CN101586952A - 一种孔径检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种孔径检测装置及方法。一种孔径检测装置的实施例，包括：传动部分，包括固定安装于气缸固定块上的气缸，与气缸连接的联接轴以及与联接轴连接的紧定联结块，气缸提供测量轴轴向的伸缩运动；感应部分，包括固定安装于紧定联结块上的传感器固定杆，传感器固定杆的上端安装位置可调整的两个传感器，两个传感器中位于下面的传感器的下方安装弹簧挡片，弹簧挡片和测量部分中的限位块之间设置有弹簧；测量部分，包括限位块、固定安装于限位块上的测量轴导向杆以及和测量轴导向杆连接的测量轴，测量轴的下端沿其轴向向下渐缩且其横截面为圆形；底座，用于固定待测量的轴承工件。本发明实施例使得孔径测量更加稳定可靠且降低生产成本。

Description

一种孔径检测装置及方法

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种孔径检测装置及方法。

背景技术

轴承是通用性很高的标准件，我们的生活中无时无刻不在使用着轴承，比如自行车，汽车，椅子，桌子，旋转和滑动的地方都要用到轴承。

轴承是标准件，对于尺寸有很高的精度要求和安装通用性要求，外径、内径、厚度、游隙、测震等都是必检项目，其中内径的检测尤其重要。

在轴承的制造过程中，不可避免会产生内径偏大或偏小的不良品，为了防止不良品流出，目前一般采用人工塞规检测的方法对轴承内径进行检测。但是人工在进行塞规检测时，其测定力不易控制，误判率高；且塞规检测需要专人操作，生产成本高。

从上面可以看出，现有技术中的人工塞规检测误判率高且生产成本高。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种孔径检测装置及方法，以便使得孔径测量更加稳定可靠且降低生产成本。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一孔径检测装置及方法是这样实现的：

一种孔径检测装置，包括：

传动部分，包括：固定安装于气缸固定块上的气缸，与所述气缸连接的联接轴以及与所述联接轴连接的紧定联结块，所述气缸提供测量部分中测量轴轴向上的伸缩运动；

感应部分，包括：固定安装于所述紧定联结块上的传感器固定杆，所述传感器固定杆的上端安装位置可调整的两个传感器，所述两个传感器中位于下面的传感器的下方安装弹簧挡片，所述弹簧挡片和测量部分中的限位块之间设置有弹簧；

测量部分，包括：限位块、固定安装于所述限位块上的测量轴导向杆以及和所述测量轴导向杆连接的测量轴；所述测量轴的下端沿其轴向向下渐缩且其横截面为圆形；

底座，用于固定待测量的轴承工件。

优选地，所述装置中，所述测量轴包括上端、中端和下端，所述上端与所述中端为圆柱体，所述下端为圆锥台。

优选地，所述装置中，所述测量轴导向杆与所述测量轴的连接包括：

所述测量轴的上端具有外螺纹，所述测量轴导向杆的下端具有和所述测量轴的外螺纹相适配的内螺纹；

所述测量轴导向杆与所述测量轴螺纹连接。

优选地，所述装置中，所述测量轴的下端直径的尺寸公差范围为0-2微米，所述测量轴的下端的圆度不大于1.5微米。

优选地，所述装置中，所述测量轴的下端直径的尺寸公差范围为0-2微米包括：

所述测量轴下端的上表面直径的上限尺寸为A+0.001mm，下限尺寸为A-0.001mm，其中A为轴承孔径的基本尺寸。

优选地，所述装置中，所述测量轴的下端直径的尺寸公差范围为0-2微米包括：

所述测量轴下端的底面直径的上限尺寸为A-0.007mm，下限尺寸为A-0.009mm，其中A为轴承孔径的基本尺寸。

优选地，所述装置中，所述测量轴导向杆的上端面不低于所述弹簧挡片所在平面。

优选地，所述装置中，所述紧定联结块上固定安装第一直线轴承，所述测量轴导向杆通过所述第一直线轴承安装在所述紧定联结块上。

优选地，所述装置中，所述第一直线轴承与第二直线轴承套接，所述第二直线轴承固定安装于主固定板上，所述主固定板与所述气缸固定块之间设置上支撑块，所述主固定板的下端设置下支撑块。

