一种铁路轴承外圈全尺寸高精度检测机构的制作方法

本实用新型涉及铁路轴承自动检测技术，尤其是涉及一种铁路轴承外圈全尺寸高精度检测机构。

背景技术：

公知的，在2007年10月，国务院常务会议原则通过了《综合交通网中长期发展规划》，把到2020年我国铁路里程由原定的10万公里增加到12万公里以上。铁路轴承行业受益于国家铁路机车车辆购置投资的加大，铁路轴承成为国外轴承市场的一个亮点，随中国铁路一起得到跨越式发展。

铁路轴承外圈的尺寸公差及形位公差关系到与铁路轴承配件的配合精度及铁路轴承运动的转速、温度、振动及寿命息息相关，随着铁路机车提速及负载提高，对铁路轴承每个参数尺寸都需要精准测量；目前大多数铁路轴承生产企业是采用手工测量，其测量方式仍为人工流转，使用测量仪器对单个工序的参数进行检测，此种测量方式大大增加了工人数量及工人劳动强度，并且存在随机误差大、测量一致性差、测量效率低、测量结果不可追溯的情况。

技术实现要素：

为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种铁路轴承外圈全尺寸高精度检测机构。

为了实现所述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种铁路轴承外圈全尺寸高精度检测机构，包括自动上料机、自动理料机和测量主机，在测量主机的两侧分别设有自动上料机和自动理料机，在测量主机与自动理料机之间设有NG产品剔除装置，在测量主机与自动上料机之间设有搬运推料装置，测量主机包括外框架、和在外框架上从右至左依次设置的清洗装置、1#测量装置、2#测量装置和校准测温装置， 1#测量装置、2#测量装置均包括大底板、测量底座和测量机构，在大底板的上面一侧设有测量底座，在测量底座的上部设有位移伺服电机，在位移伺服电机向下的输出轴上固定有测量丝杠组，在测量丝杠组上设有测量导轨副，测量导轨副通过精密光栅尺的固定板与测量支架固定连接，在测量支架的下部两侧分别设有两组测量机构，在大底板的上面另一侧设有旋转机构，所述旋转机构与两组测量机构上下对应设置，在测量底座的一侧下部设有凹槽，在凹槽内设有通过CCD相机固定块固定的CCD相机，在凹槽外部的测量底座上设有通过支撑杆固定的光源发生器，在旋转机构的上面设有铁路轴承外圈，光源发生器设置在铁路轴承外圈的后部。

所述的铁路轴承外圈全尺寸高精度检测机构，在大底板与测量底座之间间隔设有多个减震器。

所述的铁路轴承外圈全尺寸高精度检测机构，所述旋转机构包括测量基准盘、精密气浮轴系和旋转座，在旋转座的上部固定有测量基准盘，在旋转座内设有精密气浮轴系，精密气浮轴系的下端通过精密减速机与旋转伺服电机连接，在测量基准盘的上面一侧设有竖向的滑槽，在竖向滑槽内间隔设有两个固定定位块，在两个固定定位块之间放置有铁路轴承外圈，在测量基准盘的上面另一侧设有横向的滑道，在滑道内设有移动定位块，在测量基准盘的下面一侧设有限位移动导向块，限位移动导向块与滑道内的移动定位块固定连接，在限位移动导向块的后部设有限位气缸，在测量基准盘的下面另一侧设有旋转位置信号柱和旋转位置感应开关。

