CN103424090B - 一种轴承沟道表面粗糙度在线测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种轴承沟道表面粗糙度在线测量仪，包括激光表面粗糙度测量仪、下料道、出料道、工作台、分料机构、清洗机构、干燥机构和测量料道，测量料道上设有测量传感器，工作台上设置支撑装置和压紧机构，激光表面粗糙度测量仪设置在压紧机构和支撑机构之间，所述支撑装置包括固定在工作台上的步进电机、支撑盘，支撑盘上装有转盘，转盘下方设有支撑滚轮，支撑盘上还固定有顶出油缸；所述压紧机构包括固定在工作台上的压紧油缸和行程开关，压紧油缸的活塞杆上连有拨块，拨块一侧设有压盘。本发明是一种在轴承加工时实现在线测量机构，使得在工件加工过程中可以及时实现在线测量，减少了测量过程中的辅助时间，可提高表面粗糙度检测效率。

Description

一种轴承沟道表面粗糙度在线测量仪

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种轴承沟道（又叫滚道）表面粗糙度在线测量系统。

背景技术

轴承沟道表面粗糙度是检测轴承性能的重要技术指标之一，也是重要的质量检验指标之一。轴承沟道超精研加工工序的主要目地就是为了改善表面粗糙度，由于表面粗糙度测量的复杂性，现有的测量均没能在现场完成，更没有实现在线测量，随着轴承制造自动化水平的不断提高，生产厂家要求轴承沟道表面粗糙度实现加工过程实时监控，以提高加工质量，提高自动化水平和生产效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有轴承沟道表面粗糙度测量复杂、无法实现在线测量，提供一种可以实现加工过程实施监控的轴承沟道表面粗糙度在线测量仪。

本发明的技术方案是以下述方式实现的：一种轴承沟道表面粗糙度在线测量仪，包括激光表面粗糙度测量仪、下料道、出料道和工作台，下料道与分料机构相连，分料机构与清洗机构相连，清洗机构与干燥机构相连，干燥机构与测量料道，测量料道上设有测量传感器，工作台上设置支撑装置和压紧机构，激光表面粗糙度测量仪设置在压紧机构和支撑机构之间，所述支撑装置包括固定在工作台上的步进电机，步进电机的输出轴与支撑盘相连，支撑盘通过支撑盘支架固定在工作台上，支撑盘上装有转盘，转盘下方设有支撑滚轮，支撑滚轮通过支撑轮轴固定在支撑轮架，支撑轮架固定在支撑盘上，支撑盘上还固定有顶出油缸；所述压紧机构包括固定在工作台上的压紧油缸和行程开关，压紧油缸的活塞杆上连有拨块，拨块一侧设有压盘。

所述分料机构包括分料道，分料道侧壁上安装有分料传感器分料道出口处设有转轴，转轴与挡板相连，转轴上设有扭转弹簧和转轴套，转轴一端固定有拨盘，拨盘一侧与分料油缸的活塞杆接触，分料油缸固定在连接板上。

所述清洗机构包括与分料道相连的清洗水箱道，清洗水箱道与清洗水箱相连，清洗水箱道侧壁上设有清洗传感器，清洗水箱内沿着料道方向设有压力水通道，压力水通道上设有出水孔，压力水通道两端分别开设进水口和回水口，清洗水箱底部设有漏水孔。

所述清洗水箱的入口和出口处均设有清洗挡水帘，清洗挡水帘挂在清洗档杆上，所述清洗水箱下方设有储水箱。

所述干燥机构包括与清洗水箱相连的干燥箱料道，干燥箱料道与干燥箱相连，干燥箱料道上设有干燥传感器，干燥箱内设有热风通道，热风通道上开设有热风出口，热风通道和干燥箱壁之间设有加热管，干燥箱上固定有干燥箱侧罩，干燥箱侧罩上设有风扇电机，风扇电机与风叶相连，干燥箱的出口处设有干燥箱密封帘，干燥箱密封帘与干燥箱挂杆相连。

