CN106363046B - 一种回转支承圆度误差自动整形机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种回转支承圆度误差自动整形机，属于工业检测校正技术领域。该自动整形机包括整形机架、电涡流传感器定位机构、助动筒辅助支撑机构、整形液压系统、滑动机架定位机构、回转支承定位旋转机构、PLC控制系统及伺服电机驱动系统。将待整形回转支承安装定位在助动筒辅助支撑机构和回转支承定位旋转机构上，以满足不同尺寸系列待整形回转支承的整形定位精度要求。电涡流传感器定位机构运动到检测工位后，滑动机架定位机构带动支撑柱实现待整形回转支承的旋转运动；PLC控制系统控制回转支承定位旋转机构以保证待整形回转支承的圆度误差最大值准确旋转定位至夹紧及整形工位。本发明具有很好的灵活性，能够有效地完成不同尺寸系列回转支承的圆度误差自动测量及整形工艺。

Description

一种回转支承圆度误差自动整形机

技术领域：

本发明属于工业检测校正技术领域，具体涉及一种回转支承圆度误差自动整形机，该设备尤其适用于加工回转支承生产流程的回转支承圆度误差自动测量及整形工艺。

背景技术：

为了保证回转支承在实际使用过程的寿命和运行精度，在加工回转支承过程中必须对其轮齿及滚道进行表面淬火处理以提高表面硬度和耐磨性。但由于淬火后回转支承变形较大易形成较大的圆度误差，该误差将直接导致轮齿及其齿圈产生变形，影响回转支承的公法线长度，使得回转支承内外圈不能正确啮合和传动，降低回转支承的使用寿命和运转的可靠性。

鉴于上述问题，在表面淬火工艺之后、精加工工艺之前必须增加整形工艺以恢复回转支承的圆度精度要求。目前传统回转支承生产厂家主要采取人工整形工艺，即将待整形回转支承装夹在立式车床的四爪卡盘上，用游标卡尺随机测量其六条直径长度，找出其直径最大处作好标记，随后采用通用立车夹具和扳手对其进行手动圆度整形，如此反复直到达到圆度公差要求。这种手动整形工艺因无法精确检测回转支承圆度误差最大值及其位置，且整形时也无法控制变形量，所以需要多次反复整形，整形的精确性和效率低，且操作人员手动加压，劳动强度高，易疲劳，无保护装置，存在安全生产隐患。

为此，本发明提出一种能够自动检测圆度误差及自动整形的整形设备，即利用电涡流传感器精确测量圆度误差，并通过PLC控制系统自动研判圆度误差最大值及其对应的角度值，用整形液压缸代替通用立车夹具和手动扳手完成加压整形工序，通过PLC控制系统准确控制整形液压缸输出的整形位移从而达到控制变形量恢复圆度公差的目的。该自动整形机能显著提高圆度误差检测精度、回转支承的圆度精度和整形效率，减少劳动强度，实现自动化整形操作，将操作人员从繁琐的生产工作中解放出来。

发明内容：

本发明的目的是为了克服现有手工整形工艺的不足，为回转支承整形工艺提供一种回转支承圆度误差自动整形机。

本发明所提供的一种回转支承圆度误差自动整形机包括整形机架1、电涡流传感器定位机构2、助动筒辅助支撑机构3、整形液压系统4、滑动机架定位机构5、回转支承定位旋转机构6、PLC控制系统及伺服电机驱动系统；所述整形机架1为整形机主体；所述电涡流传感器定位机构2的Z轴伺服驱动系统201通过螺栓、定位销和Z轴轴承座209安装固定在所述整形机架1左侧立柱的侧面上部；所述助动筒辅助支撑机构3的一端通过螺栓、定位销和助动筒轴承座302固定安装在所述整形机架1的正面支撑梁上，所述助动筒辅助支撑机构3的另一端通过螺栓、定位销和助动筒轴承座302固定安装在所述整形机架1的右侧立柱上部；所述整形液压系统4的液压缸机构通过螺栓、定位销和液压缸机构轴承座408固定在液压机架401上，所述液压机架401通过地脚螺栓独立安装于地面且用混凝土浇筑固定，所述液压机架401位于所述整形机架1的下方；所述滑动机架定位机构5通过滑动机架Z轴伺服系统和滑动机架Z轴导轨副513安装在所述整形机架1的正面，所述滑动机架Z轴导轨副513的静导轨焊接在所述整形机架1左右立柱的正面，所述滑动机架Z轴导轨副513的动导轨通过螺栓和定位销安装固定在所述滑动机架定位机构5的滑动机架本体512的背部，所述滑动机架Z轴导轨副513位于所述电涡流传感器定位机构2和所述助动筒辅助支撑机构3的下方；所述回转支承定位旋转机构6通过所述滑动机架定位机构5的左右旋向的滚珠丝杠副501、滑动机架X轴轴承座508、光杆502、光杆轴承座515及滑动机架X轴导轨副507安装在所述滑动机架定位机构5的滑动机架本体512上，所述回转支承定位旋转机构6位于所述滑动机架定位机构5的正面；所述PLC控制系统的CPU模块、电源模块、数字量模块、模拟量模块及所述伺服电机驱动系统安装在电控柜中，所述PLC控制系统的人机界面模块、键盘及鼠标装配于所述电控柜的外部，所述伺服电机驱动系统通过电缆线分别与所述电涡流传感器定位机构2、所述整形液压系统4及所述滑动机架定位机构5的伺服电机相连。

