹槽底部具有一定宽度，可以使待测轴承内圈6完全落入移位槽321内，移位槽321也可以为圆弧形或方形，只要能将待测轴承内圈6快速、准确移位就行；传送带31的末端还设有挡板36，用于阻挡待测轴承内圈6，防止其落入地面。如图6-7所示，所述检测机构包括操作台41、升降部件和检测部件等，其操作台41通过信号线分别与升降部件和检测部件相连，上述升降部件包括安装在移送机构工位台上的导杆44、活动安装在导杆44上的升降台45以及安装在升降台45上方的升降电机46，检测部件固定安装在升降台45的下方，升降电机46通过电机固定台47安装在导杆44的顶端，升降台45与电机46通过丝杠48相连，升降台45在升降电机46和丝杠48的作用下，可以沿导杆44上下滑动。所述检测部件包括X向检测部件43和Y向检测部件42，X向检测部件43和Y向检测部件42结构完全一致，其安装方向不同，前者沿X轴安装，后者沿Y轴安装，两者均包括一 LVDT位移传感器434和424，测架、作动气缸435和425，以及测量爪431和421。上述测架包括固定框架432和422、以及垂直安装在固定框架中间的弹性块433和423，作动气缸435和425、位移传感器434和424分别穿过固定框架432和422、弹性块433和423上的通孔水平安装在测架上，在本实施例中，作动气缸435和425位于LVDT位移传感器434和424的上方。本实施例选用的LVDT位移传感器比普通的位移传感器重复精度高。如图8所示，以X向检测部件为例，上述弹性块433由两个弹簧片439和位于弹簧片439中间的挡块438组成，两个弹簧片439 —端与固定框架432相连接，另一端与挡块438连接，作动气缸435的 活塞杆与挡块438相接触，用来推动弹性块433，从而控制测量爪431的张开和闭合；位移传感器434的探头也与挡块438相接触，实时检测弹性块433的形变位移，2个弹簧片439的2端均设有2个弹性点，弹簧片439和挡块438均平行安装，在未发生形变时，4个弹性点43a 43d组成一矩形，在形变过程中形成平行四边形。整个弹性块433可以采用弹簧钢材料，但在实际生产过程中，考虑到弹簧钢成本高，而且加工不方便，弹性块433可以采用铁或其他金属，而只在弹簧片上的4个弹性点43a 43d采用弹簧钢，这样既节省了成本，又便于在弹性块上钻孔、切割。挡块438和固定框架432之间还设有一弹簧437，该弹簧437的弹性系数小于或大于上述弹簧片439的弹性系数，用于防止测量爪在测量过程中抖动。位移传感器434与挡块438接触处设有一接触片43e，接触片43e硬度高且光滑，可以选择玻璃片或者石英片。上述X向检测部件43和Y向检测部件42还各包括一气缸固定架436和426，所述气缸固定架436和426呈“L”型，一端固定在在升降台上，另一端用于固定作动气缸435和425。所述Y向测量爪421和X向测量爪431均由2个半圆柱形的测量块组成，其中一个测量块固定安装在侧架的固定框架422和432上，其圆弧形的外侧面上设有2个凸点，另一个测量块固定安装在测架的弹性块423和433上，其圆弧形的外侧面上设有I个凸点，上述3个凸点在圆柱形的测量爪上呈等腰三角形。弹性块423和433不发生弹性形变时，两个测量块之间留有间距，一般为0.5-3_，为弹性形变提供足够的空间。上述操作台包括触摸屏、按钮、警示灯和数据处理模块，操作台直接与轴承内圈孔径检测装置控制单元进行通讯，通过触摸屏和按钮实现人机交互，通过警示灯实现故障报警；数据处理模块的输入端与LVDT位移传感器424和434相连，输出端与控制单元相连。