[发明专利]一种基于比较测量法的滚动轴承外圈多参数自动测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及测量和测试领域，特别涉及一种基于比较测量法的滚动轴承外圈的多参数自动测量系统。

背景技术

滚动轴承作为传递运动和承受载荷的基础部件，其各个组成零件的加工和检测精度直接影响滚动轴承的性能、寿命和可靠性。轴承外圈作为滚动轴承重要的组成零件，在经过车加工或磨加工之后，需要对外径、内径和沟槽直径等参数进行高精度的检测。目前，我国大多数的轴承生产厂家由于自动化检测水平不高，特别是在轴承外圈的检测方面，基本上采用半自动化与手工相结合的检测方式，轴承外圈的多参数检测是在不同的测试平台上采用专门的机械式、电子式、气动式或光学式测量设备来进行检测的，这种检测方式需要大量的人力参与，普遍存在劳动强度大和易引入人为误差等缺点，难以满足大批量零件的高精度检测，在这样的技术背景下，本发明的提出就具有一定的理论和工程应用价值。

发明内容

本发明的目的是为轴承外圈的在线检测和全数检测提供一种多参数的高精度测量系统。解决了采用人工检测存在的劳动强度大和易引入人为误差等问题，并通过采用视觉比较测量和数字千分表比较测量，解决了以往轴承外圈的多参数检测需要分别采用专门的测量仪器来进行测量的瓶颈问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种基于比较测量法的滚动轴承外圈多参数自动测量系统包括上料机构、链式输送机构、轴向参数测量装置、径向参数测量装置、分选机构、PLC控制模块、上位机控制模块和人机交互模块，其特征在于在底板的中部安装有将轴承外圈输送至轴向和径向测量工位的的链式输送机构，用于将轴承外圈逐个推送至链式输送机构入口处的上料机构位于链式输送机构入口处的一侧，用于将轴承外圈按照合格品、返修品和报废品进行分选归类的分选机构位于链式输送机构出口处的两侧，以标准的高精度轴承外圈作为基准件，以相机作为比较测量仪器，通过比较测量法测量轴承外圈外径及变动量，内径及变动量的轴向参数测量装置和以标准的高精度轴承外圈作为基准件，以数字千分表作为比较测量仪器，通过比较测量法测量轴承外圈沟槽直径及变动量的径向参数测量装置均位于链式输送机构的一侧，其中上料机构出口的中线和链式输送机构入口的中线在同一条直线上，链式输送机构出口的中线和分选机构入口的中线在同一条直线上，轴向和径向参数测量装置均通过信号线和上位机控制模块内的数据采集卡连接，用于采集位置传感器输入信号，并对伺服电机、电动旋转台、气缸和气爪的运动进行控制的PLC控制模块通过串口和上位机控制模块连接，所述的用于用户输入指令、标定参数以及预设公差，同时实时显示捕获图像和测量结果，并通过应用软件进行数据存储和统计分析的人机交互模块分别和PLC控制模块以及上位机控制系统连接。

所述的上料机构包括输送带、往复滑动气缸、Y形上料装置、推送气缸、链传动动力滚筒、上料交流电机、变频器、推送V形块、料道和接近开关，其中用于将轴承外圈进行整齐排列的往复滑动气缸安装在Y形上料装置两侧对称分布的斜边上，对轴承外圈进行逐个推送的推送V形块在靠近Y形上料装置的一侧装有能够阻挡轴承外圈沿输送带移动的挡板，并通过螺纹联接安装在推送气缸的活塞上。

所述的链式输送机构包括输送链、挡板、夹紧定位气缸、活动V形块、隔离板、光电传感器、输送伺服电机和支撑板，其中夹紧定位气缸安装在活动V形块一侧的后方，其活塞通过和活动V形块联接可以带动V形块夹紧位于测量工位的轴承外圈，用于支撑轴承外圈的支撑板通过支架安装在底板上，且支撑板相对于底板的高度比输送链上的隔离板相对于底板的高度低。

所述的轴向参数测量装置包括照明光源、镜头、相机、精密电动旋转台和三维工作台，其中相机通过螺纹联接安装精密电动旋转台的台面上，精密电动旋转台安装在三维工作台上。

所述的径向参数测量装置包括Z方向移动单元、测量头、测量头滑轨、测量头旋转台和数字千分表，其中测量头和数字千分表的量杆连接，测量头上端固定有用于测量沟槽直径的金属半球，且测量头的测量方向和活动V形块的运动方向相同，测量头滑轨安装在测量头旋转台台面的圆心处，数字千分表安装在Z方向移动单元上。