所述整形机架1由结构方钢和高强度耐磨材料焊接而成；所述整形机架1的承压板102的材质采用高强度耐磨材料，所述整形机架1上设有支撑架构101及加强肋103；所述整形机架1通过地脚螺栓固定于地面的同时浇筑混凝土。所述整形机架1的尺寸为：高度L1为4500mm；宽度L2为1500mm；长度L3为3500mm。

所述电涡流传感器定位机构2包括Z轴伺服驱动系统201、X轴伺服驱动系统202、电涡流传感器205及滑动工作台211；所述Z轴伺服驱动系统201包括Z轴伺服电机203、Z轴滚珠丝杠副204、Z向导轨副208A及Z轴轴承座209；所述Z轴伺服驱动系统201通过所述Z轴轴承座209、螺栓和定位销安装定位在所述整形机架1左侧立柱的侧面上部；所述X轴伺服驱动系统202包括X轴滚珠丝杠副206、X轴伺服电机207、X向导轨副208B及X轴轴承座210，所述X轴伺服驱动系统202通过所述X轴轴承座210、螺栓和定位销安装定位在所述滑动工作台211上，所述滑动工作台211采用螺栓和定位销装配于所述Z轴伺服驱动系统201的所述Z轴滚珠丝杠副204和所述Z向导轨副208A上；所述Z向导轨副208A的静导轨通过螺栓安装固定在所述整形机架1左侧立柱的侧面上部，所述Z向导轨副208A的静导轨位于两个对称设置的所述Z轴轴承座209之间，所述Z向导轨副208A的动导轨通过螺栓与所述Z轴滚珠丝杠副204的螺母固连；所述X向导轨副208B的静导轨通过螺栓安装固定在所述滑动工作台211上，所述X向导轨副208B的静导轨位于两个对称设置的所述X轴轴承座210之间，所述X向导轨副208B的动导轨通过螺栓与所述X轴滚珠丝杠副206的螺母固连；采用螺栓将所述电涡流传感器205安装固定在所述X轴伺服驱动系统202的所述X轴滚珠丝杠副206和所述X向导轨副208B上。所述电涡流传感器205在所述Z轴伺服电机203和所述X轴伺服电机207共同驱动下运行至检测工位，进行所述待整形回转支承7圆度误差的检测工序。为了满足不同尺寸的所述待整形回转支承7的检测工序要求，所述电涡流传感器205在X轴方向的工作行程：0mm～1200mm；在Z轴方向的工作行程：0mm～1000mm。

所述助动筒辅助支撑机构3包括助动筒301及助动筒轴承座302；所述助动筒301的上侧面与所述回转支承定位旋转机构6的支撑柱602底部相切同一平面以定位支撑所述待整形回转支承7。所述助动筒301对所述待整形回转支承7起到辅助定位支撑作用，且其自由转动特性有利于减少所述待整形回转支承7旋转时的摩擦力。

所述整形液压系统4包括液压机架401、滑动丝杠副402、整形液压缸403、液压缸机构伺服电机404、整形压块405、液压缸机构导轨副406、压力继电器407、液压缸机构轴承座408、伺服比例阀、换向阀、液压泵、压力传感器及液压油箱；所述液压机架401通过地脚螺栓独立安装于地面且用混凝土浇筑固定；所述滑动丝杠副402、所述整形液压缸403及所述液压缸机构伺服电机404通过螺栓、定位销、联轴器、所述液压缸机构导轨副406和所述液压缸机构轴承座408安装在所述液压机架401上；所述滑动丝杠副402的螺母通过螺栓与所述整形液压缸403的机座固连；所述液压缸机构导轨副406的静导轨通过螺栓安装固定在所述液压机架401上，所述液压缸机构导轨副406的动导轨通过螺栓安装固定在所述整形液压缸403的机座上；所述整形压块405通过螺纹连接方式与所述整形液压缸403的缸杆固连；所述压力继电器407采用螺栓安装在所述液压机架401上；所述伺服比例阀、所述换向阀及所述液压泵采用螺栓安装在所述液压油箱上；所述压力传感器安装在所述整形液压系统4的液压管路上。在整形工艺中，所述PLC控制系统发出控制指令驱动所述回转支承定位旋转机构6将所述待整形回转支承7旋转定位至夹紧及整形工位后，所述整形液压缸403在所述液压缸机构伺服电机404和所述滑动丝杠副402的作用下，沿所述液压缸机构导轨副406运动到夹紧及整形工位，其工作行程根据所述待整形回转支承7的尺寸不同为：0mm～1000mm。为了满足不同材质和不同尺寸系列的所述待整形回转支承7圆度误差自动整形工艺技术要求，设计七套所述整形压块405，其结构为：与所述待整形回转支承7接触面的圆弧半径R分别为375mm、425mm、475mm、525mm、575mm、625mm、675mm；其外形尺寸分别为：L4为150mm∽250mm；L5为60mm∽150mm；L6为60mm∽150mm；L7为60mm∽150mm；螺纹取M30规格。