如图9所示，所述排料机，5包括若干个安装在工位台37上的推料块51，每个推料块51分别连接有一个气缸53的活塞杆，推料块51下方都设有对应的料槽52，推料块气缸53通过电磁阀与控制单元相连；所述料槽52为V型，包括合格品槽、孔径偏特大槽、孔径偏大槽、孔径微偏大槽、孔径偏小槽，并排排列在底座I上，移位片32将检测后的轴承内圈6移动到对应的推料块51前，然后由对应的推料块51移入对应的料槽52，实现对轴承内圈6的检测分类。因为检测后的轴承内圈6都在对应的料槽52内进行有序地排列，有效地保护了轴承内圈内圈沟道。所述控制单元为PLC模块，PLC模块是核心控制单元，其接口主要包括专用接口、输入接口和输出接口，专用接口指串口等接口，与操作台触摸屏直接相连进行通讯；输入接口与按钮、进料检测开关33和缺料检测开关34等相连，作为信号输入用；输出接口与电磁阀相连，通过驱动电磁阀的动作，从而控制气缸的伸长与缩回。PLC性能稳定，抗外界干扰能力比较强，而且接口齐全，使用非常方便，非常适合工业控制场合使用。上述轴承内圈孔径检测装置的检测方法，包括如下步骤:
1)首先将待测轴承内圈6放置在料杆24上，轴承内圈6在重力的作用下自动落入料架21下端的底板25上，然后分料推板22在气缸23的作用下，将轴承内圈6推入传送带31，接着分料推板22缩回到初始位置，当下一批轴承内圈6落入底板25后，控制单元发出指令，气缸23再次作用于分料推 板22，将待测轴承内圈6移入传送带31 ；
2)待测轴承内圈6随着传送带31移动，先经过进料检测开关33，接着经过缺料检测开关34，最后在挡板36的作用下，停止在传送带31末端；然后在工位推送气缸的作用下，移位片32移向传送带31末端，其第一个移位槽321的槽口对准待测轴承内圈6，然后工位卡紧气缸39的活塞杆伸出，使移位片32移向轴承内圈6，当轴承内圈6完全进入移位槽321后，工位推送气缸38的活塞杆缩回，使移位片32向传送带31反方向移动，将轴承内圈6移入工位台37上的待检工位，接着工位卡紧气缸39的活塞杆缩回，使移位片32后退，此时，待测轴承内圈6移出移位槽321，移位片32恢复到初始位置；根据控制单元设定的检测速度，移位片32重复上述动作，移动第二个待测轴承内圈6 ;待测轴承内圈6在传送带31上输送过程中，当进料检测开关33对应的位置上没有检测到轴承内圈6时，进料检测开关33将信号发送给控制单元，控制单元启动上料机构2的分料气缸23，将待测轴承内圈6移入传送带31 ;当缺料检测开关34对应的位置上没有检测到轴承内圈6时，缺料检测开关34将信号发送给控制单元，控制单元发出指令，使该侧检测机构4停止检测，此时，该缺料检测开关34对应的分料气缸23仍正常工作，将待测轴承内圈6送入传送带31，待缺料检测开关34检测到轴承内圈6时，检测机构4恢复正常，再次启动；而同时,另一侧的检测机构4不受该侧缺料影响，仍可独立正常检测；
