CN105865354B - 一种微型圆柱滚子两端面直径尺寸公差的检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种微型圆柱滚子两端面直径尺寸公差的检测方法，该检测方法使用到一套检测装置，所述检测装置含有基座、升降架、光电传感器、水平架、伺服电机、弹性夹持钳、高精度微型相机、显示器、计算机，被测微型圆柱滚子的两端面具有大端面和小端面，本发明通过高精度微型相机分别采集被测微型圆柱滚子小端面或是大端面的图像信息，将图像信息通过计算机进行数字化处理转换成二维图像和对应的直径尺寸公差，该直径尺寸公差与标准微型圆柱滚子大端面及小端面的设计尺寸公差进行比较，从而得出被测微型圆柱滚子大端面及小端面是否满足设计要求，检测装置结构简单轻巧，非常便于移动和携带，具有检测速度快、检测精度高之特点，提高微型圆柱滚子的检测精度。
Description
技术领域
本发明属于轴承自动化检测技术领域，尤其涉及到一种微型圆柱滚子两端面直径尺寸公差的检测方法。
背景技术
微型圆柱滚子在磨削加工时通常将定位端设在大端面，非定位端称之为小端面，所述大端面和所述小端面的公称直径尺寸是不相等的且设计公差也是不相等的，由于微型圆柱滚子在转动时所述小端面通常承受较大的轴向载荷，因此磨削加工后常常需要对所述小端面的加工精度做出检测，有时根据要求也对所述大端面的加工精度做出检测。
检测微型圆柱滚子小端面尺寸公差存在如下三个问题：
一是所述小端面的公差小于所述大端面的公差，有些所述小端面的公差甚至达到0.5μm，需要传感器具备较高的分辨率和准确度才能实施检测；
二是微型圆柱滚子的体积较小，放在大型工作台时带来很多的检测不便，检测精度也不高；
三是采取手动检测时经常产生较大的测量误差，检测效率比较低。
虽然工具显微镜也能对所述小端面的尺寸公差进行检测，但工具显微镜的机械结构复杂，需要较多的人工干预，因此很难提高检测效率。
综上，现有检测方式存在一定的局限性，尤其是所述小端面的尺寸公差检测一直是精密测量中的难点问题。
发明内容
针对现有技术的不足之处，本发明提供了一种微型圆柱滚子两端面直径尺寸公差的检测方法，该检测方法通过高精度微型相机分别采集被测微型圆柱滚子小端面或是大端面的图像信息，将图像信息通过计算机进行数字化处理转换成二维图像和对应的直径尺寸公差，该直径尺寸公差与标准微型圆柱滚子大端面及小端面的设计尺寸公差进行比较，从而得出被测微型圆柱滚子大端面及小端面是否满足设计要求，提高微型圆柱滚子的检测精度。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种微型圆柱滚子两端面直径尺寸公差的检测方法，该检测方法使用到一套检测装置，所述检测装置含有基座、升降架、光电传感器、水平架、伺服电机、弹性夹持钳、高精度微型相机、显示器、计算机，被测微型圆柱滚子的两端面在磨削加工时具有大端面和小端面之分，所述大端面和所述小端面的公称直径不相等且公差要求也是不相等的，光电传感器用于检测被测微型圆柱滚子任一端面距高精度微型相机之间的高度间距，伺服电机的旋转角度和旋转速度均由计算机控制并设定，高精度微型相机的分辨率能达到0.5μm且分别用于采集所述小端面及所述大端面的图像信息，并将该图像信息通过计算机进行数字化处理转换成二维图像和对应的直径尺寸公差，显示器既能显示二维图像，又能显示对应的直径尺寸公差，计算机分别将对应的直径尺寸公差与标准微型圆柱滚子大端面或是小端面的设计尺寸公差进行比较，标准微型圆柱滚子大端面和小端面的设计尺寸公差已分别存储在计算机中，本发明的特征如下：
