一种轴承外表面平整度检测设备及检测方法

1.本发明涉及轴承检测领域，特别是涉及一种轴承外表面检测设备及检测方法。


背景技术：

2.轴承是当代机械设备中的一种重要零部件，它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。其中在轴承使用的过程中，需要考虑轴承的寿命和额定动载荷，则两者都会受到轴承的制造精度的影响。
3.由于目前的轴承加工技术水平较低，车加工数控率低，磨加工自动化水平低，另外淬火、冷却、润滑等生产环节的工序能力指数低，一致性差，导致生产的轴承尺寸、精度等离散度大。对于轴承的生产环节的改进需要生产方法和生产设备相配合，难度较大，因此在不改变轴承生产环节的前提下，对生产的轴承进行质量检测是必要的，保证使用的轴承能够高于最低标准。
4.轴承的质量检测包括内圈、外圈光滑度检测、额定负荷检测等。其中对于轴承的外圈光滑度检测方式大多采用人工抽样检测，效率低、精度低，并且难以保证全部轴承的质量，因此需要一种自动检测轴承外表面平整度的检测设备和检测方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种轴承外表面平整度检测设备及检测方法。
6.为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
7.一种轴承外表面平整度检测设备，包括控制装置、检测装置以及转动装置；其中控制装置分别与检测装置以及转动装置连接；检测装置与转动装置相邻设置，检测装置用于检测设置于转动装置上的轴承的外表面平整度；检测装置包括滑动部分、长度检测部分以及固定板，滑动部分以及长度检测部分均设置于固定板上；滑动部分与固定板滑动连接，长度检测部分能够检测滑动部分的滑动长度。
8.进一步的，所述检测装置的滑动部分包括滑台、滑轨以及检测探头，其中滑台滑动设置于滑轨上，检测探头固定设置于滑台上。
9.进一步的，所述检测探头呈杆状，其中在检测探头的顶端设置为弧面。
10.进一步的，所述检测探头的顶部设置有滚珠。
11.进一步的，所述检测装置的长度检测部分采用磁栅尺、光栅尺或球栅尺。
12.进一步的，所述检测装置采用磁栅尺；磁栅尺包括磁头以及磁条，其中磁条设置于滑动部分的滑台上，并且磁条的长度方向与滑轨的长度方向一致，磁头设置于固定台上；磁头靠近磁条设置。
13.进一步的，所述转动装置包括电机以及夹头，夹头设置与电机的输出端，夹头随着电机的转动而转动。
14.进一步的，所述夹头为三爪夹头。
15.进一步的，所述控制装置包括主控板；其中主控板上设置有显示屏、主控芯片、控制按键、板载供电电路以及若干光耦；主控芯片分别与控制按键、板载供电电路以及显示屏连接，主控芯片还分别通过光耦与长度检测部分、转动装置以及外部设备连接；外部设备包括电脑、plc控制板、报警装置。
16.一种轴承外表面平整度检测方法，其特征在于，所述检测方法基于上述的检测装置，检测方法包括如下步骤：
17.步骤1：将待检测轴承固定设置于转动装置的夹头上；
18.步骤2：通过控制装置调整电机的位置，使轴承与检测装置的检测头向接触；
19.步骤3：控制电机继续上移设定距离；
20.步骤4：控制电机转动，带动轴承跟随转动，磁头初次读取磁条读数，并将该读数作为基准值；
21.步骤5：磁头间隔设定位移或者设定时间，读取磁条读数并传输至控制装置进行记录；其中设定位移表示磁头读取的磁条的读数变化值；
22.步骤6：根据磁条读数获取当前数据的最大差值，并判断最大差值是否超过设定值；若超过设定值，则认为轴承不合格，结束步骤；否则进入下一步骤；
23.步骤7：计算磁条读数的标准差；
24.步骤8：将计算获得的标准差与设定值进行比较；若超过设定值，则认为轴承表面不平整，结束步骤；否则认为轴承表面平整，结束步骤。
25.本发明的有益效果为：