3)当被测轴承内圈6移入到检测机构的待检工位时，升降台45下降，X向检测部件43和Y向检测部件42随之下降，在本实施例中，先进行Y向测量，在本实施例中，先进行Y向测量，此时，作动气缸425作用在弹性块423的挡块上，使弹簧片发生形变，两个测量块之间的间距缩小，Y向测量爪421伸入被测轴承内圈6的孔径后，作动气缸425的活塞杆缩回，先测量轴承内圈6第一个截面的Y向内径，然后，升降台45再次下降，Y向测量爪421再测量轴承内圈6第二个截面的Y向内径，LVDT位移传感器424将上述两个截面的测量数据发送给操作台41的数据处理模块，通过测量待测轴承内圈6两个不同截面上的Y向内径，数据处理模块可以计算出待测轴承内圈6的内孔锥度；当被测轴承内圈6完成Y向内径检测后，移送机构的移位片32将轴承内圈6移入X向测量爪431，X向测量爪431再次测量被测轴承内圈6孔内两个截面的内径，然后将测量数据发送给操作台41的数据处理模块，数据处理模块根据上述Y向和X向的数据，计算出被测轴承内圈6的内径大小、圆度以及锥度，然后将计算结果发送给控制单元，控制单元根据被测轴承内圈6的测量结果分为:合格轴承内圈、孔径偏特大轴承内圈(即大报废)、孔径偏大轴承内圈(即中报废)、孔径微偏大轴承内圈(即小报废)、孔径偏小轴承内圈(即返修品)，孔径偏小轴承内圈可再次加工利用；在测量过程中，先进行Y向测量或先进行X向测量都是可以的；
4)移位片32根据控制单元的指令，将检测后的轴承内圈6移送到相应的推料块51前，然后推料块51在气缸53的作用下，将轴承内圈6移入对应的料槽52。上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当 变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
权利要求
1.一种轴承内圈孔径检测装置，其特征在于:包括底座，以及安装在底座上的上料机构、移送机构、检测机构和排料机构，其中，上料机构安装在移送机构传送带的侧边，检测机构安装在移送机构移位片的侧边，排料机构位于移位片的下方，上料机构上的待测轴承内圈通过传送带和移位片输送到检测机构，经检测后再通过移位片移入排料机构；上述移位片通过与之相连的工位卡紧气缸和工位推送气缸的活塞杆伸缩进行移位；所述装置进一步包括控制单元，控制单元通过信号线分别与上料机构、移送机构、检测机构和排料机构相连； 上述移送机构包括传送带、移位片、工位台，以及与传送带、移位片相联接的传动部件，其中，工位台固定安装在底座上，移位片活动安装在工位台上方，位于传送带的末端，所述传动部件包括一个工位卡紧气缸、一个工位推送气缸，以及与上述气缸配套连接的电磁阀和连接部件，工位卡紧气缸的活塞杆与移位片相连，工位推送气缸的活塞杆通过连接部件与工位卡紧气缸相联，传动部件还包括设置在传送带末端的电机，通过电机来带动传送带; 上述检测机构包括操作台、升降部件和检测部件，其中，检测部件固定安装在升降部件下方，操作台通过信号线分别与升降部件、检测部件相连，所述检测部件包括X向检测部件和Y向检测部件，X向检测部件和Y向检测部件均包括一位移传感器、测架、作动气缸和测量爪，测量爪安装在测架下方，位移传感器和作动气缸安装在测架中间，通过作动气缸作用在测架弹性块上来控制测量爪的张开和闭合，位移传感器实时测量测架弹性块的形变位移。
2.如权利要求1所述的一种轴承内圈孔径检测装置，其特征在于:所述上料机构包括料架、分料推板、分料气缸以及垂直安装在料架上的若干个料杆，其中，分料气缸通过螺母固定安装在料架的底端，同时通过电磁阀与控制单元相连；分料推板安装在料架的底板上，并与分料气缸的活塞杆相连，料架的下端固定安装在传送带的侧边，位于传送带的始端，料架的底板与传送带相连。