所述的铁路轴承外圈全尺寸高精度检测机构，在测量底座一侧面的下部设有定位气缸，定位气缸的输出轴上固定有定位块，定位块与测量基准盘上的铁路轴承外圈外圆面相对应设置。

所述的铁路轴承外圈全尺寸高精度检测机构，在测量底座的外边面上上下间隔设有通过光栅尺固定板固定的精密光栅尺、位置判定信号柱和位置判定感应开关。

所述的铁路轴承外圈全尺寸高精度检测机构，在1#测量装置测量支架底部的定位槽上并排安装有三组位置导轨副，在后部一组位置导轨副的两侧均安装有相同设置的测量机构，测量机构均包括测量连接块和测量臂，测量连接块分别安装在位置导轨副的两侧，在两个测量连接块之间的位置导轨副上还间隔设有两个锁紧块，在测量支架的两侧下面分别设有调整座，在调整座上均设有调整螺杆，调整螺杆的螺纹连接在测量连接块中内螺纹里，在两个测量连接块的下部分别设有测量臂，在1#测量装置两个测量臂的下部分别安装有上滚道壁厚差传感器一、下滚道壁厚差传感器一和上滚道壁厚差传感器二、下滚道壁厚差传感器二，在另外两组位置导轨副上均间隔设有两个滚道测量连接块，在滚道测量连接块上均安装有滚道平行片簧测量组，在测量支架的两侧、且与调整座前后并排设有测量气缸座，在测量气缸座上安装有滚道测量气缸，滚道测量气缸的顶升端均分别顶在滚道测量连接块的外侧面上，在滚道测量气缸上均固定前后并排设置的两个测砧，在两侧的滚道平行片簧测量组上分别设有滚道传感器和角度传感器，在滚道平行片簧测量组的下部分别设有滚道测杆、角度测杆，滚道传感器、角度传感器分别与两侧的测砧相对应设置。

所述的铁路轴承外圈全尺寸高精度检测机构，所述1#测量装置还包括设置在测量支架外侧面的宽度测量调整块，在宽度测量调整块上设有宽度测量导轨副，在宽度测量导轨副的下部设有通过传感器支架安装的宽度传感器。

所述的铁路轴承外圈全尺寸高精度检测机构，在2#测量装置测量支架的下部底部的定位槽上并排安装有两组位置导轨副，在其中一组位置导轨副的两侧均安装有相同设置的测量机构，测量机构均包括测量连接块和测量臂，测量连接块分别安装在位置导轨副的两侧，在两个测量连接块之间的位置导轨副上还间隔设有两个锁紧块，在测量支架的两侧下面分别设有调整座，在调整座上均设有调整螺杆，调整螺杆的螺纹连接在测量连接块中内螺纹里，在两个测量连接块的下部分别设有测量臂，在2#测量装置两个测量臂的下部分别安装有外径上截面传感器一、外径下截面传感器一和外径上截面传感器二、外径下截面传感器二；在另一组位置导轨副上均间隔设有两个滚道测量连接块，在滚道测量连接块上均安装有牙口平行片簧测量组，在测量支架的两侧、且与调整座前后并排设有测量气缸座，在测量气缸座上安装有滚道测量气缸，滚道测量气缸的顶升端均分别顶在滚道测量连接块的外侧面上，在滚道测量气缸上均固定前后并排设置的两个测砧，在两侧的牙口平行片簧测量组上分别设有牙口传感器一、牙口传感器二，在滚道平行片簧测量组的下部均设有牙口测杆，牙口传感器一、牙口传感器二分别与两侧的测砧相对应设置。

所述的铁路轴承外圈全尺寸高精度检测机构，校准测温装置包括测温传感器组和校准机构，在校准机构的上部设有支撑框架，在支撑框架上设有测温传感器组，校准机构包括校准底板、校准垫板和校准基准板，校准底板通过下部四角的连接轴固定在大底板上，在校准底板的上面两侧分别设有校准垫板和校准基准板，在校准垫板的上面设有校准定位块，在校准底板的下部设有校准提升气缸，在校准提升气缸的顶升轴上设有定位块连板，定位块连板的上端穿过校准底板与校准定位块连接，在校准提升气缸的下部设有校准移动连板，在校准移动连板的下部一侧固定在校准气缸的缸体上，校准气缸通过校准固定板安装在大底板上，在校准底板、校准垫板上下对应的中部均设有横向通槽，校准定位块设置在通槽内；支撑框架均包括移动板、升降气缸和测温限位块，在校准垫板的上部两边分别设有两根支撑杆，在两根支撑杆的顶部设有上固定板，在固定板的中部设有升降气缸，移动板套在两根支撑杆的中部，在两根支撑杆的下部分别设有测温限位块，升降气缸下部的顶升轴与移动板的中部固定连接；在其中一组支撑框架移动板的一侧设有延长板，在延长板的端部设有测温传感器组，测温传感器组与校准基准板上部的铁路轴承外圈上下对应设置，测温传感器组包括直线轴承、限位块、调整座B和温度传感器，温度传感器的上端套设在调整座B的内孔中，在调整座B的上部设有直线轴承，在直线轴承的外圈中设有限位块，温度传感器的下端穿过延长板设置在延长板的下部，在温度传感器的底部设有探头，在温度传感器的下部外面设有弹簧。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具角度传感器有如下有益效果：