优选地，所述装置中，所述底座包括：

工作台、设置于所述工作台上的导轨和固定块以及设置于导轨上的轴承压块，所述固定块与所述下支撑块固定安装，所述轴承压块用于固定轴承工件。

优选地，所述装置中，所述两个传感器与注脂压盖机的可编程控制器的输入端连接，所述注脂压盖机的可编程控制器的输出端与所述气缸的电磁阀电源线连接。

一种孔径检测方法，应用于上述的孔径检测装置，包括：

根据轴承标准件确定测量上、下限位置，所述测量上限位置对应第一传感器的位置，所述测量下限位置对应第二传感器的位置；

轴承工件进入测量工位，气缸下压，下压力传递至弹簧，所述弹簧将弹簧力作用于测量轴上，所述测量轴受测定力的作用下压插入所述轴承工件孔径执行检测，第一传感器和第二传感器检测测量轴导向杆的上端面的位置；

根据第一传感器和第二传感器上灯亮情况判断所述轴承工件的孔径情况，如果第二传感器上灯亮，第一传感器上灯不亮则轴承工件孔径为良品；如果第一传感器和第二传感器上灯都亮则所述轴承工件孔径小；如果第一传感器和第二传感器上灯都不亮则所述轴承工件孔径大。

优选地，所述方法中，所述轴承标准件的上限尺寸为A，下限尺寸为A-0.007mm，其中A为轴承孔径的基本尺寸。

优选地，所述方法中，所述根据轴承标准件确定测量上、下限位置包括：

对所述下限尺寸为A-0.007mm的轴承标准件进行测定，测量轴下降后测量轴导向杆上端面停留的位置为测量上限位置，调整上传感器位置至上传感器上灯亮时对应的位置；

对所述上限尺寸为A的轴承标准件进行测定，测量轴下降后测量轴导向杆上端面停留的位置为测量下限位置，调整下传感器位置至下传感器上灯亮时对应的位置。

由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例在进行轴承孔径检测时不再采用人工塞规检测，使得轴承工件的测量更加稳定可靠且不需要安排专门的人员进行检测，降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的孔径检测装置的剖视示意图；

图2是本发明实施例提供的测量轴的剖视示意图；

图3是本发明实施例提供的孔径检测方法的流程图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种孔径检测装置及方法。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明实施例提供的孔径检测装置的分解剖视示意图。

气缸9固定安装于气缸固定块10上，气缸固定块10位于上支撑块12的上端，上支撑块12上具有联接轴11，气缸9的推动活塞穿过气缸固定块10通过联接轴11与紧定联结块7连接，气缸9提供测量轴22轴向的伸缩运动。

传感器1和传感器2上下并排安装于传感器固定杆5的上端，传感器1和传感器2在传感器固定杆5上的位置可以进行相应调整；传感器2的下方安装有弹簧挡片3，弹簧挡片3与限位块6之间安装有弹簧4；传感器固定杆5的下端通过螺钉固定安装于紧定联结块7上；直线轴承15通过螺钉锁紧连接于紧定联结块7上。

测量轴导向杆8与限位块6通过螺钉锁紧连接，测量轴导向杆8通过直线轴承15与测量轴22连接。其中，限位块6只与弹簧4和测量轴导向杆8连接，不与其他部件相连接。测量轴22的上端具有外螺纹，测量轴导向杆8的下端具有与测量轴22相适配的内螺纹，测量轴22与测量轴导向杆8之间螺纹连接。测量轴导向杆8的上端面的位置不低于弹簧挡片3所在的平面；在正常测量轴承工件时，如果测量轴导向杆8的上端面落入区域a，则判定轴承工件的孔径小；如果测量轴导向杆8的上端面落入区域b，则判定轴承工件孔径为良品；如果测量轴导向杆8的上端面落入区域c，则判定轴承工件的孔径大。