3.如权利要求1所述的一种轴承内圈孔径检测装置，其特征在于:上述移送机构进一步包括依次安装在传送带的末端的进料检测开关、缺料检测开关，进料检测开关、缺料检测开关和传动部件分别与控制单元相连，所述进料检测开关和缺料检测开关为接近开关传感器；移位片和传送带两者垂直安装，呈“L”型，移位片上设有若干个移位槽，可以同时将数个轴承内圈进行移位；传送带的末端还设有挡板，用于阻挡待测轴承内圈，防止其落入地面。
4.如权利要求1所述的一种轴承内圈孔径检测装置，其特征在于:上述升降部件包括安装在移送机构工位台上的导杆、活动安装在导杆上的升降台以及安装在升降台上方的升降电机，检测部件固定安装在升降台的下方，升降电机通过电机固定台安装在导杆的顶端，升降台通过丝杠与电机相连，升降台在升降电机和丝杠的作用下，可以沿导杆上下滑动； 所述测架包括固定框架和垂直安装在固定框架中间的弹性块，作动气缸和位移传感器分别穿过固定框架和弹性块上的通孔水平安装在测架上； 所述弹性块由两个弹簧片和位于弹簧片中间的挡块组成，两个弹簧片一端与固定框架相连接，另一端与挡块连接，作动气缸的活塞杆与挡块相接触，用来推动弹性块，从而控制测量爪的张开和闭合；位移传感器的探头也与挡块相接触，实时检测弹性块的形变位移，位移传感器与挡块接触处设有一硬度高且光滑的接触片，2个弹簧片的2端均设有弹性点，弹簧片和挡块均平行安装；上述挡块和固定框架之间还设有一弹簧，该弹簧的弹性系数小于或大于上述弹簧片的弹性系数； 所述Y向和X向测量爪由2个半圆柱形的测量块组成，其中一个测量块固定安装在侧架的固定框架上，其圆弧形的外侧面上设有2个凸点，另一个测量块固定安装在测架的弹性块上，其圆弧形的外侧面上设有I个凸点，上述3个凸点在圆柱形的测量爪上呈等腰三角形； 上述X向检测部件和Y向检测部件还各包括一气缸固定架，所述气缸固定架安装在升降台上，用于固定作动气缸。
5.如权利要求1所述的一种轴承内圈孔径检测装置，其特征在于:所述位移传感器为LVDT位移传感器。
6.如权利要求1所述的一种轴承内圈孔径检测检测装置，其特征在于:上述操作台包括触摸屏、按钮、警示灯和数据处理模块，操作台直接与轴承内圈孔径检测装置控制单元进行通讯，通过触摸屏和按钮实现人机交互，通过警示灯实现故障报警；数据处理模块的输入端与位移传感器相连，输出端与控制单元相连。
7.如权利要求1所述的一种轴承内圈孔径检测检测装置，其特征在于:所述排料机构包括若干个安装在工位台上的推料块，每个推料块分别连接有一个气缸的活塞杆，推料块下方都设有对应的料槽，推料块气缸通过电磁阀与控制单元相连；所述料槽为V型，包括合格品槽、孔径偏特大槽、孔径偏大槽、孔径微偏大槽、孔径偏小槽，并排排列在底座上。
8.如权利要求1所述的一种轴承内圈孔径检测检测装置，其特征在于:所述控制单元为PLC模块，PLC模块是核心控制单元，其接口主要包括专用接口、输入接口和输出接口，专用接口指串口接口，与操作台触摸屏直接相连进行通讯；输入接口与按钮、进料检测开关和缺料检测开关相连，作为信号输入用；输出接口与电磁阀相连，通过驱动电磁阀的动作，从而控制气缸活塞杆的伸出与缩回。
9.如权利要求1所述的一种轴承内圈孔径检测检测装置，其特征在于:上述轴承内圈孔径检测装置底座上设有两套对称的上料机构、移送机构、检测机构和排料机构，其中，所述两套移送机构共用工位推送气缸和连接部件。