与现有技术相比，本发明具有下述有益效果：

1．本发明可提高表面粗糙度检测效率。本发明是一种在轴承加工时实现在线测量机构，使得在工件加工过程中可以及时实现在线测量，减少了测量过程中的辅助时间。

2．本发明可以提高加工精度。由于使用了在线测量机构，可以随时了解被加工工件表面粗糙度情况，便于及时发现问题采取措施。

3.本发明为提高轴承零件加工自动化水平打下了基础，实现表面粗糙度自动检测，解决了无人化加工、网络加工的粗糙度检测问题。

4．本发明结构紧凑，使用方便。由于使用了在线测量机构，利用机床本身下料机构料道的成倾斜度以及现有激光表面粗糙度测量仪，在机床下料区设置了该机构，而不改变现有机床的结构、布局以及工件驱动机构。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是支撑装置部位的主视示意图。

图3是支撑装置部位的剖视示意图。

图4是分料机构的主视示意图。

图5是分料油缸活塞杆和拨盘部分连接状态示意图。

图6是清洗机构的主视示意图。

图7是图6的A向示意图。

图8是干燥机构的结构示意图。

图9是图8的B向示意图。

图10是干燥箱部位的纵向剖视示意图。

图11是干燥箱部位的横向剖视示意图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，一种轴承沟道表面粗糙度在线测量仪，包括激光表面粗糙度测量仪36、下料道20、出料道37和工作台，下料道20与分料机构相连，分料机构与清洗机构相连，清洗机构与干燥机构相连，干燥机构与测量料道6，测量料道6上设有测量传感器7，工作台29上设置支撑装置和压紧机构，激光表面粗糙度测量仪36设置在压紧机构和支撑机构之间，所述支撑装置包括固定在工作台29上的步进电机1，步进电机1的输出轴与支撑盘5相连，支撑盘5通过支撑盘支架52固定在工作台29上，支撑盘5上装有转盘46，转盘46下方设有支撑滚轮38，支撑滚轮38通过支撑轮轴39固定在支撑轮架40，支撑轮架40固定在支撑盘5上，支撑盘5上还固定有顶出油缸49；所述压紧机构包括固定在工作台29上的压紧油缸30和行程开关93，压紧油缸30的活塞杆上连有拨块95，拨块95一侧设有压盘34。

测量料道6由测量料道支架48支撑，该支架固定于地面上。出料道37由出料道支架43支撑，出料道支架43设置在地面上。

本发明使用过程如下，机床上加工过的工件45通过下料道20、分料机构、清洗机构、干燥机构之后通过测量料道6落到支撑滚轮38上，测量料道6侧壁上装有测量传感器7，当工件经过测量传感器7的时候，该传感器给控制器信号，使得干燥箱停止加热、测量机构开始工作。步骤1：压紧油缸30伸出带动压盘34一起向左移动，此时工件45靠惯性滚入支撑滚轮38上并实现工件径向定位，压盘34继续向左移动直到接触工件45端面并将工件压紧在转盘46与压盘34之间，同时拨块95触动行程开关93动作，进而给步进电机1发出信号，步进电机1带动转盘46旋转，从而驱动被测工件45在两个滚轮38上滚动并带动压盘34一起旋转，根据事先设定的程序，步进电机1每次旋转120°，停顿数秒钟，在步进电机停顿时由控制装置控制激光表面粗糙度仪36工作，利用激光56对被测工件表面进行测量，停顿结束停止测量，步进电机继续旋转120°，重复上述过程，直到步进电机旋转360°并停顿后，激光表面粗糙度测量仪36显示所测量工件表面三点粗糙度的平均值。步骤2：压紧油缸30活塞杆缩回，压盘34与工件45脱离，此时顶出器油缸49活塞杆伸出，推动工件45绕靠近出料道37一侧滚轮38的中心线旋转，使得工件靠自重直接滚入出料道37，完成了测量过程。压紧油缸49的中心线在远离出料道37的方向与支撑盘5垂直方向中心线之间有一个偏移距e₁，支撑盘5中间开设有一个同心圆通孔，通过该通孔安装有一个转盘46，该转盘外径略小于通孔、与工件45外径尺寸大小相当，可以自由转动，该转盘46右端面略高于支撑盘5的端面。