基座上中间固定有升降架，升降架通过蜗轮蜗杆装配有上下移动的水平架，所述蜗轮蜗杆由同步电机驱动，水平架的一端上方固定有伺服电机，伺服电机的输出轴端联接有能拆卸的弹性夹持钳，与伺服电机同侧的升降架旁联接有能调节上下位置的光电传感器；
基座上一端固定有竖直放置的高精度微型相机，高精度微型相机的镜头处于水平状态，要求所述镜头的中心轴线与弹性夹持钳的钳口中心轴线重合，光电传感器处于所述镜头之上；
基座上另一端配装计算机，计算机联接显示器，所述同步电机、伺服电机、光电传感器均与计算机联接；
检测时先通过弹性夹持钳夹持在被测微型圆柱滚子的中部并将夹持钳装配在伺服电机的输出轴端，此时被测微型圆柱滚子的中心轴线相对所述镜头是任意偏转位置的，处于所述任意偏转位置的被测微型圆柱滚子被所述镜头采集图像信息并被反馈到计算机中，再通过显示器显示所述任意偏转位置，显示器在所述任意偏转位置的二维图像具有两种形态：一种是被测微型圆柱滚子处于模糊形态，另一种是被测微型圆柱滚子处于清晰形态；
当处于所述模糊形态时，表明被测微型圆柱滚子距所述镜头的高度间距或近或远，此时光电传感器能够测出该高度间距，该高度间距通过光电传感器被输入计算机，计算机根据高精度微型相机所设定的焦距来启动所述同步电机，所述同步电机带动所述蜗轮蜗杆使水平架沿升降架或上升或下降，直至被测微型圆柱滚子在显示器上的二维图像处于所述清晰形态为准；
当处于所述清晰形态时，所述大端面或是所述小端面并不一定平行于水平设置的所述镜头，所述大端面或是所述小端面相对所述镜头的偏转角度在显示器上得到显示，根据所述偏转角度计算机控制伺服电机的旋转角度和旋转方向，伺服电机的旋转方向可以是逆时针旋转，也可以是顺时针旋转，不论是所述逆时针旋转还是所述顺时针旋转，直至所述大端面平行于所述镜头面为准，之后高精度微型相机对所述大端面采集图像信息且通过计算机转换为二维图像并在显示器上显示，根据该二维图像计算机再通过相关运算即可得出所述大端面的直径尺寸公差，将所述大端面的直径尺寸公差与标准微型圆柱滚子的大端面设计尺寸公差进行比较，计算机即可得出所述大端面是否符合设计要求，完成所述大端面直径尺寸公差的检测过程；
上述所述大端面直径尺寸公差的检测过程结束后，计算机再控制伺服电机旋转180°并对所述小端面的直径尺寸公差进行检测，此时开启所述同步电机并使水平架沿升降架向上移动直至所述小端面在显示器上处于所述清晰形态为准，高精度微型相机对所述小端面采集图像信息且通过计算机转换为二维图像并在显示器上显示，根据该二维图像计算机再通过相关运算即可得出所述小端面的直径尺寸公差，将所述小端面的直径尺寸公差与标准微型圆柱滚子的小端面设计尺寸公差进行比较，计算机即可得出所述小端面是否符合设计要求，至此完成被测微型圆柱滚子两端面直径尺寸公差的检测。
由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果：
1）本发明能够同时检测不同规格的微型圆柱滚子两端面的直径尺寸公差，并自动识别出合格的微型圆柱滚子。
2）通过具有高分辨率、实时数字图像采集模块的高精度微型相机，能实现微型圆柱滚子的二维图像，通过高度间距的调整可有效防止二维图像产生灰色边缘，提高检测精度。
3）本发明的检测装置其结构简单轻巧，非常便于移动和携带，具有检测速度快、检测精度高之特点。
附图说明