测量轴22具有预定锥度，测量轴22可以为圆锥台，测量轴22的长度取决于企业生产的轴承规格。测量轴22的尺寸公差范围为0-2μm，其圆度不大于1.5μm。

直线轴承15套接于直线轴承14中，直线轴承14固定安装于主固定板13上，主固定板13上固定安装上支撑块12，主固定板13由下支撑块18支撑。

本发明实施例还具有一底座，底座包括工作台21，工作台21上固定安装有导轨17和固定板20，导轨17上安装有轴承压块19，轴承压块19设置成前端突出的结构，以便于突出部分压住轴承工件16进行检测。

请参考图2，图2为本发明实施例提供的测量轴的一具体实施例的剖视示意图。

测量轴分E、F和G三部分，E、F和G三部分分别对应测量轴的上端、中端和下端。优选地，测量轴的E和F两部分均为圆柱体，E部分长度为8mm，F部分长度为6mm，E和F两部分的粗糙度均为0.8μ，E和F两部分的直径可以相同，E和F两部分的直径尺寸公差的上限为3.99mm，尺寸公差的下限为3.98mm，E部分具有外螺纹，F部分具有光滑面；测量轴的G部分为圆锥台，其长度为26mm，其粗糙度为0.2μ，其圆度不大于1.5μm，其直径大于测量轴的F部分，G部分直径尺寸公差范围为0-2μm，以上测量轴G部分的相关参数用来保证测量轴的G部分插入轴承工件某深度时能被轴承工件卡住来实现轴承工件孔径的检测。

其中测量轴F与G部分之间还可以增加长度为10mm的圆柱体部分，其直径大于测量轴的F部分，其粗糙度可以为0.2μ，其圆度可以不大于1.5μm，其直径尺寸公差范围为0-2μm。

具体的，测量轴G部分的上表面直径尺寸的上限可以为A+0.001mm，上表面直径尺寸的下限可以为A-0.001mm，其中A为轴承标准件的孔径的基本尺寸，轴承的规格不同，A的值也相应的不同；测量轴的G部分的底面直径尺寸的上限为可以为A-0.007mm，底面直径尺寸的下限可以为A-0.009mm，其中A为轴承标准件的孔径的基本尺寸，轴承的规格不同，A的值也相应的不同。

传感器1和传感器2在进行生产线上轴承工件的正常测量之前，先根据轴承标准件的测定来调整传感器1和传感器2在传感器固定杆5上的位置。

假定轴承标准件的孔径基本尺寸为A，根据企业标准轴承孔径的上限尺寸为A，下限尺寸为A-0.007mm，分别制作孔径尺寸为上、下限尺寸的轴承作为测量上、下限设定的轴承标准件。但是企业在轴承标准件的实际生产线制造中，制造出来的标准轴承孔径具有一特定范围，例如为A-0.001mm至A-0.006mm。

测量上限设定时，取尺寸为A-0.007mm的轴承标准件进行测定，测量轴22下降后测量轴导向杆8上端面停留位置就是测量上限的位置，调整传感器1，使传感器1刚好能感应到测量轴导向杆8上端面的位置，此时传感器1上的LED灯亮，此时传感器1调整后的位置就是测量上限的位置；测量下限设定时，取尺寸为A的轴承标准件进行测定，，测量轴22下降后测量轴导向杆8上端面停留位置就是测量下限的位置，调整传感器2，使传感器2刚好能感应到测量轴导向杆8上端面的位置，此时传感器2上的LED灯亮，此时传感器2调整后的位置就是测量下限的位置，测量上、下限的位置设定好后，传感器1和传感器2的位置在这条生产线上轴承工件的测量过程中位置不再改变。