所述滑动机架定位机构5包括两端分别为左右旋向的滚珠丝杠副501、光杆502、光杆伺服电机503、滑动机架Z轴伺服电机504、滑动机架X轴伺服电机511、滑动机架Z轴伺服电机连接机构505、滑动机架X轴伺服电机连接机构509、光杆伺服电机连接机构516、滑动机架滚珠丝杠副506、滑动机架X轴导轨副507、滑动机架Z轴导轨副513、滑动机架X轴轴承座508、光杆轴承座515、滑动机架X轴联轴器510、光杆联轴器514及滑动机架本体512；所述左右旋向的滚珠丝杠副501通过所述滑动机架X轴轴承座508固连于所述滑动机架本体512上，所述左右旋向的滚珠丝杠副501通过所述滑动机架X轴联轴器510与所述滑动机架X轴伺服电机511相连；所述光杆502通过所述光杆轴承座515固连于所述滑动机架本体512上，所述光杆502通过所述光杆联轴器514与所述光杆伺服电机503相连；所述滑动机架滚珠丝杠副506通过轴承座固连于所述整形机架1上，所述滑动机架滚珠丝杠副506通过联轴器与所述滑动机架Z轴伺服电机504相连；所述光杆伺服电机503采用螺栓固定装配在所述光杆伺服电机连接机构516上；所述滑动机架Z轴伺服电机504采用螺栓固定装配在所述滑动机架Z轴伺服电机连接机构505上；所述滑动机架X轴伺服电机511采用螺栓固定装配在所述滑动机架X轴伺服电机连接机构509上；所述滑动机架Z轴伺服电机连接机构505通过螺栓和定位销安装在所述整形机架1的支撑梁上；所述滑动机架X轴伺服电机连接机构509和所述光杆伺服电机连接机构516通过螺栓和定位销安装固定在所述滑动机架本体512上；所述滑动机架X轴导轨副507的静导轨位于所述滑动机架本体512的正面，所述滑动机架X轴导轨副507的动导轨通过螺栓和定位销与所述回转支承定位旋转机构6的连接板606相连；所述滑动机架Z轴导轨副513的静导轨采用焊接方式焊接在所述整形机架1正面的左右立柱上，所述滑动机架Z轴导轨副513的动导轨通过螺栓、定位销与所述滑动机架本体512相连；所述滑动机架本体512采用螺栓与所述滑动机架滚珠丝杠副506的螺母连接。在整形工艺中，首先根据所述待整形回转支承7的尺寸大小，所述回转支承定位旋转机构6在所述滑动机架X轴伺服电机511驱动下沿所述滑动机架X轴导轨副507运行至安装定位工位，所述回转支承定位旋转机构6的工作行程：0mm～1000mm；随后将所述待整形回转支承7安放于所述助动筒辅助支撑机构3和所述回转支承定位旋转机构6上；最后所述滑动机架定位机构5在所述滑动机架Z轴伺服电机504驱动下沿Z轴方向运行至夹紧工位，所述滑动机架定位机构5的工作行程：0mm～1000m。

所述回转支承定位旋转机构6包括蜗轮蜗杆副601、支撑柱602、平键603、连接轴605、连接板606及长平键604；所述蜗轮蜗杆副601的涡轮、所述支撑柱602通过螺栓和所述平键603与所述连接轴605固连成一体；所述蜗轮蜗杆副601的蜗杆通过所述长平键604与所述滑动机架定位机构5中的光杆502配合；所述连接板606通过螺栓、定位销和所述滑动机架定位机构5的滑动机架X轴导轨副507的动导轨相连。在整形工艺中，首先所述滑动机架定位机构5的滑动机架X轴伺服电机511通过所述滑动机架定位机构5的左右旋向的滚珠丝杠副501驱动两套回转支承定位旋转机构组件相向运动至安装定位工位；然后所述滑动机架定位机构5的光杆伺服电机503通过所述滑动机架定位机构5的光杆502和所述蜗轮蜗杆副601驱动所述支撑柱602带动所述待整形回转支承7旋转，实现所述电涡流传感器定位机构2的电涡流传感器205检测所述待整形回转支承7的圆度误差工序。

所述电源模块通过电缆线与CPU模块、数字量模块、模拟量模块、人机界面模块及伺服电机驱动系统相连；所述CPU模块通过电线连接外部人机控制界面的按钮、设备上的各种限位开关及报警灯；所述CPU模块通过信号线连接所述数字量模块以及所述模拟量模块；所述数字量模块通过信号线与所述伺服电机驱动系统、所述整形液压系统4的换向阀及所述整形液压系统4的压力继电器407相连；所述模拟量模块通过信号线与电涡流传感器205、所述整形液压系统4的压力传感器及所述整形液压系统4的液压泵相连。为了实现所述不同尺寸系列所述待整形回转支承7的整形工艺，可通过人机界面模块的显示器设置相关整形工艺参数以达到所述PLC控制系统自动控制整形目的。在所述PLC控制系统的控制下，回转支承圆度误差自动整形机实现所述电涡流传感器定位机构2、所述助动筒辅助支撑机构3、所述整形液压系统4、所述滑动机架定位机构5、所述回转支承定位旋转机构6的联动，共同完成所述不同尺寸系列所述待整形回转支承7的圆度误差实时检测、最大圆度误差所在的角度值研判、液压整形等工序。

