CN105783837A - 一种第三代汽车轮毂轴承轴向游隙自动化测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种第三代汽车轮毂轴承轴向游隙自动化测量装置。轴承座固定在大理石平台顶面，轴承法兰盘固定放在轴承座上；龙门架安装有直线滑台，直线滑台底部安装有电动缸，电动缸上装有夹具，夹具夹住轴承外圈周围的凸块，被测汽车轮毂轴承顶部上方装有自动化测量检测组件；在电动缸上的夹具会将有效的测量力加载到被测的汽车轮毂轴承外圈上，利用数显电感比较仪测量轴承外圈沿轴向移动的位移量，并摄像头自动获显示数值并上传实现了自动化。本发明能够适应第三代汽车轮毂轴承的结构特殊性，且操作简单，易于实现自动化，在提高检测效率的同时还能保证检测结果的可靠性，可广泛应用于第三代汽车轮毂轴承轴向游隙的自动化检测中。

Description

一种第三代汽车轮毂轴承轴向游隙自动化测量装置

技术领域

本发明涉及了一种汽车轮毂轴承轴向游隙测量装置，尤其是涉及了一种第三代汽车轮毂轴承轴向游隙自动化测量装置。

背景技术

轮毂轴承是一个非常重要的汽车零部件，其主要作用是为汽车轮毂的传动提供精确引导，因此，要求把轮毂轴承的轴向游隙控制在一个合理的范围内。轮毂轴承根据与汽车传动系统其他元件集成方式的不同，可以分为第一代、第二代、第三代和第四代，目前应用较为广泛的是第三代轮毂轴承，它一般由内圈、外圈、法兰盘和滚子单元四个部分构成。传统的第一代轮毂轴承是由两套圆锥滚子轴承或者球轴承组合而成，与第一代轮毂相比，第三代轮毂轴承的结构形式更为复杂，原先针对于第一代汽车轮毂轴承的检测方法和检测装置虽然有很多，但是由于结构的差异，这类方法和装置均不适用于第三代轮毂轴承，目前多数的第三代轮毂轴承生产厂家还处于手动检测的状态，人工测量存在检测效率低，不能准确控制测量力等缺点，影响了检测质量，同时还严重制约了第三代汽车轮毂轴承检测自动化的发展进程。

发明内容

针对传统的汽车轮毂轴承检测装置不能适用于第三代轮毂轴承特殊结构的现状，本发明提出了一种第三代汽车轮毂轴承轴向游隙自动化测量装置。为解决测量力问题，在测量装置中采用内置压力传感器的电动缸作为测量力加载装置，可以精确的控制测量力，将测量力误差控制在1％以内，为了能够有效的将电缸推(拉)力传递到带有凸缘的轮毂轴承外圈上，设计了专用的夹具；同时采用数显电感比较仪作为汽车轮毂轴承轴向游隙两个极限位置的测量仪表，这样就可利用机器视觉技术实现自动化读数，从而实现整个测量过程的自动化。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括大理石平台和固定在大理石平台上的龙门架；轴承座通过螺钉固定在大理石平台顶面，轴承座与大理石平台，保证测量过程的平稳性，被测汽车轮毂轴承的轴承法兰盘通过两侧的气缸固定放在轴承座上；龙门架横梁的两侧分别固定安装有右直线滑台和左直线滑台，右直线滑台和左直线滑台的底部分别安装有右电动缸和左电动缸，右电动缸和左电动缸的气缸杆竖直朝下，并分别连接有右夹具和左夹具，右夹具和左夹具分别夹住被测汽车轮毂轴承外圈周围的凸块，被测汽车轮毂轴承顶部上方安装有自动化测量检测组件。

所述的自动化测量检测组件包括测量面板、定位面板、数显电感比较仪和测量仪表升降电动缸，测量仪表升降电动缸固定在轴承座侧方的大理石平台上，测量仪表升降电动缸的气缸杆竖直朝上并连接有水平的悬臂梁，悬臂梁末端伸出到位于被测汽车轮毂轴承的正上方，悬臂梁末端底面固定连接有定位面板，定位面板的下端顶到被测汽车轮毂轴承的轴承内圈，定位面板中部通过弹簧与测量面板弹性连接，测量面板的下端顶到被测汽车轮毂轴承的外圈，数显电感比较仪固定安装在悬臂梁末端，数显电感比较仪的测量端穿过悬臂梁和定位面板后与测量面板连接。