本发明实施例采用传感器测量测量轴导向杆的上端面的位置为最优实施例，也可以采用气动测量或电感测量代替传感器测量来实现本发明实施例，但是气动测量和电感测量对使用环境要求非常高而且造价高，不适合企业制造现场使用。

当轴承工件16进入测量工位时，轴承压块19固定轴承工件16，气缸9下压，气缸9的推动活塞带动联接轴11使紧定联结块7下压，而紧定联结块7与传感器固定杆5及直线轴承15通过螺钉紧缩连接成一体，所以也会一起下压；下压时由于弹簧挡片3和限位块6的存在，连接于弹簧挡片3与限位块6之间的弹簧4被压缩，弹簧4将弹力传递至限位块6，限位块6与测量轴导向杆8锁紧连接，所以弹簧力转化成测定力作用与测量轴22上下压测量轴22插入轴承工件16执行孔径检测。因为测量轴22具有锥度，所以测量轴22会因为孔径尺寸大小的差异使测量轴22进入的深度不同，从而形成测量轴导向杆8上端面的高低差异，传感器1和传感器2检测测量轴导向杆的上端面，通过传感器1和传感器2上的LED灯亮的情况判断轴承工件16的孔径情况。

所述测定力由两部分组成，一是测量轴22、测量轴导向杆8等几个部件的重力G，G为定值；另一个是弹簧4受压后产生的弹力Fx，由于弹簧4的压缩量可调整所以弹力Fx大小可变，测定力的大小就是靠调节弹簧压缩量实现的。测定力的计算公式如下：

测定力＝G(定值)+Fx(变量)

本发明实施例提供的孔径检测装置的测定力相比较人工塞规检测时的测定力而言易控制，误判率降低。

如果传感器1和传感器2的LED灯均亮，此时测量轴导向杆8的上端面落入区域a，判定轴承工件16的孔径小；如果传感器1的LED灯不亮，传感器2的LED灯亮，此时测量轴导向杆8的上端面落在图1中的b区域，判定轴承工件16的孔径为良品；如果传感器1和传感器2的LED灯均不亮，此时测量轴导向杆8的上端面落入区域c，判定轴承工件16的孔径大。孔径大或孔径小都属于孔径异常，不符合轴承孔径规格要求。

本发明实施例提供的孔径检测装置在生产线上可以安装于自动注脂压盖机的前端，孔径检测装置的传感器1和传感器2连接自动注脂压盖机的可编程控制器的输入端，注脂压盖机的可编程控制器的输出端与气缸9的电磁阀电源线连接。控制方面利用自动注脂压盖机的可编程控制器的空闲输入输出点，通过程序的修改将本发明实施例提供的孔径检测装置与自动注脂压盖机融为一体，扩展了自动注脂压盖机的功能，可以使自动注脂压盖机具备自动检测轴承孔径的功能。

孔径检测装置的传感器1和传感器2将LED灯的逻辑信号(“ON”表示灯亮，“OFF”表示灯不亮)输入自动注脂压盖机的可编程控制器，自动注脂压盖机的可编程控制器根据程序发出动作指令，由孔径检测装置执行相应动作指令。

本发明实施例提供的孔径检测装置用于轴承制造生产线，对轴承孔径的检测代替了常规的人工塞规检测，测量更加稳定可靠，在检测未磨损的轴承的情况下误判率为零；不需要安排专门人员进行检测，降低了生产成本；能使产品按线流动，发行孔径异常时能立即查明问题批量，有利于品质问题追溯的准确性和及时性。