本发明的优点体现在如下方面：通过本自动整形机的人机界面，操作人员只需根据待整形回转支承的尺寸和材质的不同输入相关的整形控制参数，其余检测和整形工序都是在PLC控制系统下自动完成，减少传统人工整形工艺中因操作人员操作游标卡尺检测所产生的人为误差，减轻劳动强度，提高检测精度和效率，从而实现回转支承整形工艺的智能化。

附图说明：

图1为本发明自动整形机的结构示意图；

图2为图1中的A向侧视结构示意图；

图3为本发明自动整形机中回转支承定位旋转机构的剖视结构示意图；

图4为本发明自动整形机中整形压块结构示意图。

图中：1：整形机架；2：电涡流传感器定位机构；3：助动筒辅助支撑机构；4：整形液压系统；5：滑动机架定位机构；6：回转支承定位旋转机构；7：待整形回转支承；101：支撑架构；102：承压板；103：加强肋；201：Z轴伺服驱动系统；202：X轴伺服驱动系统；203：Z轴伺服电机；204：Z轴滚珠丝杠副；205：电涡流传感器；206：X轴滚珠丝杠副；207：X轴伺服电机；208A：Z向导轨副、208B：X向导轨副；209：Z轴轴承座；210：X轴轴承座；211：滑动工作台；301：助动筒；302：助动筒轴承座；401：液压机架；402：滑动丝杠副；403：整形液压缸；404：液压缸机构伺服电机；405：整形压块；406：液压缸机构导轨副；407：压力继电器；408：液压缸机构轴承座；501：左右旋向的滚珠丝杠副；502：光杆；503：光杆伺服电机；504：滑动机架Z轴伺服电机；505：滑动机架Z轴伺服电机连接机构；506：滑动机架滚珠丝杠副；507：滑动机架X轴导轨副；508：滑动机架X轴轴承座；509：滑动机架X轴伺服电机连接机构；510：滑动机架X轴联轴器；511：滑动机架X轴伺服电机；512：滑动机架本体；513：滑动机架Z轴导轨副；514：光杆联轴器；515：光杆轴承座；516：光杆伺服电机连接机构；601：蜗轮蜗杆副；602：支撑柱；603：平键；604：长平键；605：连接轴；606：连接板。

具体实施方式：

本发明所提供的一种回转支承圆度误差自动整形机包括整形机架1、电涡流传感器定位机构2、助动筒辅助支撑机构3、整形液压系统4、滑动机架定位机构5、回转支承定位旋转机构6、PLC控制系统及伺服电机驱动系统。

该自动整形机设备在所述PLC控制系统发出自动整形启动指令后，首先所述回转支承定位旋转机构6运行至所述待整形回转支承7安装定位工位，将所述待整形回转支承7安放于所述回转支承定位旋转机构6和所述助动筒辅助支撑机构3上；其次所述滑动机架定位机构5在所述滑动机架定位机构5的滑动机架Z轴伺服电机504驱动下拖动所述待整形回转支承7至夹紧及整形工位，与此同时所述电涡流传感器定位机构2的电涡流传感器205在所述电涡流传感器定位机构2的Z轴伺服电机203和X轴伺服电机207拖动下运行至检测工位；接着所述滑动机架定位机构5的光杆伺服电机503驱动所述回转支承定位旋转机构6的支撑柱602旋转从而促使所述待整形回转支承7旋转360度的同时，所述电涡流传感器定位机构2的电涡流传感器205实时检测所述待整形回转支承7的圆度误差并将检测的误差值实时反馈所述PLC控制系统；然后所述PLC控制系统依据圆度误差值的大小研判所述待整形回转支承7圆度误差的最大值和其对应角度值，所述PLC控制系统控制所述回转支承定位旋转机构6驱动所述待整形回转支承7旋转使其圆度误差最大值位于夹紧及整形工位；随后所述整形液压系统4的整形液压缸403在所述整形液压系统4的液压缸机构伺服电机408驱动下运行至夹紧及整形工位，伸出液压缸杆使所述整形液压系统4的整形压块405夹紧所述待整形回转支承7后，所述待回转支承定位旋转机构6和所述电涡流传感器定位机构2复位，所述整形液压系统4的整形液压缸403继续施加压力驱使所述待整形回转支承7发生塑性变形并保压一段时间。保压工序结束后，所述回转支承定位旋转机构6运行至定位工位托住已整形回转支承；最后所述液压整形系统4的整形液压缸403收回液压缸杆，所述液压整形系统4的液压缸机构复位，完成回转支承的整形工艺。

