CN114087999B - 一种轴承缺陷检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于轴承检测技术领域，用于解决目前在对轴承进行缺陷检测时需要通过多种尺寸检测工具来检测得到轴承的各项尺寸数据，以及需要通过人眼检测的方法来观察轴承的内圆度、外圆度状况和表面刮痕等表面缺陷状况，检测效率低，检测结果不精确的问题，具体是一种轴承缺陷检测装置及其检测方法，包括检测平台，检测平台的顶部安装有第一竖板和第二竖板，第一检测机构上安装有内圆面检测组件，第二检测机构上安装有外圆面检测组件；本发明能够实现对各类数据的采集，检测效率高，且通过尺寸缺陷分析模块、表面缺陷分析模块和综合判定分析模块分析得到待测轴承的整体缺陷系数，显著提高了轴承缺陷分析结果的精准性。

Description

一种轴承缺陷检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及轴承检测技术领域，具体是一种轴承缺陷检测装置及其检测方法。

背景技术

轴承是当代机械设备中的一种重要零部件，它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度，按运动元件摩擦性质的不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类，滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体和保持架四部分组成，按滚动体的形状，滚动轴承分为球轴承和滚子轴承两大类；

目前在对轴承进行缺陷检测时，一般需要通过多种尺寸检测工具来检测得到轴承的各项尺寸数据，具体的检测过程较为麻烦，检测效率低，以及需要通过人眼检测的方法来观察轴承的内圆度、外圆度状况和表面刮痕等表面缺陷状况，进一步降低了检测效率，检测结果也不够精确，有待进行改善；

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轴承缺陷检测装置及其检测方法，通过第一检测机构和内圆度检测组件对轴承的内径和内圆度进行检测，通过第二检测机构和外圆度检测组件对轴承的外径和外圆度进行检测，通过摄像头对轴承的内圆面、外圆面和两端面进行图像拍摄，能够实现对各类数据的采集，不需通过多个检测工具来检测轴承的各项数据，操作简单，检测效率高，通过尺寸缺陷分析模块分析得到待测轴承的尺寸缺陷系数，通过表面缺陷分析模块分析得到待测轴承的表面缺陷系数，通过综合判定分析模块分析得到待测轴承的整体缺陷系数，显著提高了轴承缺陷分析结果的精准性，解决了目前在对轴承进行缺陷检测时需要通过多种尺寸检测工具来检测得到轴承的各项尺寸数据，以及需要通过人眼检测的方法来观察轴承的内圆度、外圆度状况和表面刮痕等表面缺陷状况，检测效率低，检测结果不精确的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种轴承缺陷检测装置，包括检测平台，所述检测平台的顶部通过螺栓固定安装有第一竖板和第二竖板，所述第一竖板上安装有水平设置的第一固定杆，所述第一固定杆远离第一竖板的一端设有第一检测机构，且第一检测机构上安装有内圆面检测组件，所述第二竖板上安装有水平设置的第二固定杆，所述第二固定杆远离第二竖板的一端设有第二检测机构，且第二检测机构上安装有外圆面检测组件；

所述检测平台上安装有控制面板，控制面板包括处理器、数据接收模块、尺寸缺陷分析模块、表面缺陷分析模块和综合分析判定模块，且处理器与数据接收模块、尺寸缺陷分析模块、表面缺陷分析模块、综合分析判定模块均通信连接；数据接收模块，用于接收待测轴承的尺寸数据和表面图像，并将所接收的信息发送至处理器，处理器将待测轴承的尺寸数据发送至尺寸缺陷分析模块，以及将待测轴承的表面图像发送至表面缺陷分析模块；

尺寸缺陷分析模块，用于基于待测轴承的尺寸数据进行分析，并发出尺寸异常信号或得到待测轴承的尺寸缺陷系数，以及通过处理器将尺寸缺陷系数发送至综合分析判定模块；表面缺陷分析模块，用于基于待测轴承的表面图像进行分析，并得到待测轴承的表面缺陷系数，以及通过处理器将表面缺陷系数发送至综合分析判定模块；综合判定分析模块，用于基于尺寸缺陷系数和表面缺陷系数并进行综合分析，以得到待测轴承的整体缺陷系数，并基于整体缺陷系数判定待测轴承的品质。

进一步的，所述第一检测机构包括转动环、第一固定环、连接杆、第一调节柄、环形腔、第一传动轴、第一螺柱、第一螺纹套筒、传动带、第一夹持杆和第一夹持块，所述第一固定环与第一固定杆连接，转动环转动安装在第一固定环上，所述连接杆的一端穿过转动环和第一固定环并与第一竖板连接，所述连接杆的另一端与内圆面检测组件连接；所述转动环内开设有环形腔，所述环形腔内转动安装有多组第一螺柱；

所述第一螺纹套筒的数目为多组并与第一螺柱螺纹连接，且转动环上开设有供第一螺纹套筒穿过的矩形口，所述第一螺纹套筒远离第一螺柱的一端与第一夹持杆连接，且第一夹持杆远离第一螺纹套筒的一端安装有第一夹持块，各组第一夹持块夹住待测轴承的外圆面；所述转动环上转动安装有多组第一传动轴，所述第一传动轴通过锥齿轮与对应的第一螺柱啮合传动连接，且各组第一传动轴之间通过传动带传动连接，其中一组第一传动轴上安装有第一调节柄。

进一步的，所述转动环面向第一固定环的一面固定安装有第一连接环，且第一连接环的内周面设有第一齿圈，所述第一固定环内通过电机座固定安装有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端安装有第一驱动齿轮，且第一驱动齿轮与第一齿圈啮合连接。