本发明实施例提供的孔径检测装置相比实验室仪器的抽检更加简单可靠，生产成本降低，符合企业实际情况。

本发明实施例提供的孔径检测装置还可以用于孔径内壁粗糙度小于0.8μ，孔径均匀部件的孔径的检测。

图3为本发明实施例提供的孔径检测方法的流程图，孔径检测方法应用于上述本发明实施例提供的孔径检测装置，如图3所示，包括：

S301：根据轴承标准件确定测量上、下限位置，所述测量上限位置对应传感器1位置，所述测量下限位置对应传感器2位置；

所述轴承标准件的上限尺寸为A，下限尺寸为A-0.007mm，其中A为轴承孔径的基本尺寸。

所述根据轴承标准件确定测量上、下限位置包括：

对所述下限尺寸为A-0.007mm的轴承标准件进行测定，测量轴22下降后测量轴导向杆8上端面停留的位置为测量上限位置，调整传感器1位置至传感器1上灯亮时对应的位置；

对所述上限尺寸为A的轴承标准件进行测定，测量轴22下降后测量轴导向杆8上端面停留的位置为测量下限位置，调整传感器2位置至传感器2上灯亮时对应的位置。

S302：轴承工件16进入测量工位，气缸9下压，下压力传递至弹簧4，弹簧4将弹簧力作用于测量轴22上，测量轴22受测定力的作用下压插入轴承工件16内径执行检测，传感器1和传感器2检测测量轴导向杆8的上端面的位置；

当轴承工件16进入测量工位时，轴承压块19固定轴承工件16，气缸9下压，气缸9的推动活塞带动联接轴11使紧定联结块7下压，而紧定联结块7与传感器固定杆5及直线轴承15通过螺钉紧缩连接成一体，所以也会一起下压；下压时由于弹簧挡片3和限位块6的存在，连接于弹簧挡片3与限位块6之间的弹簧4被压缩，弹簧4将弹力传递至限位块6，限位块6与测量轴导向杆8锁紧连接，所以弹簧力转化成测定力作用于测量轴22上下压测量轴22插入轴承工件16执行孔径检测。因为测量轴22具有锥度，所以测量轴22会因为孔径尺寸大小的差异使测量轴22进入的深度不同，从而形成测量轴导向杆8上端面的高低差异，传感器1和传感器2检测测量轴导向杆8的上端面，通过传感器1和传感器2上的LED灯亮的情况判断轴承工件16的孔径情况。

所述测定力由两部分组成，一是测量轴22、测量轴导向杆8等几个部件的重力G，G为定值；另一个是弹簧4受压后产生的弹力Fx，由于弹簧4的压缩量可调整所以弹力Fx大小可变，测定力的大小就是靠调节弹簧压缩量实现的。测定力的计算公式如下：

测定力＝G(定值)+Fx(变量)

S303：根据传感器1和传感器2上灯亮情况判断轴承工件16的孔径情况，如果传感器2上灯亮，传感器1上灯不亮则轴承工件为良品；如果传感器1和传感器2上灯都亮则轴承工件孔径小；如果传感器1和传感器2上灯都不亮则轴承工件孔径大。

孔径大或孔径小都是孔径异常的情况。

本发明实施例提供的孔径检测方法相比较人工塞规检测而言，更加稳定可靠且不需要安排专门的人员进行检测，降低了生产成本；并能使产品按线流动，发行孔径异常时能立即查明问题批量，有利于品质问题追溯的准确性和及时性。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (14)

1、一种孔径检测装置，其特征在于，包括：

传动部分，包括：固定安装于气缸固定块上的气缸，与所述气缸连接的联接轴以及与所述联接轴连接的紧定联结块，所述气缸提供测量部分中测量轴轴向上的伸缩运动；

感应部分，包括：固定安装于所述紧定联结块上的传感器固定杆，所述传感器固定杆的上端安装位置可调整的两个传感器，所述两个传感器中位于下面的传感器的下方安装弹簧挡片，所述弹簧挡片和测量部分中的限位块之间设置有弹簧；

