CN105716650B - 第三代轮毂单元的端面跳动及螺栓检测一体机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种第三代轮毂单元的端面跳动及螺栓检测一体机，工作台上的测量台能定位和支撑待检测轴承，称分布于测量台两侧的光源和影像采集装置轴承进行成像；轴承外圈法兰定位装置能轴承外圈法兰固定定位；能够升降和转动定位于测量台正上方的测量盘下端恰能紧抵轴承内圈法兰上端面，测量盘上还设有用于插设轴承内圈法兰上螺栓的螺栓穿孔；纵向驱动装置和旋转驱动装置分别能够驱动测量盘纵向升降和间歇性旋转设定角度，测量笔上端的触头恰能紧抵测量盘下端表面；控制器控制轴承外圈法兰定位装置、纵向驱动装置和旋转驱动装置动作，并控制测量结果输出装置输出检测结果，本发明一次检测两项指标，检测速度快，检测值精确。

Description

第三代轮毂单元的端面跳动及螺栓检测一体机

技术领域

本发明涉及一种自动化检测设备，特别涉及一种第三代轮毂单元的端面跳动及螺栓检测一体机。

背景技术

第三代轮毂轴承单元简化了汽车车轮支撑结构，将转向节法兰与外圈设计为一体，使轴承的支承作用和轮毂法兰、螺栓的联结传动作用高度集成，进一步实现了多功能集成化、单元化、小型轻量化，采用的高性能不可拆卸式密封结构，达到永久密封的效果，其配备有两个法兰，一个用于安装在车轮和制动盘总成上，一个用于固定悬架，第三代轮毂轴承显著简化了拐弯设计，然而在出厂时需要既对轴承法兰端面跳动进行检测也要对轴承内圈法兰上的螺栓进行一一检测，目前都是人工分步检测的，检测速度慢，检测结果精确率低，人工检测成本高。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种第三代轮毂单元的端面跳动及螺栓检测一体机，该第三代轮毂单元的端面跳动及螺栓检测一体机实现了第三代轮毂单元的端面跳动及其上的螺栓一体化检测，检测全面，检测速度快，检测精度高。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种第三代轮毂单元的端面跳动及螺栓检测一体机，包括工作台、测量台、轴承外圈法兰定位装置、测量笔、测量盘、纵向驱动装置、旋转驱动装置、光源、影像采集装置、测量结果输出装置和控制器，其中：

能够定位和支撑待检测轴承的测量台固定于工作台上，光源和影像采集装置对称分布于测量台两侧，影像采集装置能够对测量台上经过光源照射的轴承进行成像并传信给控制器；

轴承外圈法兰定位装置能够对测量台上的轴承外圈法兰进行固定定位；

测量盘纵向能够升降且圆周方向能够转动定位于测量台正上方，测量盘下端恰能够紧抵测量台上轴承内圈法兰上端面，测量盘上还设有与轴承上螺栓位置一一对应的螺栓穿孔，轴承内圈法兰上的螺栓恰能够一一对应插设于测量盘上的螺栓穿孔内；

纵向驱动装置能够驱动测量盘纵向升降；

旋转驱动装置能够驱动测量盘间歇性旋转设定角度；

测量笔固定安装于工作台上，测量笔上端的触头恰能够紧抵测量盘下端表面并并传信于控制器；

控制器控制轴承外圈法兰定位装置、纵向驱动装置和旋转驱动装置动作，并控制测量结果输出装置输出检测结果。

作为本发明的进一步改进，还设有搬运装置，搬运装置能够将指定位置的待检测轴承搬运至测量台上进行定位和支撑。

作为本发明的进一步改进，所述搬运装置包括水平驱动装置、竖直驱动装置和抬料板，所述抬料板上形成有定位孔，待检测轴承外圈法兰恰能够插设于该定位孔内，待检测轴承的内圈法兰恰止挡于该抬料板上端，竖直驱动装置的运动端与抬料板固连并能够驱动其沿竖直方向升降，竖直驱动装置的固定端与水平驱动装置的运动端固连，水平驱动装置的运动端能够驱动竖直驱动装置的固定端沿测量台径向方向直线往复运动，水平驱动装置的固定端固定于工作台上，抬料板上的定位孔恰能够与测量台位置正对。