本发明的电涡流传感器定位机构2包括Z轴伺服驱动系统201、X轴伺服驱动系统202、电涡流传感器205及滑动工作台211。为了降低整形工序时整形机架1的倾覆力矩，Z轴伺服驱动系统201通过Z轴轴承座209、螺栓和定位销安装定位在整形机架1左侧立柱的侧面上部。为了便于检测待整形回转支承7的圆度误差，将X轴伺服驱动系统202通过滑动工作台211安装在整形机架1的正面，即X轴伺服驱动系统202通过X轴轴承座210、螺栓和定位销安装定位在滑动工作台211上，且滑动工作台211采用螺栓固定装配于Z轴伺服驱动系统201的Z轴滚珠丝杠副204和Z向导轨副208A上。采用螺栓将电涡流传感器205固定安装在X轴伺服驱动系统202的X轴滚珠丝杠副206和X向导轨副208B上。根据不同待整形回转支承7的尺寸大小，X轴伺服驱动系统202的X轴伺服电机207和Z轴伺服驱动系统201的Z轴伺服电机203通过X轴伺服驱动系统202的X轴滚珠丝杠副206和Z轴伺服驱动系统201的Z轴滚珠丝杠副204拖动电涡流传感器205沿X轴伺服驱动系统202的X向导轨副208B和Z轴伺服驱动系统201的Z向导轨副208A运行至检测工位，进行回转支承圆度误差的检测工序。在整形工艺中，电涡流传感器205将待整形回转支承7的圆度误差实时反馈PLC控制系统，以便PLC控制系统研判待整形回转支承7圆度误差最大值及其对应的角度位置。

本发明的助动筒辅助支撑机构3包括助动筒301和助动筒轴承座302。为了实现辅助定位工序，助动筒辅助支撑机构3通过助动筒轴承座302、螺栓和定位销安装在整形机架1的正面支撑板和右侧立柱上部，其安装角α°可以根据不同尺寸待整形回转支承7的整形技术要求在如下范围内进行调整：30°≤α°≤50°。助动筒301上侧面与回转支承定位旋转机构6的两支撑柱602底部相切同一平面以定位待整形回转支承7。为了减少待整形回转支承7在检测工序中的旋转摩擦力，助动筒301通过轴承安装在助动筒轴承座302上并保持自由转动状态。

本发明的整形液压系统4包含液压机架401、滑动丝杠副402、整形液压缸403、液压缸机构伺服电机404、整形压块405、液压缸机构导轨副406、压力继电器407、液压缸机构轴承座408、伺服比例阀、换向阀、液压泵、压力传感器及液压油箱。为了减轻整形机架1的重量和保持其工作的稳定性，液压机架401通过地脚螺栓独立安装于地面并用混凝土浇筑固定。为了承担整形液压缸在夹紧及整形工序的反作用力，本液压系统采用滑动丝杠副402，系统轴承设计选型为角接触球轴承和推力轴承。滑动丝杠副402、整形液压缸403和液压缸机构伺服电机404通过螺栓、定位销、液压缸机构导轨副406和液压缸机构轴承座408安装在液压机架401上。整形压块405通过螺纹连接方式和整形液压缸403的缸杆固定连接。采用螺栓安装在液压机架401上的两个压力继电器407中一个控制整形液压缸403定位于夹紧及整形工位而另一个控制整形液压缸403定位于复位初始点。伺服比例阀、换向阀、液压泵采用螺栓安装在液压油箱上。压力传感器安装在液压系统管路上。在整形过程中，PLC控制系统发出控制指令驱动回转支承定位旋转机构6带动待整形回转支承7旋转定位至夹紧及整形工位后，整形液压缸403在液压缸机构伺服电机404和滑动丝杠副402的作用下沿液压缸机构导轨副406运动到夹紧及整形工位。整形液压缸403及整形压块405在PLC控制系统和液压系统各子系统的共同作用下完成待整形回转支承7的夹紧及整形工序。