测量部分，包括：限位块、固定安装于所述限位块上的测量轴导向杆以及和所述测量轴导向杆连接的测量轴，所述测量轴的下端沿其轴向向下渐缩且其横截面为圆形；

底座，用于固定待测量的轴承工件。

2、根据权利要求1所述的孔径测量装置，其特征在于，所述测量轴包括上端、中端和下端，所述上端与所述中端为圆柱体，所述下端为圆锥台。

3、根据权利要求2所述的孔径检测装置，其特征在于，所述测量轴导向杆与所述测量轴的连接包括：

所述测量轴的上端具有外螺纹，所述测量轴导向杆的下端具有和所述测量轴的外螺纹相适配的内螺纹；

所述测量轴导向杆与所述测量轴螺纹连接。

4、根据权利要求2或3所述的孔径测量装置，其特征在于，所述测量轴的下端直径的尺寸公差范围为0-2微米，所述测量轴的下端的圆度不大于1.5微米。

5、根据权利要求4所述的孔径检测装置，其特征在于，所述测量轴的下端直径的尺寸公差范围为0-2微米包括：

所述测量轴下端的上表面直径的上限尺寸为A+0.001mm，下限尺寸为A-0.001mm，其中A为轴承孔径的基本尺寸。

6、根据权利要求4所述的孔径测量装置，其特征在于，所述测量轴的下端直径的尺寸公差范围为0-2微米包括：

所述测量轴下端的底面直径的上限尺寸为A-0.007mm，下限尺寸为A-0.009mm，其中A为轴承孔径的基本尺寸。

7、根据权利要求1所述的孔径测量装置，其特征在于，所述测量轴导向杆的上端面不低于所述弹簧挡片所在平面。

8、根据权利要求1所述的孔径检测装置，其特征在于，所述紧定联结块上固定安装第一直线轴承，所述测量轴导向杆通过所述第一直线轴承安装在所述紧定联结块上。

9、根据权利要求8所述的孔径检测装置，其特征在于，所述第一直线轴承与第二直线轴承套接，所述第二直线轴承固定安装于主固定板上，所述主固定板与所述气缸固定块之间设置上支撑块，所述主固定板的下端设置下支撑块。

10、根据权利要求9所述的孔径测量装置，其特征在于，所述底座包括：

工作台、设置于所述工作台上的导轨和固定块以及设置于导轨上的轴承压块，所述固定块与所述下支撑块固定安装，所述轴承压块用于固定轴承工件。

11、根据权利要求1所述的孔径测量装置，其特征在于，所述两个传感器与注脂压盖机的可编程控制器的输入端连接，所述注脂压盖机的可编程控制器的输出端与所述气缸的电磁阀电源线连接。

12、一种孔径检测方法，应用于权利要求1所述的孔径检测装置，其特征在于，包括：

根据轴承标准件确定测量上、下限位置，所述测量上限位置对应第一传感器的位置，所述测量下限位置对应第二传感器的位置；

轴承工件进入测量工位，气缸下压，下压力传递至弹簧，所述弹簧将弹簧力作用于测量轴上，所述测量轴受测定力的作用下压插入所述轴承工件孔径执行检测，第一传感器和第二传感器检测测量轴导向杆的上端面的位置；

根据第一传感器和第二传感器上灯亮情况判断所述轴承工件的孔径情况，如果第二传感器上灯亮，第一传感器上灯不亮则轴承工件孔径为良品；如果第一传感器和第二传感器上灯都亮则所述轴承工件孔径小；如果第一传感器和第二传感器上灯都不亮则所述轴承工件孔径大。

13、根据权利要求12所述的孔径检测方法，其特征在于，所述轴承标准件的上限尺寸为A，下限尺寸为A-0.007mm，其中A为轴承孔径的基本尺寸。

14、根据权利要求13所述的孔径检测方法，其特征在于，所述根据轴承标准件确定测量上、下限位置包括：

对所述下限尺寸为A-0.007mm的轴承标准件进行测定，测量轴下降后测量轴导向杆上端面停留的位置为测量上限位置，调整上传感器位置至上传感器上灯亮时对应的位置；

对所述上限尺寸为A的轴承标准件进行测定，测量轴下降后测量轴导向杆上端面停留的位置为测量下限位置，调整下传感器位置至下传感器上灯亮时对应的位置。

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