作为本发明的改进，如图4所示，所述分料机构包括分料道21，分料道21侧壁上安装有分料传感器19，分料道21出口处设有转轴26，转轴26与挡板24相连，转轴26上设有扭转弹簧63和转轴套64，转轴26一端固定有拨盘66，拨盘66一侧与分料油缸69的活塞接触，分料油缸69固定在连接板70上。

分料机构工作过程如下：工件沿下料道20滚入分料道21时，分料传感器19将信号传递至控制器中并开始计次，在控制器中事先设定次数，当达到设定次数时，控制器发出指令，分料油缸69活塞杆伸出推动拨盘66动作，进而带动转轴26克服扭转弹簧63的弹簧力转动，从而带动挡板24转动，使得挡板遮住分料道21的下料口，如图1实线位置，工件直接流向清洗机构，控制器驱动计数器清零并继续计数，同时分料油缸69活塞杆缩回，在扭转弹簧63的作用下，转轴26连同挡板24及拨盘66一起往回转动，使挡板24转回到图1所示虚线位置，从而防止工件进入清洗机构。如图5所示，分料油缸69的活塞杆轴线与转轴26的轴线相互垂直且不相交，两者之间的偏移距为e₂，分料油缸69安装连接板70上，连接板70安装于进入清洗机构的清洗水箱上。

作为本发明的进一步改进，如图6和图7所示，所述清洗机构包括与分料道21相连的清洗水箱道18，清洗水箱道18与清洗水箱15相连，清洗水箱道18侧壁上设有清洗传感器28，清洗水箱15内沿着料道方向设有压力水通道14，压力水通道14上设有出水孔76，压力水通道14两端分别开设进水口77和回水口75，清洗水箱15底部设有漏水孔27。所述清洗水箱15的入口和出口处均设有清洗挡水帘78，清洗挡水帘78挂在清洗档杆73上，所述清洗水箱15下方设有储水箱。

清洗机构的工作过程如下：从分料机构出来的工件进入清洗水箱道18时，清洗传感器28给控制器一个信号，使得水泵开始工作，高压水通过压力水通道14沿不同方向开设的出水孔76喷出，对工件实施清洗。在清洗水箱15底部开设有漏水孔27，漏出的水经过滤后回到储水箱内以便重复利用，在清洗水箱15与清洗水箱道18、干燥箱料道13的连接处，为了防止清洗水溅设置了清洗挡水帘78，该清洗挡水帘安装在清洗挂杆73上。

作为本发明的又一步改进，如图8~11所示，所述干燥机构包括与清洗水箱15相连的干燥箱料道13，干燥箱料道13与干燥箱11相连，干燥箱料道13上设有干燥传感器12，干燥箱11内设有热风通道10，热风通道10上开设有热风出口82，热风通道10和干燥箱11壁之间设有加热管87，干燥箱11上固定有干燥箱侧罩83，干燥箱侧罩83上设有风扇电机85，风扇电机85与风叶86相连，干燥箱的出口处设有干燥箱密封帘89，干燥箱密封帘89与干燥箱挂杆80相连。