作为本发明的进一步改进，所述水平驱动装置和竖直驱动装置分别为沿水平方向放置的气缸和沿竖直方向放置的气缸。

作为本发明的进一步改进，所述抬料板上定位孔朝向测量台一侧形成开口，该开口恰能够允许待检测轴承外圈法兰通过。

作为本发明的进一步改进，所述轴承外圈法兰定位装置包括第一、二定位气缸和定位板，至少两个第一定位气缸能够沿测量台径向相向滑动定位于测量台外周的工作台上，第一定位气缸的活塞杆能够沿纵向伸缩，各个定位板分别对应固定安装于各个第一定位气缸的活塞杆上，第二定位气缸固定安装于工作台上，第二定位气缸的活塞杆能够沿测量台径向伸缩，第二定位气缸的活塞杆与第一定位气缸的缸体相连，定位板下端面恰能够压紧测量台上的轴承外圈法兰上端面。

作为本发明的进一步改进，所述纵向驱动装置为气缸，还设有定位支架、导向杆和导向轴，所述定位支架固定安装于工作台上，纵向驱动装置的缸体固定于定位支架上，纵向驱动装置的活塞杆与导向轴轴向止动且圆周方向能够转动连接，导向杆与纵向驱动装置的活塞杆平行固定连接，定位支架上设有导向孔，导向杆滑动插设于定位支架的导向孔内。

作为本发明的进一步改进，所述旋转驱动装置为伺服马达，还设有滚珠花键，伺服马达通过齿轮传动机构驱动滚珠花键旋转，滚珠花键套设于导向轴外侧，且与导向轴通过竖直方向延伸的键连接。

作为本发明的进一步改进，所述导向轴下端与测量盘浮动连接。

作为本发明的进一步改进，所述测量结果输出装置为显示器和警报器中的一种或二者的组合。

本发明的有益效果是：本发明通过轴承外圈法兰定位装置对测量台上的待检测轴承外圈进行固定定位，测量盘压紧待检测轴承内圈法兰上端面，测量笔对测量盘下端面的高度竖直进行读取，通过旋转驱动装置带动测量盘间歇性指定角度的旋转，实现了待检测轴承法兰跳动值的检测，同时通过光源与影像采集装置配合对每个待检测轴承内圈法兰上的螺栓进行成像检测，该检测设备一次检测两项指标，检测速度快，检测值精确，避免了手工操作，提高了检测效率的同时避免了人工操作对轴承二次损伤，以及避免人工操作检测设备造成工伤。

附图说明

图1为本发明的结构原理主视图；

图2为图1中A-A向剖视图。

具体实施方式

实施例：一种第三代轮毂单元的端面跳动及螺栓检测一体机，包括工作台、测量台9、轴承外圈法兰8定位装置、测量笔16、测量盘4、纵向驱动装置1、旋转驱动装置17、光源6、影像采集装置5、测量结果输出装置和控制器，其中：

能够定位和支撑待检测轴承的测量台9固定于工作台上，光源6和影像采集装置5对称分布于测量台9两侧，影像采集装置5能够对测量台9上经过光源6照射的轴承进行成像并传信给控制器；

轴承外圈法兰8定位装置能够对测量台9上的轴承外圈法兰8进行固定定位；

测量盘4纵向能够升降且圆周方向能够转动定位于测量台9正上方，测量盘4下端恰能够紧抵测量台9上轴承内圈法兰7上端面，测量盘4上还设有与轴承上螺栓位置一一对应的螺栓穿孔，轴承内圈法兰7上的螺栓恰能够一一对应插设于测量盘4上的螺栓穿孔内；