本发明的定位面板如图4所示，测量面板如图5所示，测量面板中心向周围设有镜像的连接臂，定位面板沿周围设有用于配合连接臂通过的凹槽。

通过龙门架上所述的左、右直线滑台带动左、右电动缸沿水平方向移动，通过所述左、右电动缸驱动带动左、右夹具上下移动，左、右夹具将有效的测量力加载到被测汽车轮毂轴承的外圈上，带有由力反馈闭环控制系统的电动缸会实现测量力的精确控制，数显电感比较仪测量获得轴承外圈沿轴向移动的位移量，摄像头会自动识别出数显电感比较仪所显示的数值。

所述两侧的气缸包括左旋转夹紧气缸和右旋转夹紧气缸，左旋转夹紧气缸和右旋转夹紧气缸分别固定安装在轴承座两侧的大理石平台上，左旋转夹紧气缸和右旋转夹紧气缸分别伸出悬臂，悬臂末端设有螺栓，螺栓穿过被测汽车轮毂轴承底部法兰盘的通孔后伸入到轴承座的通孔中，左旋转夹紧气缸和右旋转夹紧气缸通过连接气源的电磁阀控制，将悬臂下压进而将被测汽车轮毂轴承固定在轴承座上。

本发明具体实施中还包括安装在龙门架上的摄像头、PLC和工控机，摄像头朝向被数显电感比较仪，摄像头和PLC均连接到工控，工控机分别与右直线滑台、左直线滑台、右电动缸、左电动缸和自动化测量检测组件连接。

安装在龙门架上的右直线滑台和左直线滑台可以分别带动右电动缸和左电动缸沿水平方向移动，到达预定位置后，与PLC相连接的控制器驱动左电动缸和右电动缸沿竖直方向移动，固定在左电动缸上的外圈左夹具和固定在右电动缸上的外圈右夹具会将测量力加载到被测的外圈上，并利用力反馈闭环控制系统精确控制测量力。

测量仪表升降电动缸将数显电感比较仪固定在指定测量位置，测量轴承外圈沿轴承轴向移动的位移量，摄像头会自动识别出数显电感比较仪所显示的数值，并通过数据线将数值上传至工控机进行后续处理。

本发明具有的有益效果是：

本发明克服了传统第一代汽车轮毂轴承轴向游隙测量装置的不足，针对第三代汽车轮毂轴承的结构特点，设计了专用的夹具，并利用配置压力传感器的电动缸实现精确的测量力控制，满足测量标准的要求，并结合了计算机视觉技术实现测量数据的自动获取，从而实现整个测量过程的自动化。因此可极大地减轻检测的劳动力成本，提高检测结果的可靠性。

本发明可在第三代轮毂轴承轴向游隙检测领域具有巨大的应用潜力，可为实现第三代汽车轮毂轴承的自动化检测发挥较大的作用。

附图说明

图1是本发明测量装置主视图。

图2是本发明测量装置侧视图。

图3是本发明所述夹具的零件图。

图4是本发明所述定位面板的零件图。

图5是本发明所述测量面板的零件图。

图中：1、大理石平台，2、左旋转夹紧气缸，3、轴承座，4、螺钉，5、法兰盘，6、右旋转夹紧气缸，7、龙门架，8、右夹具，9、外圈，10、右电动缸，11、右直线滑台，12、左直线滑台，13、左电动缸，14、左夹具，15、测量面板，16、定位面板，17、数显电感比较仪，18、弹簧，19、内圈，20、悬臂梁，21、测量仪表升降电动缸。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明包括大理石平台1、固定在大理石平台1上的龙门架7、安装在龙门架7上的摄像头、PLC和工控机；轴承座3通过螺钉4固定在大理石平台1顶面，轴承座3与大理石平台1刚性连接，保证测量过程的平稳性，被测汽车轮毂轴承的法兰盘5通过两侧的气缸固定在轴承座3上；龙门架7横梁的两侧分别固定安装有右直线滑台11和左直线滑台12，右直线滑台11和左直线滑台12的底部分别安装有右电动缸10和左电动缸13，右电动缸10和左电动缸13的气缸杆竖直朝下，并分别连接有右夹具8和左夹具14，右夹具8和左夹具14分别夹住被测汽车轮毂轴承的外圈9周围的凸块，被测汽车轮毂轴承顶部上方安装有自动化测量检测组件；摄像头朝向被数显电感比较仪17，摄像头和PLC均连接到工控机，工控机分别与右直线滑台11、左直线滑台12、右电动缸10、左电动缸13和自动化测量检测组件连接。