干燥机构工作过程如下：当工件被清洗机构清洗之后，进入干燥箱料道13，此时干燥传感器12向控制器发出信号，使得清洗装置停止工作、加热管87开始工作，并使风扇电机85带动风叶86工作，热风通过热风通道10沿不同方向开设的热风出口82吹向工件，对工件进行干燥，在热风通道10下方是一个与热风通道为一体的延伸到干燥箱11底部的隔热板，加热管87安装于加热管支架92上，加热管支架92与干燥箱壁连接，在干燥箱与测量料道的连接处设置了干燥箱密封帘89，干燥箱密封帘89安装在干燥箱挂杆80上，干燥箱挂杆80安装于干燥箱壁上。

本发明中，下料道20与分料道21、清洗水箱料道18、清洗水箱15、干燥箱料道13、干燥箱11及测量料道6实现无缝连接并与出料道37统一制作，具有一定倾斜角度，以便于工件在其中能有靠自重和惯性滚动。

另外，清洗水箱道18、清洗水箱15、干燥箱料道13、干燥箱11、测量料道6之间的连接时通过角钢16和螺钉17实现的。

Claims (3)

1.一种轴承沟道表面粗糙度在线测量仪，包括激光表面粗糙度测量仪（36）、下料道（20）、出料道（37）和工作台，下料道（20）与分料机构相连，分料机构与清洗机构相连，清洗机构与干燥机构相连，干燥机构与测量料道（6）相连，测量料道（6）上设有测量传感器（7），工作台（29）上设置支撑装置和压紧机构，激光表面粗糙度测量仪（36）设置在压紧机构和支撑机构之间，其特征在于：所述支撑装置包括固定在工作台（29）上的步进电机（1），步进电机（1）的输出轴与支撑盘（5）相连，支撑盘（5）通过支撑盘支架（52）固定在工作台（29）上，支撑盘（5）上装有转盘（46），转盘（46）下方设有支撑滚轮（38），支撑滚轮（38）通过支撑轮轴（39）固定在支撑轮架（40），支撑轮架（40）固定在支撑盘（5）上，支撑盘（5）上还固定有顶出油缸（49）；所述压紧机构包括固定在工作台（29）上的压紧油缸（30）和行程开关（93），压紧油缸（30）的活塞杆上连有拨块（95），拨块（95）一侧设有压盘（34）；所述分料机构包括分料道（21），分料道（21）侧壁上安装有分料传感器（19），分料道（21）出口处设有转轴（26），转轴（26）与挡板（24）相连，转轴（26）上设有扭转弹簧（63）和转轴套（64），转轴（26）一端固定有拨盘（66），拨盘（66）一侧与分料油缸（69）的活塞杆接触，分料油缸（69）固定在连接板（70）上；所述干燥机构包括与清洗水箱（15）相连的干燥箱料道（13），干燥箱料道（13）与干燥箱（11）相连，干燥箱料道（13）上设有干燥传感器（12），干燥箱（11）内设有热风通道（10），热风通道（10）上开设有热风出口（82），热风通道（10）和干燥箱（11）壁之间设有加热管（87），干燥箱（11）上固定有干燥箱侧罩（83），干燥箱侧罩（83）上设有风扇电机（85），风扇电机（85）与风叶（86）相连，干燥箱的出口处设有干燥箱密封帘（89），干燥箱密封帘（89）与干燥箱挂杆（80）相连。

2.根据权利要求1所述的轴承沟道表面粗糙度在线测量仪，其特征在于：所述清洗机构包括与分料道（21）相连的清洗水箱道（18），清洗水箱道（18）与清洗水箱（15）相连，清洗水箱道（18）侧壁上设有清洗传感器（28），清洗水箱（15）内沿着料道方向设有压力水通道（14），压力水通道（14）上设有出水孔（76），压力水通道（14）两端分别开设进水口（77）和回水口（75），清洗水箱（15）底部设有漏水孔（27）。

3.根据权利要求2所述的轴承沟道表面粗糙度在线测量仪，其特征在于：所述清洗水箱（15）的入口和出口处均设有清洗挡水帘（78），清洗挡水帘（78）挂在清洗档杆（73）上，所述清洗水箱（15）下方设有储水箱。