本实用新型所述的铁路轴承外圈全尺寸高精度检测机构，通过搬运推料装置将外圈送至清洗装置，将铁路轴承外圈送至清洗装置，清洗后由搬运推料装置送至1#测量装置测量出测量出滚道值、滚道角度值、滚道椭圆度、滚道垂直差、滚道壁厚差、宽度值、宽度平行差的数值，再由搬运推料装置将铁路轴承外圈送至2#测量装置测量出外径上截面值、外径上截面椭圆度、外径下截面值、外径下截面椭圆度、外径锥度、外径垂直差、牙口内径上截面值、牙口内径上截面椭圆度、牙口内径下截面值、牙口内径下截面椭圆度、牙口内径锥度，并通过CCD相机调整镜头对焦来保证读码清晰可靠，光源发生器对外圈端面的字符码照射白色光源，CCD相机读取外圈中间环字符并关联测量数据，由CCD相机对外圈外径中间环的数字码拍摄对比读取，再由搬运推料装置将铁路轴承外圈送至校准测温装置，进行测温和校准，最后由搬运推料装置构将铁路轴承外圈送至NG产品剔除工位，将检测不合格的铁路轴承外圈剔除，本实用新型实现了铁路轴承外圈所有参数的测量，且均通过上位机系统运算并存储，客户可通过读取二维码查询出铁路轴承外圈的测量参数结果。

【附图说明】

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型测量装置的结构示意图；

图3是本实用新型测量装置的正视图；

图4是本实用新型1#测量装置的结构示意图；

图5是图4的右视图；

图6是图4的左视图；

图7是本实用新型2#测量装置的结构示意图；

图8是图7的右视图；

图9是图7的左视图；

图10是本实用新型校准测温装置结构示意图；

图11是图10的侧视图；

图12本实用新型测温传感器组的结构示意图；

图13是本实用新型旋转机构的结构示意图；

图中：1、自动上料机；2、搬运推料装置；3、控制系统；4、清洗装置；5、1#测量装置；6、2#测量装置；7、校准测温装置；8、NG剔除装置；9、自动理料机；10、大底板；11、测量底座；12、测量丝杠组；13、位移伺服电机；14、测量支架；15、测量导轨副；16、精密光栅尺；17、位置判定感应开关；18、测量机构；19、定位气缸；20、限位气缸；21、测量基准盘；22、精密气浮轴系；23、精密减速机；24、旋转伺服电机；25、减震器；26、位置导轨副；27、测量连接块；28、调整座A；29、调整螺杆；30、锁紧块；31、测量臂；32、上滚道壁厚差传感器一；33、下滚道壁厚差传感器一；34、上滚道壁厚差传感器二；35、下滚道壁厚差传感器二；36、宽度测量调整块；37、宽度测量导轨副；38、传感器支架；39、宽度传感器；40、滚道传感器；41、角度传感器；42滚道测杆；43、角度测杆；44、外径上截面传感器一；45、外径下截面传感器一；46、外径上截面传感器二；47、外径下截面传感器二；48、CCD相机固定块；49、CCD相机；50、光源发生器；51、滚道测量气缸；52、测砧；53、滚道测量连接块；54、牙口传感器一；55、牙口传感器二；56、滚道平行片簧测量组；57、牙口平行片簧测量组；58、牙口测杆；59、校准底板；60、校准垫板；61、校准基准板；62、校准定位块；63、定位块连板；64、校准提升气缸；65、校准移动连板；66、校准固定板；67、校准气缸；68、测温移动板；69、测温升降气缸；70、测温限位块；71、测温传感器组；72、限位块；73、直线轴承；74、调整座B；75、挡边角度传感器；76、弹簧；77、探头；78、固定定位块；79、旋转位置信号柱；80、旋转座；81、限位移动导向块；82、移动定位块。