26.通过设置检测装置包括滑动部分和长度检测部分以及固定板，其中滑动部分与固定板滑动连接，另一方面，检测装置还与转动装置相邻设置，使得检测装置能够与转动装置上的轴承贴紧，使轴承的外表面的凹凸变化能够转换为检测装置中的滑动部分与固定板的相对移动，进而实现对轴承表面平整度的准确检测；
27.通过将检测探头的顶部设置为弧面或者滚珠结构，保证检测探头始终能够与轴承的外表面点接触，保证对外表面平整度的数值检测准确；
28.通过平整度检测方法，实现对轴承平整度的自动检测，方便快捷，有效避免了繁琐的人工检测，并且保证了效率和精确度。
附图说明
29.图1为本发明实施例一的立体结构图一；
30.图2为本发明实施例一的主视图；
31.图3为本发明实施例一的立体结构图二；
32.图4为本发明实施例一的控制装置连接示意图。
33.附图标识说明：滑动部分11、滑台22、滑轨33、检测探头44、长度检测部分55、磁头66、磁条77、固定板88、转动装置99、电机1010、夹头1111、轴承1212。
具体实施方式
34.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实
施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
35.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
36.实施例一：
37.如图1-3所示，一种轴承外表面平整度检测设备，包括控制装置、检测装置以及转动装置9；其中控制装置分别与检测装置以及转动装置9连接；检测装置与转动装置9相邻设置，检测装置用于检测设置于转动装置9上的轴承12的外表面平整度；检测装置包括滑动部分1、长度检测部分5以及固定板8，滑动部分1以及长度检测部分5均设置于固定板8上；滑动部分1与固定板8滑动连接，长度检测部分5能够检测滑动部分1的滑动长度。
38.所述检测装置的滑动部分1包括滑台2、滑轨3以及检测探头4，其中滑台2滑动设置于滑轨3上，检测探头4固定设置于滑台2上。在本例中滑台2整体呈l型，滑台2中较长的一边与滑块连接，滑块设置于滑轨3上，较短的一边靠近转动装置9设置，并且在较短的一边上设置有检测探头4。检测探头4呈杆状，其中在检测探头4的顶端设置为弧面，使得待检测面上出现凸起或者凹陷时，弧面结构也能够与待检测面保持点接触，更好地与待检测面契合。在本例中，检测探头4的顶部设置有滚珠，利用滚珠的球形结构，在轴承12的待检测面上滚动，减小检测过程对检测探头4的磨损。
39.检测装置的长度检测部分5可以采用磁栅尺、光栅尺、球栅尺等，本例中采用磁栅尺。磁栅尺包括磁头6以及磁条7两部分，其中磁条7设置于滑动部分1的滑台2上，并且磁条7的长度方向与滑轨3的长度方向一致，在本例中磁条7设置于滑台2的l结构中较长一边上。磁头6设置于固定台上；在本例中，固定台上设置有竖板，竖板远离固定台的一端设置有磁头6，磁头6靠近磁条7设置，保证磁头6能够从磁条7上读取准确的长度信息。
40.需要说明的是，在本例中检测装置上的轨道在竖直方向上，并且设置有检测探头4的一侧朝下，其目的是使得滑轨3上的滑台2能够受重力的作用，存在向下的趋势，保证检测探头4的检测的时候能够紧贴待检测的轴承12外圈。在一些其他实施方式中，也可以在滑台2和固定板8之间设置弹性装置，使的滑台2受到固定板8施加的朝向检测探头4一侧的力，去目的也是保证检测探头4能够紧贴轴承12，并且由于弹性装置的作用，使得检测装置平放时，此时滑轨3处于水平状态