10.一种轴承内圈孔径检测装置的检测方法，包括如下步骤: 1)首先将待测轴承内圈放置在料杆上，轴承内圈在重力的作用下自动落入料架下端的底板上，然后分料推板在气缸的作用下，将轴承内圈推入传送带，接着分料推板缩回到初始位置，当下一批轴承内圈落入底板后，控制单元发出指令，气缸再次作用于分料推板，将待测轴承内圈移入传送带； 2)待测轴承内圈随着传送带移动，先经过进料检测开关，接着经过缺料检测开关，最后在挡板的作用下，停止在传送带末端；然后在工位推送气缸的作用下，移位片移向传送带末端，其第一个移位槽的槽口对准待测轴承内圈，然后工位卡紧气缸的活塞杆伸出，使移位片移向轴承内圈，当轴承内圈完全进入移位槽后，工位推送气缸的活塞杆缩回，使移位片向传送带反方向移动，将轴承内圈移入工位台上的待检工位，接着工位卡紧气缸的活塞杆缩回，使移位片后退，此时，待测轴承内圈移出移位槽，移位片恢复到初始位置；根据控制单元设定的检测速度，移位片重复上述动作，移动第二个待测轴承内圈；待测轴承内圈在传送带上输送过程中，当进料检测开关对应的位置上没有检测到轴承内圈时，进料检测开关将信号发送给控制单元，控制单元启动上料机构气缸，将待测轴承内圈移入传送带；当缺料检测开关对应的位置上没有检测到轴承内圈时，缺料检测开关将信号发送给控制单元，控制单元发出指令，使该侧检测机构停止检测，此时，该缺料检测开关对应的上料气缸仍正常工作，将待测轴承内圈送入传送带，待缺料检测开关检测到轴承内圈时，检测机构恢复正常，再次启动；而同时，另一侧的检测机构不受该侧缺料影响，可独立正常检测； 3)当被测轴承内圈移入到检测机构的待检工位时，升降台下降，检测部件随之下降，此时，作动气缸作用在弹性块的挡块上，使弹簧片发生形变，两个测量块之间的间距缩小，Y向测量爪伸入被测轴承内圈的孔径后，作动气缸的活塞杆缩回，先测量轴承内圈第一个截面的Y向内径，然后，升降台再次下降，Y向测量爪再测量轴承内圈第二个截面的Y向内径，LVDT位移传感器将上述两个截面的测量数据发送给操作台的数据处理模块，通过测量待测轴承内圈两个不同截面上的Y向内径，数据处理模块可以计算出待测轴承内圈的内孔锥度；当被测轴承内圈完成Y向内径检测后，移送机构的移位片将轴承内圈移入X向测量爪，X向测量爪再次测 量被测轴承内圈两个截面的内径，然后将测量数据发送给操作台的数据处理模块，数据处理模块根据上述Y向和X向的数据，计算出被测轴承内圈的内径大小、圆度以及锥度，然后将计算结果发送给控制单元，控制单元根据被测轴承内圈的测量结果分为:合格轴承内圈、孔径偏特大轴承内圈、孔径偏大轴承内圈、孔径微偏大轴承内圈、孔径偏小轴承内圈，孔径偏小轴承内圈可再次加工利用； 4)移位片根据控制单元的指令，将检测后的轴承内圈移送到相应的推料块前，然后推料块在气缸的作用下 ，将轴承内圈移入对应的料槽。
全文摘要
本发明公开一种轴承内圈孔径检测装置及其检测方法，属于轴承内圈检测技术领域。包括底座，以及安装在底座上的上料机构、移送机构、检测机构和排料机构等，其中，上料机构安装在移送机构传送带的侧边，检测机构安装在移送机构移位片的侧边，排料机构位于移位片的下方，上料机构上的待测轴承内圈通过传送带和移位片输送到检测机构，经检测后再通过移位片移入排料机构；上述移位片通过与之相连的工位卡紧气缸和工位推送气缸的活塞杆伸缩进行移位；所述装置进一步包括控制单元，控制单元通过信号线分别与上料机构、移送机构、检测机构和排料机构相连。
文档编号G01B7/13GK103225998SQ20131012109
公开日2013年7月31日 申请日期2013年4月9日 优先权日2013年4月9日
发明者金良 申请人:绍兴中轴自动化设备有限公司