【具体实施方式】

通过下面的实施例可以详细的解释本实用新型，公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切技术改进。

结合附图1所述的铁路轴承外圈全尺寸高精度检测机构，包括自动上料机1、自动理料机9和测量主机，在测量主机的两侧分别设有自动上料机1和自动理料机9，在测量主机与自动理料机9之间设有NG产品剔除装置8，在测量主机与自动上料机1之间设有搬运推料装置2，测量主机包括外框架、和在外框架上从右至左依次设置的清洗装置4、1#测量装置5、2#测量装置6和校准测温装置7， 1#测量装置5、2#测量装置6均包括大底板10、测量底座11和测量机构18，在大底板10的上面一侧设有测量底座11，在测量底座11的上部设有位移伺服电机13，在位移伺服电机13向下的输出轴上固定有测量丝杠组12，在测量丝杠组12上设有测量导轨副15，测量导轨副15通过精密光栅尺16的固定板与测量支架14固定连接，在测量支架14的下部两侧分别设有两组测量机构18，在大底板10的上面另一侧设有旋转机构，所述旋转机构与两组测量机构18上下对应设置，在测量底座11的一侧下部设有凹槽，在凹槽内设有通过CCD相机固定块48固定的CCD相机49，在凹槽外部的测量底座11上设有通过支撑杆固定的光源发生器50，在旋转机构的上面设有铁路轴承外圈，光源发生器50设置在铁路轴承外圈的后部。

所述的铁路轴承外圈全尺寸高精度检测机构，在大底板10与测量底座11之间间隔设有多个减震器25。

所述的铁路轴承外圈全尺寸高精度检测机构，所述旋转机构包括测量基准盘21、精密气浮轴系22和旋转座，在旋转座的上部固定有测量基准盘21，在旋转座内设有精密气浮轴系22，精密气浮轴系22的下端通过精密减速机23与旋转伺服电机24连接，在测量基准盘21的上面一侧设有竖向的滑槽，在竖向滑槽内间隔设有两个固定定位块82，在两个固定定位块78之间放置有铁路轴承外圈，在测量基准盘21的上面另一侧设有横向的滑道，在滑道内设有移动定位块82，在测量基准盘21的下面一侧设有限位移动导向块81，限位移动导向块81与滑道内的移动定位块82固定连接，在限位移动导向块81的后部设有限位气缸20，在测量基准盘21的下面另一侧设有旋转位置信号柱79和旋转位置感应开关。

所述的铁路轴承外圈全尺寸高精度检测机构，在测量底座11一侧面的下部设有定位气缸19，定位气缸19的输出轴上固定有定位块，定位块与测量基准盘21上的铁路轴承外圈外圆面相对应设置。

所述的铁路轴承外圈全尺寸高精度检测机构，在测量底座11的外边面上上下间隔设有通过光栅尺固定板固定的精密光栅尺16、位置判定信号柱和位置判定感应开关17。

所述的铁路轴承外圈全尺寸高精度检测机构，在1#测量装置5测量支架14底部的定位槽上并排安装有三组位置导轨副26，在后部一组位置导轨副26的两侧均安装有相同设置的测量机构18，测量机构18均包括测量连接块27和测量臂31，测量连接块27分别安装在位置导轨副26的两侧，在两个测量连接块27之间的位置导轨副26上还间隔设有两个锁紧块30，在测量支架14的两侧下面分别设有调整座28，在调整座28上均设有调整螺杆29，调整螺杆29的螺纹连接在测量连接块27中内螺纹里，在两个测量连接块27的下部分别设有测量臂31，在1#测量装置5两个测量臂31的下部分别安装有上滚道壁厚差传感器一32、下滚道壁厚差传感器一33和上滚道壁厚差传感器二34、下滚道壁厚差传感器二35，在另外两组位置导轨副26上均间隔设有两个滚道测量连接块53，在滚道测量连接块53上均安装有滚道平行片簧测量组56，在测量支架14的两侧、且与调整座28前后并排设有测量气缸座，在测量气缸座上安装有滚道测量气缸51，滚道测量气缸51的顶升端均分别顶在滚道测量连接块53的外侧面上，在滚道测量气缸51上均固定前后并排设置的两个测砧52，在两侧的滚道平行片簧测量组56上分别设有滚道传感器40、角度传感器41，在滚道平行片簧测量组56的下部分别设有滚道测杆42、角度测杆43，滚道传感器40、角度传感器41分别与两侧的测砧52相对应设置。