图1是本发明检测装置的结构示意简图。
图1中：1-基座；2-升降架；3-光电传感器；4-水平架；5-伺服电机；6-弹性夹持钳；7-被测微型圆柱滚子；8-高精度微型相机；9-显示器；10-计算机。
具体实施方式
本发明是一种微型圆柱滚子两端面直径尺寸公差的检测方法，本发明通过高精度微型相机分别采集被测微型圆柱滚子小端面或是大端面的图像信息，将图像信息通过计算机进行数字化处理转换成二维图像和对应的直径尺寸公差，该直径尺寸公差与标准微型圆柱滚子大端面及小端面的设计尺寸公差进行比较，从而得出被测微型圆柱滚子大端面及小端面是否满足设计要求，提高微型圆柱滚子的检测精度。
结合图1.本发明使用到一套检测装置，所述检测装置含有基座1、升降架2、光电传感器3、水平架4、伺服电机5、弹性夹持钳6、高精度微型相机8、显示器9、计算机10。
磨削加工时即便是微型圆柱滚子的两端面也具有大端面和小端面之分，因为所述大端面和所述小端面的公称直径是不相等的且公差要求也是不相等的。
在本发明中，光电传感器用于检测被测微型圆柱滚子任一端面距高精度微型相机之间的高度间距，伺服电机的旋转角度和旋转速度均由计算机控制并设定，高精度微型相机的分辨率能达到0.5μm且分别用于采集所述小端面及所述大端面的图像信息，高精度微型相机是一种数码相机，采集的图像信息通过计算机进行数字化处理转换成二维图像和对应的直径尺寸公差，显示器既能显示二维图像，又能显示对应的直径尺寸公差，计算机分别将对应的直径尺寸公差与标准微型圆柱滚子大端面或是小端面的设计尺寸公差进行比较，计算机建议采用便携式或是嵌入式，这样所述检测装置就显得小巧并便于携带，标准微型圆柱滚子大端面和小端面的设计尺寸公差已分别存储在计算机中。
所述检测装置的联接结构如下：
基座上中间固定有升降架，升降架通过蜗轮蜗杆装配有上下移动的水平架，所述蜗轮蜗杆由同步电机驱动，水平架的一端上方固定有伺服电机，伺服电机的输出轴端联接有能拆卸的弹性夹持钳，与伺服电机同侧的升降架旁联接有能调节上下位置的光电传感器。
基座上一端固定有竖直放置的高精度微型相机，高精度微型相机的镜头处于水平状态，要求所述镜头的中心轴线与弹性夹持钳的钳口中心轴线重合，光电传感器处于所述镜头之上。
基座上另一端配装计算机，计算机联接显示器，所述同步电机、伺服电机、光电传感器均与计算机联接。
在所述检测装置的支持下本发明的方法如下：
检测时先通过弹性夹持钳夹持在被测微型圆柱滚子的中部并将夹持钳装配在伺服电机的输出轴端，由于装卡弹性夹持钳的原因，被测微型圆柱滚子的中心轴线相对所述镜头可能是任意偏转位置的，因此处于所述任意偏转位置的被测微型圆柱滚子被所述镜头采集图像信息并被反馈到计算机中，再通过显示器显示所述任意偏转位置，显示器在所述任意偏转位置的二维图像具有两种形态：一种是被测微型圆柱滚子处于模糊形态，另一种是被测微型圆柱滚子处于清晰形态，所述清晰形态以二维图像不产生灰色边缘为准。
依据上述两种形态，本发明的检测方法分下述两种情况予以分别处理。
第一种情况是处于所述模糊形态时，表明被测微型圆柱滚子距所述镜头的高度间距或近或远，此时光电传感器能够测出该高度间距，该高度间距通过光电传感器被输入计算机，计算机根据高精度微型相机所设定的焦距来启动所述同步电机，所述同步电机带动所述蜗轮蜗杆使水平架沿升降架或上升或下降，直至被测微型圆柱滚子在显示器上的二维图像处于所述清晰形态为准，如果被测微型圆柱滚子是成批的且数量较大，该高度间距只需调整一次即可。