纵向驱动装置1能够驱动测量盘4纵向升降；

旋转驱动装置17能够驱动测量盘4间歇性旋转设定角度；

测量笔16固定安装于工作台上，测量笔16上端的触头恰能够紧抵测量盘4下端表面并传信于控制器；

控制器控制轴承外圈法兰8定位装置、纵向驱动装置1和旋转驱动装置17动作，并控制测量结果输出装置输出检测结果。

作业流程如下：

步骤一：将待检测轴承放于测量台9上；

步骤二：轴承外圈法兰8定位装置对测量台9上的待检测轴承外圈法兰8进行固定定位；

步骤三：纵向驱动装置1带动测量盘4下降压紧待检测轴承内圈法兰7，此时待检测轴承内圈法兰7上的螺栓一一对应插入测量盘4上的螺栓穿孔内，此时测量盘4下端面与测量笔16的触头接触；

步骤四：旋转驱动装置17驱动测量盘4旋转指定角度，该角度为360/N，其中N为待检测轴承内圈法兰7上螺栓的数量；

步骤五：影像采集装置5通过光源6的光照采集当前螺栓的影像，并将采集到的影像信息传送给控制器，控制器将其与系统预设的影像进行对比，相符即良品，不相符即不良品，同时测量笔16读取当前测量盘4该位置的高度数值并传送给控制器，该步骤连续重复N次，影像采集装置5也采集N次螺栓影像，控制器将N次的影响都与系统预设的影像进行对比，当有一次或多于一次不符合要求即判定该轴承的螺栓牙距、尺寸不合格，测量笔16通过N次取值后，控制器将最大值减去最小值的差就是法兰跳动值，跟据系统预设合格品跳动值范围，控制器自动判定被测轴承是否合格。

还设有搬运装置，搬运装置能够将指定位置的待检测轴承搬运至测量台9上进行定位和支撑，搬运装置可以方便的将待检测轴承在预设位置搬运到测量台9上，方便待检测轴承放入测量台9进行检测，避免人工放置因为疏忽导致工伤，同时提高待检测轴承放置速度，提高检测效率。

所述搬运装置包括水平驱动装置12、竖直驱动装置13和抬料板14，所述抬料板14上形成有定位孔，待检测轴承外圈法兰8恰能够插设于该定位孔内，待检测轴承的内圈法兰恰止挡于该抬料板14上端，竖直驱动装置13的运动端与抬料板14固连并能够驱动其沿竖直方向升降，竖直驱动装置13的固定端与水平驱动装置12的运动端固连，水平驱动装置12的运动端能够驱动竖直驱动装置13的固定端沿测量台9径向方向直线往复运动，水平驱动装置12的固定端固定于工作台上，抬料板14上的定位孔恰能够与测量台9位置正对，人工将待检测轴承放在抬料板14上即可，定位孔对待检测轴承进行位置限定，保证其运输到测量台9上时位置准确，通过水平驱动装置12能够实现抬料板14上待检测轴承位于测量台9的正上方，通过竖直驱动装置13能够实现抬料板14将待检测轴承放下，由测量台9对其进行定位和支撑，该结构简单，搬运方便快速，除了此种结构外，还可以采用机械手抓取的方式或者通过输送装置输送到指定位置后通过推料机构推动待检测轴承移动到测量台9上，此类都是本领域技术人员根据本专利很容易想到的等同替换结构。

所述水平驱动装置12和竖直驱动装置13分别为沿水平方向放置的气缸和沿竖直方向放置的气缸。

所述抬料板14上定位孔朝向测量台9一侧形成开口，该开口恰能够允许待检测轴承外圈法兰8通过，通过将抬料板14的定位孔设置呈开口结构，能方便搬运装置在测量状态下处于悬空等待状态与被测轴承无接触，在测量完成后将被测轴承搬运出测量台9。