本发明的滑动机架定位机构5由两端分别为左右旋向的滚珠丝杠副501、光杆502、光杆伺服电机503、滑动机架Z轴伺服电机504、滑动机架X轴伺服电机511、滑动机架Z轴伺服电机连接机构505、滑动机架X轴伺服电机连接机构509、光杆伺服电机连接机构516、滑动机架滚珠丝杠副506、滑动机架X轴导轨副507、滑动机架Z轴导轨副513、滑动机架X轴轴承座508、光杆轴承座515、滑动机架X轴联轴器510、光杆联轴器514、滑动机架本体512组成。左右旋向的滚珠丝杠副501通过滑动机架X轴轴承座508、螺栓和定位销固连于滑动机架本体512上，左右旋向的滚珠丝杠副501通过滑动机架X轴联轴器510与滑动机架X轴伺服电机511相连；光杆502通过光杆轴承座515、螺栓和定位销固连于滑动机架本体512上，光杆502通过光杆联轴器514与光杆伺服电机503相连；滑动机架滚珠丝杠副506通过轴承座、螺栓和定位销固连于整形机架1上，滑动机架滚珠丝杠副506通过联轴器与滑动机架Z轴伺服电机504相连；光杆伺服电机503采用螺栓固定装配在光杆伺服电机连接机构516上；滑动机架Z轴伺服电机504采用螺栓固定装配在滑动机架Z轴伺服电机连接机构505上；滑动机架X轴伺服电机511采用螺栓固定装配在滑动机架X轴伺服电机连接机构509上；滑动机架Z轴伺服电机连接机构505通过螺栓和定位销安装在整形机架1支撑梁上；滑动机架X轴伺服电机连接机构509和光杆伺服电机连接机构516通过螺栓和定位销安装固定在滑动机架本体512上；滑动机架X轴导轨副507的静导轨为滑动机架本体512的正面，滑动机架X轴导轨副507的动导轨通过螺栓和定位销与回转支承定位旋转机构6的连接板606相连；滑动机架Z轴导轨副513的静导轨采用焊接方式焊接在整形机架1左右立柱上，滑动机架Z轴导轨副513的动导轨通过螺栓、定位销和滑动机架本体512相连。为了满足不同尺寸系列待整形回转支承7的检测工序和整形工序要求，滑动机架定位机构本体512在滑动机架Z轴伺服电机504驱动下沿滑动机架Z轴导轨副513运行到相应的夹紧及整形工位。为了满足不同尺寸系列待整形回转支承7的检测工序要求，回转支承定位旋转机构6必须具备相向运动功能，为此左右旋向的滚珠丝杠副501设计选型为一半工作行程为左旋另一半工作行程为右旋的机械结构，左右旋向的滚珠丝杠副501在滑动机架X轴伺服电机511驱动下拖动回转支承定位旋转机构6的两套支撑柱组件沿滑动机架X轴导轨副507相向运动。为了满足待整形回转支承7的旋转检测工序技术要求，光杆502上设计有长度为100～2500mm的键槽；光杆502在光杆伺服电机503驱动下通过长平键604带动回转支承定位旋转机构6的两个支撑柱602旋转。滑动机架定位机构5主要实现不同尺寸系列待整形回转支承7的Z轴定位功能和驱动回转支承定位旋转机构6的两个支撑柱602旋转运动。

本发明的回转支承定位旋转机构6包括由两套完全相同的蜗轮蜗杆副601、支撑柱602、平键603、连接轴605、连接板606组成的机构及长平键604。蜗轮蜗杆副601的涡轮、支撑柱602和连接轴605通过螺栓和平键603固连成一体。蜗轮蜗杆副601的蜗杆通过长平键604与滑动机架定位机构5的光杆502配合。回转支承定位旋转机构6通过滑动机架定位机构5的滑动机架X轴导轨副507安装在滑动机架定位机构5上。在整形工艺中，两个支撑柱602在滑动机架定位机构5的光杆伺服电机503和光杆502驱动下旋转以便电涡流传感器定位机构2的电涡流传感器205检测待整形回转支承7的圆度误差。回转支承定位旋转机构实现待整形回转支承7的定位支撑和旋转两大功能。

本发明的PLC控制系统及伺服电机驱动系统包括PLC的CPU模块、电源模块、数字量模块、模拟量模块、人机界面模块、键盘、鼠标以及伺服电机驱动系统等部件。PLC控制系统的CPU模块、电源模块、数字量模块、模拟量模块以及伺服驱动系统装配于电控柜内部。人机界面模块、键盘及鼠标装配于电控柜外部便于操作人员操作。电源模块通过电缆线与CPU模块、数字量模块、模拟量模块、人机界面模块及伺服电机驱动系统相连。CPU模块通过电线连接外部控制界面的按钮、限位开关、报警灯和通过信号线连接数字量模块、模拟量模块，并通过控制程序控制整形设备的各个子系统协调工作。数字量模块通过信号线与伺服电机驱动系统、整形液压系统4的换向阀、整形液压系统4的压力继电器407相连完成相关控制功能。模拟量模块通过信号线与电涡流传感器定位机构2的电涡流传感器205、整形液压系统4的液压系统的压力传感器、整形液压系统4的液压泵相连，并将各检测信号反馈给PLC模块或控制整形液压系统4的液压泵运转；所述伺服电机驱动系统通过电缆线与电涡流传感器定位机构2的伺服电机、整形液压系统4的伺服电机、滑动机架定位机构5的伺服电机相连以驱动相关伺服电机。在整形过程中，针对不同尺寸系列的待整形回转支承7，通过人机界面模块的显示器设置相关整形工艺参数实现PLC控制系统的控制整形功能。

本发明具有良好的整形可靠性；各系统的零部件易于装卸和维护；控制系统简单，控制界面人性化；能显著提高圆度误差检测精度、回转支承的圆度精度和整形效率、减少劳动强度，实现自动化整形操作，将操作人员从繁琐的生产工作中解放出来。

Claims (8)