两侧的气缸包括左旋转夹紧气缸2和右旋转夹紧气缸6，自动化测量检测组件包括测量面板15、定位面板16、数显电感比较仪17和测量仪表升降电动缸21。

通过龙门架7上左、右直线滑台带动左、右电动缸沿水平方向移动，通过所述左、右电动缸驱动带动左、右夹具上下移动，左、右夹具将有效的测量力加载到被测汽车轮毂轴承的外圈9上，数显电感比较仪17测量获得外圈9沿轴向移动的位移量。

本发明的具体实施如下：

本实施例采用的第三代汽车轮毂轴承轴向游隙自动化测量装置所针对的测量对象为第三代汽车轮毂轴承的轴向游隙。

如图1所示，轴承座3放在大理石平台1上，大理石平台1上含有多个螺纹孔，通过螺钉4将轴承座3与大理石平台1实现刚性连接，保证测量过程的平稳性，被测的汽车轮毂轴承放在轴承座3上，轴承座3上含有通孔，通孔的位置和数量与轴承法兰盘5上的螺栓对应，螺栓各自落在轴承座3的通孔内，使轴承法兰盘5的下底面与轴承座3的上表面接触，为保证测量过程中轮毂轴承位置的稳定性，通过连接气源的电磁阀控制左旋转夹紧气缸2和右旋转夹紧气缸6将汽车轮毂轴承固定在轴承座3上。

龙门架7和大理石平台1通过中间的螺钉4进行刚性联接，龙门架7的横梁上装有右直线滑台11和左直线滑台12，右直线滑台11和左直线滑台12通过PLC和控制器实现水平方向的精确移动及定位，右直线滑台11上通过螺钉安装了右电动缸10，带动右电动缸10沿水平方向移动，右电动缸10的伸缩杆端部通过螺钉安装有轴承外圈右夹具8，左直线滑台12上通过螺钉联接安装了左电动缸13，带动左电动缸13沿水平方向移动，左电动缸13的伸缩杆端部通过螺钉安装有轴承外圈左夹具14。

如图2所示，在轴承座3的正后方将测量仪表升降电动缸21通过螺钉固定在大理石平台上，在测量仪表升降电动缸21的伸缩杆上装有钢制的悬臂梁20，把定位面板16和数显电感比较仪17全部固定在悬臂梁20上，测量面板15和定位面板16之间通过弹簧18联接，在轴向可以相对移动，利用PLC和控制器驱动测量仪表升降电动缸21带动悬臂梁20沿轴向向下移动，

当定位面板16的碰到轴承内圈19时，测量仪表升降电动缸21停止运动，在弹簧18的作用下测量面板15的下边沿与轴承外圈9的上边沿接触，而数显电感比较仪17的测头则与测量面板15的上表面接触。

结合图3所示，轴承外圈右夹具8和轴承外圈左夹具14内部有半圆形的空腔，当右直线滑台11带动轴承外圈右夹具8向左侧移动，左直线滑台12带动轴承外圈左夹具14向右侧移动，完全包围轴承外圈9的凸块时，右直线滑台11和左直线滑台12停止运动；此时利用PLC和控制器驱动右电动缸10和左电动缸13的伸缩杆向下运动，通过夹具将向下的推力施加到轴承外圈9上，在测量力的作用下测量面板15会随着轴承外圈9向下产生一个向下的微小位移，数显电感比较仪17会显示该位置的信息，摄像头会自动识别出数显电感比较仪17所显示的数值，并通过数据线将数值上传至工控机进行后续处理，然后再利用PLC和控制器驱动右电动缸10和左电动缸13的伸缩杆向上运动，通过夹具将向上的拉力施加到轴承外圈9上，在测量力的作用下测量面板15会随着轴承外圈9向上产生一个向上的微小位移，数显电感比较仪17会显示该位置的信息，摄像头会自动识别出数显电感比较仪17所显示的数值，并通过数据线将数值上传至工控机进行后续处理，在工控机上将两次记录的数值进行代数差运算即可得到汽车轮毂轴承的轴向游隙。