所述轴承外圈法兰8定位装置包括第一、二定位气缸11、15和定位板10，至少两个第一定位气缸11能够沿测量台9径向相向滑动定位于测量台9外周的工作台上，第一定位气缸11的活塞杆能够沿纵向伸缩，各个定位板10分别对应固定安装于各个第一定位气缸11的活塞杆上，第二定位气缸15固定安装于工作台上，第二定位气缸15的活塞杆能够沿测量台9径向伸缩，第二定位气缸15的活塞杆与第一定位气缸11的缸体相连，定位板10下端面恰能够压紧测量台9上的轴承外圈法兰8上端面，通过第二定位气缸15实现第一气缸其定位板10沿测量台9径向移动，通过第一定位气缸11活塞杆纵向伸缩实现定位板10压紧待检测轴承外圈法兰8上端面，该结构简单，通过压紧待检测轴承外圈法兰端面的方式实现其外圈法兰的固定定位，定位速度快，检测结束后也能快速的退出实现待检测轴承外圈法兰的松脱，除了此种结构外，也可以是连杆机构等实现待检测轴承外圈法兰上端面纵向压紧，此类都是本领域技术人员根据本专利很容易想到的等同替换结构。

所述纵向驱动装置1为气缸，还设有定位支架、导向杆18和导向轴2，所述定位支架固定安装于工作台上，纵向驱动装置1的缸体固定于定位支架上，纵向驱动装置1的活塞杆与导向轴2轴向止动且圆周方向能够转动连接，导向杆18与纵向驱动装置1的活塞杆平行固定连接，定位支架上设有导向孔，导向杆18滑动插设于定位支架的导向孔内，通过导向轴2实现纵向驱动装置1与测量盘4的连接，纵向驱动装置1的活塞杆与导向轴2轴向止动且圆周方向能够转动连接结构可以为导向轴2上端设置轴承，轴承外圈与纵向驱动装置1的活塞杆固定连接，也可以是导向轴2上端设置径向凸台，纵向驱动装置1的活塞杆下端设置T形槽，导向轴2上的径向凸台插设于纵向驱动装置1的活塞杆下端的T形槽内，也可以实现该功能，此都为本领域技术人员熟知的结构，导向杆18能够对纵向驱动装置1的活塞杆起到导向作用，确保其沿竖直方向直线滑动。

所述旋转驱动装置17为伺服马达，还设有滚珠花键3，伺服马达通过齿轮传动机构驱动滚珠花键3旋转，滚珠花键3套设于导向轴2外侧，且与导向轴2通过竖直方向延伸的键连接，滚珠花键3既实现了对导向轴2的旋转传动，又对导向轴2竖直方向运动起到导向作用，伺服马达通过精密齿轮驱动导向轴2旋转，确保旋转角度精确，保证检测结果具有高的准确率。

所述导向轴2下端与测量盘4浮动连接，浮动连接可使测量盘4自动找正，实现其与待检测轴承内圈法兰7上端面紧密贴合。

所述测量结果输出装置为显示器和警报器中的一种或二者的组合。

Claims (10)

1.一种第三代轮毂单元的端面跳动及螺栓检测一体机，其特征在于：包括工作台、测量台(9)、轴承外圈法兰定位装置、测量笔(16)、测量盘(4)、纵向驱动装置(1)、旋转驱动装置(17)、光源(6)、影像采集装置(5)、测量结果输出装置和控制器，其中：

能够定位和支撑待检测轴承的测量台固定于工作台上，光源和影像采集装置对称分布于测量台两侧，影像采集装置能够对测量台上经过光源照射的轴承进行成像并传信给控制器；

轴承外圈法兰定位装置能够对测量台上的轴承外圈法兰(8)进行固定定位；

测量盘纵向能够升降且圆周方向能够转动定位于测量台正上方，测量盘下端恰能够紧抵测量台上轴承内圈法兰(7)上端面，测量盘上还设有与轴承上螺栓位置一一对应的螺栓穿孔，轴承内圈法兰上的螺栓恰能够一一对应插设于测量盘上的螺栓穿孔内；