1.一种回转支承圆度误差自动整形机，其特征在于该整形机包括整形机架(1)、电涡流传感器定位机构(2)、助动筒辅助支撑机构(3)、整形液压系统(4)、滑动机架定位机构(5)、回转支承定位旋转机构(6)、PLC控制系统及伺服电机驱动系统；所述整形机架(1)为整形机主体；所述电涡流传感器定位机构(2)的Z轴伺服驱动系统(201)通过螺栓、定位销和Z轴轴承座(209)安装固定在所述整形机架(1)左侧立柱的侧面上部；所述助动筒辅助支撑机构(3)的一端通过螺栓、定位销和助动筒轴承座(302)固定安装在所述整形机架(1)的正面支撑梁上，所述助动筒辅助支撑机构(3)的另一端通过螺栓、定位销和助动筒轴承座(302)固定安装在所述整形机架(1)的右侧立柱上部；所述整形液压系统(4)的液压缸机构通过螺栓、定位销和液压缸机构轴承座(408)固定在液压机架(401)上，所述液压机架(401)通过地脚螺栓独立安装于地面且用混凝土浇筑固定，所述液压机架(401)位于所述整形机架(1)的下方；所述滑动机架定位机构(5)通过滑动机架Z轴伺服系统、滑动机架本体(512)和滑动机架Z轴导轨副(513)安装在所述整形机架(1)的正面，所述滑动机架本体(512)是所述滑动机架定位机构(5)的机械结构本体，所述滑动机架Z轴导轨副(513)的静导轨焊接在所述整形机架(1)左右立柱的正面，所述滑动机架Z轴导轨副(513)的动导轨通过螺栓和定位销安装固定在所述滑动机架本体(512)的背部，所述滑动机架Z轴导轨副(513)位于所述电涡流传感器定位机构(2)和所述助动筒辅助支撑机构(3)的下方；所述回转支承定位旋转机构(6)通过所述滑动机架定位机构(5)的左右旋向的滚珠丝杠副(501)、滑动机架X轴轴承座(508)、光杆(502)、光杆轴承座(515)及滑动机架X轴导轨副(507)安装在所述滑动机架定位机构(5)的滑动机架本体(512)上，所述回转支承定位旋转机构(6)位于所述滑动机架定位机构(5)的正面；所述PLC控制系统的CPU模块、电源模块、数字量模块、模拟量模块及所述伺服电机驱动系统安装在电控柜中，所述PLC控制系统的人机界面模块、键盘及鼠标装配于所述电控柜的外部，所述伺服电机驱动系统通过电缆线分别与所述电涡流传感器定位机构(2)、整形液压系统(4)及滑动机架定位机构(5)的伺服电机相连。

2.根据权利要求1所述的一种回转支承圆度误差自动整形机，其特征在于所述整形机架(1)由结构方钢和高强度耐磨材料焊接而成；所述整形机架(1)的承压板(102)材质采用高强度耐磨材料，所述整形机架(1)上设有支撑架构(101)及加强肋(103)；所述整形机架(1)通过地脚螺栓固定于地面的同时浇筑混凝土。

3.根据权利要求1所述的一种回转支承圆度误差自动整形机，其特征在于所述电涡流传感器定位机构(2)包括Z轴伺服驱动系统(201)、X轴伺服驱动系统(202)、电涡流传感器(205)及滑动工作台(211)；所述Z轴伺服驱动系统(201)包括Z轴伺服电机(203)、Z轴滚珠丝杠副(204)、Z向导轨副(208A)及Z轴轴承座(209)；所述Z轴伺服驱动系统(201)通过所述Z轴轴承座(209)、螺栓和定位销安装定位在所述整形机架(1)左侧立柱的侧面上部；所述X轴伺服驱动系统(202)包括X轴滚珠丝杠副(206)、X轴伺服电机(207)、X向导轨副(208B)及X轴轴承座(210)，所述X轴伺服驱动系统(202)通过所述X轴轴承座(210)、螺栓和定位销安装定位在所述滑动工作台(211)上，所述滑动工作台(211)采用螺栓和定位销装配于所述Z轴伺服驱动系统(201)的所述Z轴滚珠丝杠副(204)和所述Z向导轨副(208A)上；所述Z向导轨副(208A)的静导轨通过螺栓安装固定在所述整形机架(1)左侧立柱的侧面上部，所述Z向导轨副(208A)的静导轨位于两个对称设置的所述Z轴轴承座(209)之间，所述Z向导轨副(208A)的动导轨通过螺栓与所述Z轴滚珠丝杠副(204)的螺母固连；所述X向导轨副(208B)的静导轨通过螺栓安装固定在所述滑动工作台(211)上，所述X向导轨副(208B)的静导轨位于两个对称设置的所述X轴轴承座(210)之间，所述X向导轨副(208B)的动导轨通过螺栓与所述X轴滚珠丝杠副(206)的螺母固连；采用螺栓将所述电涡流传感器(205)安装固定在所述X轴伺服驱动系统(202)的所述X轴滚珠丝杠副(206)和所述X向导轨副(208B)上。

4.根据权利要求1所述的一种回转支承圆度误差自动整形机，其特征在于所述助动筒辅助支撑机构(3)包括助动筒(301)及助动筒轴承座(302)；所述助动筒(301)的上侧面与所述回转支承定位旋转机构(6)的支撑柱(602)底部相切同一平面以定位支撑待整形回转支承(7)。