所述的铁路轴承外圈全尺寸高精度检测机构，所述1#测量装置5还包括设置在测量支架14外侧面的宽度测量调整块36，在宽度测量调整块36上设有宽度测量导轨副37，在宽度测量导轨副37的下部设有通过传感器支架38安装的宽度传感器39。

所述的铁路轴承外圈全尺寸高精度检测机构，在2#测量装置6测量支架14的下部底部的定位槽上并排安装有两组位置导轨副26，在其中一组位置导轨副26的两侧均安装有相同设置的测量机构18，测量机构18均包括测量连接块27和测量臂31，测量连接块27分别安装在位置导轨副26的两侧，在两个测量连接块27之间的位置导轨副26上还间隔设有两个锁紧块30，在测量支架14的两侧下面分别设有调整座28，在调整座28上均设有调整螺杆29，调整螺杆29的螺纹连接在测量连接块27中内螺纹里，在两个测量连接块27的下部分别设有测量臂31，在2#测量装置6两个测量臂31的下部分别安装有外径上截面传感器一44、外径下截面传感器一45和外径上截面传感器二46、外径下截面传感器二47；在另一组位置导轨副26上均间隔设有两个滚道测量连接块53，在滚道测量连接块53上均安装有牙口平行片簧测量组57，在测量支架14的两侧、且与调整座28前后并排设有测量气缸座，在测量气缸座上安装有滚道测量气缸51，滚道测量气缸51的顶升端均分别顶在滚道测量连接块53的外侧面上，在滚道测量气缸51上均固定前后并排设置的两个测砧52，在，两侧的牙口平行片簧测量组57上分别设有牙口传感器一54、牙口传感器二55，在滚道平行片簧测量组56的下部均设有牙口测杆58牙口传感器一54、牙口传感器二55分别与两侧的测砧52相对应设置。

所述的铁路轴承外圈全尺寸高精度检测机构，校准测温装置7包括测温传感器组71和校准机构，在校准机构的上部设有支撑框架，在支撑框架上设有测温传感器组71，校准机构包括校准底板59、校准垫板60和校准基准板61，校准底板59通过下部四角的连接轴固定在大底板10上，在校准底板59的上面两侧分别设有校准垫板60和校准基准板61，在校准垫板60的上面设有校准定位块62，在校准底板59的下部设有校准提升气缸64，在校准提升气缸64的顶升轴上设有定位块连板63，定位块连板63的上端穿过校准底板59与校准定位块62连接，在校准提升气缸64的下部设有校准移动连板65，在校准移动连板65的下部一侧固定在校准气缸67的缸体上，校准气缸67通过校准固定板66安装在大底板10上，在校准底板59、校准垫板60上下对应的中部均设有横向通槽，校准定位块62设置在通槽内；支撑框架均包括移动板68、升降气缸69和测温限位块70，在校准垫板60的上部两边分别设有两根支撑杆，在两根支撑杆的顶部设有上固定板，在固定板的中部设有升降气缸69，移动板68套在两根支撑杆的中部，在两根支撑杆的下部分别设有测温限位块70，升降气缸69下部的顶升轴与移动板68的中部固定连接；在其中一组支撑框架移动板68的一侧设有延长板，在延长板的端部设有测温传感器组71，测温传感器组71与校准基准板61上部的铁路轴承外圈上下对应设置，测温传感器组71包括直线轴承73、限位块72、调整座B74和温度传感器75，温度传感器75的上端套设在调整座B74的内孔中，在调整座B74的上部设有直线轴承73，在直线轴承73的外圈中设有限位块72，温度传感器75的下端穿过延长板设置在延长板的下部，在温度传感器75的底部设有探头77，在温度传感器75的下部外面设有弹簧76。