第二种情况是处于所述清晰形态时，所述大端面或是所述小端面并不一定平行于水平设置的所述镜头，所述大端面或是所述小端面相对所述镜头的偏转角度在显示器上得到显示，根据所述偏转角度计算机控制伺服电机的旋转角度和旋转方向，伺服电机的旋转方向可以是逆时针旋转，也可以是顺时针旋转，不论是所述逆时针旋转还是所述顺时针旋转，直至所述大端面平行于所述镜头面为准，之后高精度微型相机对所述大端面采集图像信息且通过计算机转换为二维图像并在显示器上显示，根据该二维图像计算机再通过相关运算即可得出所述大端面的直径尺寸公差，将所述大端面的直径尺寸公差与标准微型圆柱滚子的大端面设计尺寸公差进行比较，计算机即可得出所述大端面是否符合设计要求，完成所述大端面直径尺寸公差的检测过程。
在第二种情况及上述所述大端面直径尺寸公差的检测过程结束后，计算机再控制伺服电机旋转180°并对所述小端面的直径尺寸公差进行检测，此时开启所述同步电机并使水平架沿升降架向上移动直至所述小端面在显示器上处于所述清晰形态为准，高精度微型相机对所述小端面采集图像信息且通过计算机转换为二维图像并在显示器上显示，根据该二维图像计算机再通过相关运算即可得出所述小端面的直径尺寸公差，将所述小端面的直径尺寸公差与标准微型圆柱滚子的小端面设计尺寸公差进行比较，计算机即可得出所述小端面是否符合设计要求，至此完成被测微型圆柱滚子两端面直径尺寸公差的检测。
上述方法同时检测微型圆柱滚子两端面的直径尺寸公差，在有些情况下只需检测微型圆柱滚子所述小端面的直径尺寸公差，此时的检测方法简述如下；
第一种情况存在并如上所述。
第二种情况是处于所述清晰形态时，所述小端面并不一定平行于水平设置的所述镜头，所述小端面相对所述镜头的偏转角度在显示器上得到显示，根据所述偏转角度计算机控制伺服电机的旋转角度和旋转方向，伺服电机的旋转方向可以是逆时针旋转，也可以是顺时针旋转，不论是所述逆时针旋转还是所述顺时针旋转，直至所述小端面平行于所述镜头面为准，之后高精度微型相机对所述大端面采集图像信息且通过计算机转换为二维图像并在显示器上显示，根据该二维图像计算机再通过相关运算即可得出所述小端面的直径尺寸公差，将所述小端面的直径尺寸公差与标准微型圆柱滚子的小端面设计尺寸公差进行比较，计算机即可得出所述小端面是否符合设计要求，完成所述小端面直径尺寸公差的检测过程。
本发明的检测方法同样能适用于微型圆锥滚子、微型球面滚子及微型螺旋滚子的检测，对其它规格的圆锥滚子、球面滚子及螺旋滚子也具有借鉴作用。
Claims (1)
1.一种微型圆柱滚子两端面直径尺寸公差的检测方法，该检测方法使用到一套检测装置，所述检测装置含有基座(1)、升降架(2)、光电传感器(3)、水平架(4)、伺服电机(5)、弹性夹持钳(6)、高精度微型相机(8)、显示器(9)、计算机(10)，被测微型圆柱滚子(7)的两端面在磨削加工时具有大端面和小端面之分，所述大端面和所述小端面的公称直径不相等且公差要求也是不相等的，光电传感器(3)用于检测被测微型圆柱滚子(7)任一端面距高精度微型相机(8)之间的高度间距，伺服电机(5)的旋转角度和旋转速度均由计算机(10)控制并设定，高精度微型相机(8)的分辨率能达到0.5μm且分别用于采集所述小端面及所述大端面的图像信息，并将该图像信息通过计算机(10)进行数字化处理转换成二维图像和对应的直径尺寸公差，显示器(9)既能显示二维图像，又能显示对应的直径尺寸公差，计算机(10)分别将对应的直径尺寸公差与标准微型圆柱滚子大端面或是小端面的设计尺寸公差进行比较，标准微型圆柱滚子大端面和小端面的设计尺寸公差已分别存储在计算机(10)中，其特征是：