5.根据权利要求1所述的一种回转支承圆度误差自动整形机，其特征在于所述整形液压系统(4)包括液压机架(401)、滑动丝杠副(402)、整形液压缸(403)、液压缸机构伺服电机(404)、整形压块(405)、液压缸机构导轨副(406)、压力继电器(407)、液压缸机构轴承座(408)、伺服比例阀、换向阀、液压泵、压力传感器及液压油箱；所述滑动丝杠副(402)、整形液压缸(403)及所述液压缸机构伺服电机(404)通过螺栓、定位销、联轴器、所述液压缸机构导轨副(406)和所述液压缸机构轴承座(408)安装在所述液压机架(401)上；所述滑动丝杠副(402)的螺母通过螺栓与所述整形液压缸(403)的机座固连；所述液压缸机构导轨副(406)的静导轨通过螺栓安装固定在所述液压机架(401)上，所述液压缸机构导轨副(406)的动导轨通过螺栓安装固定在所述整形液压缸(403)的机座上；所述整形压块(405)通过螺纹连接方式与所述整形液压缸(403)的缸杆固连；所述压力继电器(407)采用螺栓安装在所述液压机架(401)上；所述伺服比例阀、所述换向阀及所述液压泵采用螺栓安装在所述液压油箱上；所述压力传感器安装在所述整形液压系统(4)的液压管路上。

6.根据权利要求1所述的一种回转支承圆度误差自动整形机，其特征在于所述滑动机架定位机构(5)包括两端分别为左右旋向的滚珠丝杠副(501)、光杆(502)、光杆伺服电机(503)、滑动机架Z轴伺服电机(504)、滑动机架X轴伺服电机(511)、滑动机架Z轴伺服电机连接机构(505)、滑动机架X轴伺服电机连接机构(509)、光杆伺服电机连接机构(516)、滑动机架滚珠丝杠副(506)、滑动机架X轴导轨副(507)、滑动机架Z轴导轨副(513)、滑动机架X轴轴承座(508)、光杆轴承座(515)、滑动机架X轴联轴器(510)、光杆联轴器(514)及滑动机架本体(512)；所述左右旋向的滚珠丝杠副(501)通过所述滑动机架X轴轴承座(508)固连于所述滑动机架本体(512)上，所述左右旋向的滚珠丝杠副(501)通过所述滑动机架X轴联轴器(510)与所述滑动机架X轴伺服电机(511)相连；所述光杆(502)通过所述光杆轴承座(515)固连于所述滑动机架本体(512)上，所述光杆(502)通过所述光杆联轴器(514)与所述光杆伺服电机(503)相连；所述滑动机架滚珠丝杠副(506)通过轴承座固连于所述整形机架(1)上，所述滑动机架滚珠丝杠副(506)通过联轴器与所述滑动机架Z轴伺服电机(504)相连；所述光杆伺服电机(503)采用螺栓固定装配在所述光杆伺服电机连接机构(516)上；所述滑动机架Z轴伺服电机(504)采用螺栓固定装配在所述滑动机架Z轴伺服电机连接机构(505)上；所述滑动机架X轴伺服电机(511)采用螺栓固定装配在所述滑动机架X轴伺服电机连接机构(509)上；所述滑动机架Z轴伺服电机连接机构(505)通过螺栓和定位销安装在所述整形机架(1)的支撑梁上；所述滑动机架X轴伺服电机连接机构(509)和所述光杆伺服电机连接机构(516)通过螺栓和定位销安装固定在所述滑动机架本体(512)上；所述滑动机架X轴导轨副(507)的静导轨位于所述滑动机架本体(512)的正面，所述滑动机架X轴导轨副(507)的动导轨通过螺栓和定位销与所述回转支承定位旋转机构(6)的连接板(606)相连；所述滑动机架Z轴导轨副(513)的静导轨采用焊接方式焊接在所述整形机架(1)正面的左右立柱上，所述滑动机架Z轴导轨副(513)的动导轨通过螺栓、定位销与所述滑动机架本体(512)相连；所述滑动机架本体(512)采用螺栓与所述滑动机架滚珠丝杠副(506)的螺母连接。

7.根据权利要求1所述的一种回转支承圆度误差自动整形机，其特征在于所述回转支承定位旋转机构(6)包括蜗轮蜗杆副(601)、支撑柱(602)、平键(603)、连接轴(605)、连接板(606)及长平键(604)；所述蜗轮蜗杆副(601)的涡轮、支撑柱(602)通过螺栓和平键(603)与所述连接轴(605)固连成一体；所述蜗轮蜗杆副(601)的蜗杆通过所述长平键(604)与所述滑动机架定位机构(5)中的光杆(502)配合。

8.根据权利要求1所述的一种回转支承圆度误差自动整形机，其特征在于所述电源模块通过电缆线与CPU模块、数字量模块、模拟量模块、人机界面模块及伺服电机驱动系统相连；所述CPU模块通过电线连接外部人机控制界面的按钮、设备上的各种限位开关及报警灯；所述CPU模块通过信号线连接所述数字量模块以及所述模拟量模块；所述数字量模块通过信号线与所述伺服电机驱动系统、所述整形液压系统(4)的换向阀及所述整形液压系统(4)的压力继电器(407)相连；所述模拟量模块通过信号线与所述电涡流传感器定位机构(2)的电涡流传感器(205)、所述整形液压系统(4)的压力传感器及液压泵相连。