实施本实用新型所述的铁路轴承外圈全尺寸高精度检测机构，铁路轴承内圈由自动上料机1自动上料到设备主机进料口，由搬运推料装置2将铁路轴承内圈送至清洗装置4，清洗装置4的清洗气缸驱动清洗罩罩住铁路轴承内圈，油泵电机通过油箱、恒温冷却机，将清洗介质由四周四组喷淋器和中间一组喷淋器对铁路轴承内圈进行喷淋清洗，来保证工件温度恒温；清洗过的内圈再次由搬运推料装置2送至1#测量装置5，在测量基准盘21的上面竖向滑槽内两个固定定位块82之间放置铁路轴承外圈，限位气缸20推动限位移动导向块81带动移动定位块78固定铁路轴承外圈，由位移伺服电机13驱动测量丝杠组12配合测量导轨副15使测量机构18上下准确定位测量，同时启动伺服电机24带动精密减速机23驱动高精密气浮轴22旋转，通过1#测量装置5测量机构18下部安装的上滚道壁厚差传感器一32、下滚道壁厚差传感器一33和上滚道壁厚差传感器二34、下滚道壁厚差传感器二35，通过设置滚道传感器40、和角度传感器41，在滚道平行片簧测量组56的下部分别设有滚道测杆42、角度测杆43，测量出铁路轴承外圈的滚道值、滚道角度值、滚道椭圆度、滚道垂直差、滚道壁厚差、宽度值、宽度平行差的数值；1#测量装置5完成后由搬运推料装置2将铁路轴承内圈送至2#测量装置6，由2#测量装置6测量机构18下部安装的外径上截面传感器一44、外径下截面传感器一45和外径上截面传感器二46、外径下截面传感器二47、两侧的牙口平行片簧测量组57上的牙口传感器一54、牙口传感器二55、在滚道平行片簧测量组56的下部均设置的牙口测杆58，测量出铁路轴承外圈外径上截面值、外径上截面椭圆度、外径下截面值、外径下截面椭圆度、外径锥度、外径垂直差、牙口内径上截面值、牙口内径上截面椭圆度、牙口内径下截面值、牙口内径下截面椭圆度、牙口内径锥度，并通过CCD相机49调整镜头对焦来保证读码清晰可靠，光源发生器50对外圈端面的字符码照射白色光源，CCD相机49读取外圈中间环字符并关联测量数据，由CCD相机49对外圈外径中间环的数字码拍摄对比读取，再由搬运推料装置2将铁路轴承外圈送至校准测温装置7，测温传感器组71安装在测温移动板68上并可以左右调整位置使测温头与外圈端面全面接触，由测温升降气缸69驱动测温移动板68位移，通过测温限位块70对高度位置调整，使测温传感器组71的弹簧76轻微顶回并保证一定接触力，此时延时一段时间读取测量温度值；校准功能是设备主机按照测量铁路轴承外圈数量或时间对标准件标定，校准铁路轴承外圈时通过校准气缸67驱动校准定位块62位移至校准位，然后校准定位块62退回，测温校准结束后，由搬运推料装置2将铁路轴承内圈送至NG剔除装置8，如果该铁路轴承外圈有一项测量结果超出偏差范围，将判断为NG品，由NG剔除气缸推至NG料仓内，若该外圈合格由搬运装置2送至自动理料机9，由自动理料机9对合格铁路轴承外圈进行理料，所有测量参数有控制系统3运算并存储，也可直接将测量运算结果送至总控。

本实用新型未详述部分为现有技术。

为了公开本实用新型的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本实用新型旨在包括一切属于本构思和实用新型范围内的实施例的所有变化和改进。