基座(1)上中间固定有升降架(2)，升降架(2)通过蜗轮蜗杆装配有上下移动的水平架(4)，所述蜗轮蜗杆由同步电机驱动，水平架(4)的一端上方固定有伺服电机(5)，伺服电机(5)的输出轴端联接有能拆卸的弹性夹持钳(6)，与伺服电机(5)同侧的升降架(2)旁联接有能调节上下位置的光电传感器(3)；
基座(1)上一端固定有竖直放置的高精度微型相机(8)，高精度微型相机(8)的镜头处于水平状态，要求所述镜头的中心轴线与弹性夹持钳(6)的钳口中心轴线重合，光电传感器(3)处于所述镜头之上；
基座(1)上另一端配装计算机(10)，计算机(10)联接显示器(9)，所述同步电机、伺服电机(5)、光电传感器(3)均与计算机(10)联接；
检测时先通过弹性夹持钳(6)夹持在被测微型圆柱滚子(7)的中部并将夹持钳装配在伺服电机(5)的输出轴端，此时被测微型圆柱滚子(7)的中心轴线相对所述镜头是任意偏转位置的，处于所述任意偏转位置的被测微型圆柱滚子(7)被所述镜头采集图像信息并被反馈到计算机(10)中，再通过显示器(9)显示所述任意偏转位置，显示器(9)在所述任意偏转位置的二维图像具有两种形态：一种是被测微型圆柱滚子(7)处于模糊形态，另一种是被测微型圆柱滚子(7)处于清晰形态；
当处于所述模糊形态时，表明被测微型圆柱滚子(7)距所述镜头的高度间距或近或远，此时光电传感器(3)能够测出该高度间距，该高度间距通过光电传感器(3)被输入计算机(10)，计算机(10)根据高精度微型相机(8)所设定的焦距来启动所述同步电机，所述同步电机带动所述蜗轮蜗杆使水平架(4)沿升降架(2)或上升或下降，直至被测微型圆柱滚子(7)在显示器(9)上的二维图像处于所述清晰形态为准；
当处于所述清晰形态时，所述大端面或是所述小端面并不一定平行于水平设置的所述镜头，所述大端面或是所述小端面相对所述镜头的偏转角度在显示器(9)上得到显示，根据所述偏转角度计算机(10)控制伺服电机(5)的旋转角度和旋转方向，伺服电机(5)的旋转方向可以是逆时针旋转，也可以是顺时针旋转，不论是所述逆时针旋转还是所述顺时针旋转，直至所述大端面平行于所述镜头面为准，之后高精度微型相机(8)对所述大端面采集图像信息且通过计算机(10)转换为二维图像并在显示器(9)上显示，根据该二维图像计算机(10)再通过相关运算即可得出所述大端面的直径尺寸公差，将所述大端面的直径尺寸公差与标准微型圆柱滚子的大端面设计尺寸公差进行比较，计算机(10)即可得出所述大端面是否符合设计要求，完成所述大端面直径尺寸公差的检测过程；
上述所述大端面直径尺寸公差的检测过程结束后，计算机(10)再控制伺服电机(5)旋转180°并对所述小端面的直径尺寸公差进行检测，此时开启所述同步电机并使水平架(4)沿升降架(2)向上移动直至所述小端面在显示器(9)上处于所述清晰形态为准，高精度微型相机(8)对所述小端面采集图像信息且通过计算机(10)转换为二维图像并在显示器(9)上显示，根据该二维图像计算机(10)再通过相关运算即可得出所述小端面的直径尺寸公差，将所述小端面的直径尺寸公差与标准微型圆柱滚子的小端面设计尺寸公差进行比较，计算机(10)即可得出所述小端面是否符合设计要求，至此完成被测微型圆柱滚子(7)两端面直径尺寸公差的检测。
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