41.所述转动装置9包括电机10以及夹头11，其中夹头11设置与电机10的输出端，在本例中夹头11能够随着电机10的转动而转动。夹头11用于固定待检测的轴承12，夹头11为三爪夹头11，通过三爪夹头11张开，抵住轴承12的内圈或者外圈的内侧面，实现对轴承12的固定。电机10在本例中采用步进电机10，更好的控制转动的角度和速度等。为了更好的保证轴承12和检测装置部分的检测探头4相接触，将转动装置9设置于能够上下左右调节的外部设备上，比如丝杠结构、机械臂结构等。夹头11的中线与电机10的转轴中心线重合，保证夹头11转动时，能够准确检测。
42.如图4所示，所述控制装置包括主控板，其中主控板上设置有显示屏、主控芯片、控
制按键、板载供电电路以及若干光耦，主控芯片分别与控制按键、板载供电电路以及显示屏连接，主控芯片还分别通过光耦与长度检测部分5、转动装置9以及外部设备连接，外部设备包括电脑、plc控制板、报警装置等。在本例中主控芯片通过24v转3.3v高速隔离光耦与磁栅尺连接，其中光耦的3.3v端与主控芯片连接；主控芯片还通过3.3v转5v光耦与电机10连接，其中3.3v端与主控芯片连接；主控芯片还通过两个3.3v转24v光耦与外部设备连接，其中3.3v端与主控芯片连接，这两个光耦分别与外部设备的输入和输出接口连接。控制按键包括启动/停止按键、设定/确认按键、上键、下键、左键以及右键。启动/停止按键用于控制电机10的转动；设定/确认按键用于控制电机10的转速；上键、下键、左键以及右键用于控制电机10的位置以及修改参数设定，参数设定包括电机10的转速等，在本例中通过控制设置电机10的外部设备，实现对电机10位置的控制。
43.在实施的过程中，首先将待检测的轴承12设置于转动装置9的夹头11上，通过控制外部设备，移动电机10，使得检测装置的检测装置与轴承12外表面相接触，随着电机10的转动，使得轴承12外表面的平整度变化通过磁头6和磁条7的相对位置关系进行体现，实现自动化检测轴承12外表面平整度。
44.一种轴承外表面平整度检测方法，包括如下步骤：
45.步骤1：将待检测轴承12固定设置于转动装置9的夹头11上；
46.步骤2：通过控制装置调整电机10的位置，使轴承12与检测装置的检测头向接触；
47.步骤3：控制电机10继续上移设定距离；只在本例中为上移20mm；
48.步骤4：控制电机10转动，带动轴承12跟随转动，磁头6初次读取磁条7读数，并将该读数作为基准值；
49.步骤5：磁头6间隔设定位移或者设定时间，读取磁条7读数并传输至控制装置进行记录；其中设定位移表示磁头6读取的磁条7的读数变化值；
50.步骤6：根据磁条7读数获取当前数据的最大差值，并判断最大差值是否超过设定值；若超过设定值，则认为轴承12不合格，结束步骤；否则进入下一步骤；
51.步骤7：计算磁条7读数的标准差；
52.步骤8：将计算获得的标准差与设定值进行比较；若超过设定值，则认为轴承12表面不平整，结束步骤；否则认为轴承12表面平整，结束步骤。
53.所述步骤3中，在检测探头4和轴承12相接触后，继续控制电机10上移，能够保证检测探头4压于轴承12外表面。
54.所述步骤5中，若磁头6间隔设定时间进行读数，则会记录读取的读数和对应读数的时间或转动角度，在本例中为该读数的时间与基准值读数时的时间间隔。若磁头6间隔设定距离进行读数，则磁条7每位移1um，就会由磁头6进行读数，需要说明的是，在每次读数后，会将最新的读数更新为基准值，并在后续转动过程中，若高度或低于基准值1um，则会进行读数，并更新基准值；在每次读数的时候，同样会记录读数的时间或者转动角度。
55.以上描述仅是本发明的一个具体实例，不构成对本发明的任何限制。显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和原理后，都可能在不背离本发明原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修改和改变，但是这些基于本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。