纵向驱动装置能够驱动测量盘纵向升降；

旋转驱动装置能够驱动测量盘间歇性旋转设定角度；

测量笔固定安装于工作台上，测量笔上端的触头恰能够紧抵测量盘下端表面并传信于控制器；

控制器控制轴承外圈法兰定位装置、纵向驱动装置和旋转驱动装置动作，并控制测量结果输出装置输出检测结果。

2.根据权利要求1所述的第三代轮毂单元的端面跳动及螺栓检测一体机，其特征在于：还设有搬运装置，搬运装置能够将指定位置的待检测轴承搬运至测量台上进行定位和支撑。

3.根据权利要求2所述的第三代轮毂单元的端面跳动及螺栓检测一体机，其特征在于：所述搬运装置包括水平驱动装置(12)、竖直驱动装置(13)和抬料板(14)，所述抬料板上形成有定位孔，待检测轴承外圈法兰恰能够插设于该定位孔内，待检测轴承的内圈法兰恰止挡于该抬料板上端，竖直驱动装置的运动端与抬料板固连并能够驱动其沿竖直方向升降，竖直驱动装置的固定端与水平驱动装置的运动端固连，水平驱动装置的运动端能够驱动竖直驱动装置的固定端沿测量台径向方向直线往复运动，水平驱动装置的固定端固定于工作台上，抬料板上的定位孔恰能够与测量台位置正对。

4.根据权利要求3所述的第三代轮毂单元的端面跳动及螺栓检测一体机，其特征在于：所述水平驱动装置和竖直驱动装置分别为沿水平方向放置的气缸和沿竖直方向放置的气缸。

5.根据权利要求3所述的第三代轮毂单元的端面跳动及螺栓检测一体机，其特征在于：所述抬料板上定位孔朝向测量台一侧形成开口，该开口恰能够允许待检测轴承外圈法兰通过。

6.根据权利要求1所述的第三代轮毂单元的端面跳动及螺栓检测一体机，其特征在于：所述轴承外圈法兰定位装置包括第一、二定位气缸(11、15)和定位板(10)，至少两个第一定位气缸能够沿测量台径向相向滑动定位于测量台外周的工作台上，第一定位气缸的活塞杆能够沿纵向伸缩，各个定位板分别对应固定安装于各个第一定位气缸的活塞杆上，第二定位气缸固定安装于工作台上，第二定位气缸的活塞杆能够沿测量台径向伸缩，第二定位气缸的活塞杆与第一定位气缸的缸体相连，定位板下端面恰能够压紧测量台上的轴承外圈法兰上端面。

7.根据权利要求1所述的第三代轮毂单元的端面跳动及螺栓检测一体机，其特征在于：所述纵向驱动装置为气缸，还设有定位支架、导向杆(18)和导向轴(2)，所述定位支架固定安装于工作台上，纵向驱动装置的缸体固定于定位支架上，纵向驱动装置的活塞杆与导向轴轴向止动且圆周方向能够转动连接，导向杆与纵向驱动装置的活塞杆平行固定连接，定位支架上设有导向孔，导向杆滑动插设于定位支架的导向孔内。

8.根据权利要求7所述的第三代轮毂单元的端面跳动及螺栓检测一体机，其特征在于：所述旋转驱动装置为伺服马达，还设有滚珠花键(3)，伺服马达通过齿轮传动机构驱动滚珠花键旋转，滚珠花键套设于导向轴外侧，且与导向轴通过竖直方向延伸的键连接。

9.根据权利要求8所述的第三代轮毂单元的端面跳动及螺栓检测一体机，其特征在于：所述导向轴下端与测量盘浮动连接。

10.根据权利要求1所述的第三代轮毂单元的端面跳动及螺栓检测一体机，其特征在于：所述测量结果输出装置为显示器和警报器中的一种或二者的组合。