由此可见，本发明克服了传统汽车轮毂轴承检测方法不能用于第三代汽车轮毂轴承特殊结构的局限性，充分利用了现有压力闭环反馈系统实现测量力的精确控制，利用机器视觉先进方法实现测量仪表数据的自动读取，并且检测装置结构简单，操作简单，易于实现自动化，具有显著突出的技术效果。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种第三代汽车轮毂轴承轴向游隙自动化测量装置，其特征在于：包括大理石平台(1)和固定在大理石平台(1)上的龙门架(7)，轴承座(3)通过螺钉(4)固定在大理石平台(1)顶面，被测汽车轮毂轴承的法兰盘(5)通过两侧的气缸固定在轴承座(3)上；龙门架(7)横梁的两侧分别固定安装有右直线滑台(11)和左直线滑台(12)，右直线滑台(11)和左直线滑台(12)的底部分别安装有右电动缸(10)和左电动缸(13)，右电动缸(10)和左电动缸(13)的气缸杆竖直朝下，并分别连接有右夹具(8)和左夹具(14)，右夹具(8)和左夹具(14)分别夹住被测汽车轮毂轴承的外圈(9)周围的凸块，被测汽车轮毂轴承顶部上方安装有自动化测量检测组件。

2.根据权利要求1所述的一种第三代汽车轮毂轴承轴向游隙自动化测量装置，其特征在于：所述的自动化测量检测组件包括测量面板(15)、定位面板(16)、数显电感比较仪(17)和测量仪表升降电动缸(21)，测量仪表升降电动缸(21)固定在轴承座(3)侧方的大理石平台(1)上，测量仪表升降电动缸(21)的气缸杆竖直朝上并连接有水平的悬臂梁(20)，悬臂梁(20)末端伸出到位于被测汽车轮毂轴承的正上方，悬臂梁(20)末端底面固定连接有定位面板(16)，定位面板(16)的下端顶到被测汽车轮毂轴承内圈(19)的端面，定位面板(16)中部通过弹簧(18)与测量面板(15)弹性连接，测量面板(15)的下端顶到被测汽车轮毂轴承的外圈(9)的端面，数显电感比较仪(17)固定安装在悬臂梁(20)末端，数显电感比较仪(17)的测量端穿过悬臂梁(20)和定位面板(16)后与测量面板(15)接触。

3.根据权利要求1所述的一种第三代汽车轮毂轴承轴向游隙自动化测量装置，其特征在于：通过龙门架(7)上所述的左、右直线滑台带动左、右电动缸沿水平方向移动，通过所述左、右电动缸驱动带动左、右夹具上下移动，左、右夹具将有效的测量力加载到被测汽车轮毂轴承的外圈(9)上，数显电感比较仪(17)测量获得外圈(9)沿轴向移动的位移量。

4.根据权利要求1所述的一种第三代汽车轮毂轴承轴向游隙自动化测量装置，其特征在于：所述两侧的气缸包括左旋转夹紧气缸(2)和右旋转夹紧气缸(6)，左旋转夹紧气缸(2)和右旋转夹紧气缸(6)分别固定安装在轴承座(3)两侧的大理石平台(1)上，左旋转夹紧气缸(2)和右旋转夹紧气缸(6)分别伸出悬臂，悬臂末端设有螺栓，螺栓穿过被测汽车轮毂轴承法兰盘(5)的通孔后伸入到轴承座(3)的通孔中，左旋转夹紧气缸(2)和右旋转夹紧气缸(6)通过连接气源的电磁阀控制将悬臂下压进而将被测汽车轮毂轴承固定在轴承座(3)上。

5.根据权利要求2所述的一种第三代汽车轮毂轴承轴向游隙自动化测量装置，其特征在于：还包括安装在龙门架(7)上的摄像头、PLC和工控机，摄像头朝向被数显电感比较仪(17)，摄像头和PLC均连接到工控，工控机分别与右直线滑台(11)、左直线滑台(12)、右电动缸(10)、左电动缸(13)和自动化测量检测组件连接。