进一步的，所述第二检测机构包括转动盘、第二固定环、连接架、第二调节柄、收纳腔、导向限位口、第二传动轴、传动腔、第二螺纹套筒、第二螺柱、第二夹持杆和第二夹持块，所述第二固定环与第二固定杆连接，所述转动盘与第二固定环转动连接，所述外圆面检测组件与第二固定环通过连接架连接；所述转动盘内开设有传动腔和收纳腔，且收纳腔的数目为多组并围绕传动腔呈环形阵列分布；

所述收纳腔内转动安装有第二螺柱，所述第二传动轴转动安装在转动盘上，且第二传动轴的一端安装有第二调节柄，所述第二传动轴的另一端延伸入传动腔内并通过锥齿轮与各组第二螺柱啮合传动连接；所述第二螺纹套筒的数目为多组并与第二螺柱螺纹连接，所述转动盘背向第二固定环的一面开设有多组导向限位口，所述第二夹持杆的一端与第二螺纹套筒连接，且第二夹持杆的另一端穿过导向限位口并连接第二夹持块，各组第二夹持块抵住待测轴承的内圆面。

进一步的，所述转动盘面向第二固定环的一面固定安装有第二连接环，且第二连接环的内周面设有第二齿圈，所述第二固定环内通过电机座固定安装有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端安装有第二驱动齿轮，且第二驱动齿轮与第二齿圈啮合连接。

进一步的，所述外圆面检测组件的结构与内圆面检测组件的结构相同，且外圆面检测组件用于对待测轴承的外径和外圆度进行检测，所述内圆面检测组件用于对待测轴承的内径和内圆度进行检测，所述内圆面检测组件包括电动推杆、限位筒、检测杆、限位块、压簧、压板、压力感应器和滚珠；

所述电动推杆竖直设置并与连接杆连接，所述限位筒竖直设置并与电动推杆连接，且限位筒的开口朝上，所述检测杆竖直设置并向下延伸入限位筒内，所述限位块滑动设置于限位筒内并与检测杆连接，且检测杆的顶端滚动安装有滚珠；所述限位筒内设有压力感应器，所述压板位于限位筒内并向下压住压力感应器，且压板和限位块之间通过压簧连接。

进一步的，基于待测轴承的尺寸数据进行分析，并发出尺寸异常信号或得到待测轴承的尺寸缺陷系数，具体分析过程如下：

获取待测轴承的尺寸数据，尺寸数据包括外圆度、内圆度、外径和内径，并依次标记为Wx、Nx、Wj、Nj，当外圆度大于外圆度阈值时，发出外圆度正常信号，反之，发出外圆度异常信号；当内圆度大于内圆度阈值时，发出内圆度正常信号，反之，发出内圆度异常信号；

当外径处于(Wjmin，Wjmax)内时，则通过差值公式进行计算得到外径差系数Wjc，当外径未处于(Wjmin，Wjmax)内时，则发出外径异常信号，且(Wjmin，Wjmax)为外径阈值范围；

当内径处于(Njmin，Njmax)内时，则通过差值公式进行计算得到内径差系数Njc，当内径未处于(Njmin，Njmax)内时，则发出内径异常信号，且(Njmin，Njmax)为内径阈值范围；

当待测轴承的外圆度、内圆度、外径、内径均正常时，则通过尺寸拟合公式计算得到待测轴承的尺寸缺陷系数CUP。

进一步的，基于待测轴承的表面图像进行分析，并得到待测轴承的表面缺陷系数，具体分析处理过程如下：

获取待测轴承的表面图像，表面图像包括外圆面图像、内圆面图像、面向第一检测机构一侧的图像和面向第二检测机构一侧的图像，且表面图像由安装在内圆面检测组件、外圆面检测组件、转动环和转动盘上的摄像头采集；

通过图像分析获取外圆面图像、内圆面图像、面向第一检测机构一侧的图像和面向第二检测机构一侧的图像中的刮痕数量，并依次标记为Gh1、Gh2、Gh3、Gh4；

对刮痕的轨迹长度进行分析，将外圆面刮痕轨迹长度大于阈值的刮痕数量标记为Ghx1，通过分析公式计算得到外圆面的损伤系数GH1；同理，进行分析计算得到内圆面损伤系数GH2、面向第一检测机构一侧的损伤系数GH3和面向第二检测机构一侧的损伤系数GH4；

基于各组损伤系数并通过拟合公式，计算分析后得到待测轴承的表面缺陷系数GRP。

进一步的，基于尺寸缺陷系数和表面缺陷系数并进行综合分析，以得到待测轴承的整体缺陷系数，并基于整体缺陷系数判定待测轴承的品质，具体分析过程如下：

获取待测轴承的尺寸缺陷系数CUP和表面缺陷系数GRP，并通过拟合公式计算分析后得到待测轴承的整体缺陷系数TRU；

当TRU≥TRX时，判定待测轴承的品质不合格，并发送产品异常信号至处理器，当TRU＜TRX，判定待测轴承的品质合格，并发送产品正常信号至处理器，其中，TRX为轴承品质的判定阈值，且TRX大于零。

进一步的，本发明还提出了一种轴承缺陷检测方法，包括以下步骤：

步骤一、旋转第一调节柄，通过传动带带动各组第一传动轴进行同步转动，从而带动各组第一螺柱进行转动，各组第一螺纹套筒均朝环形腔内运动，各组第一夹持块并拢并夹住待测轴承的外圆面，内圆面检测组件位于待测轴承内；

通过电动推杆伸长以使滚珠与待测轴承的内圆面接触，以此得到待测轴承的内径，待测轴承的内径为内圆面检测组件的初始长度与电动推杆的伸长距离之和的两倍；

使滚珠抵住待测轴承的内圆面，通过第一驱动电机使第一驱动齿轮进行转动，第一驱动齿轮带动第一齿圈进行转动，从而通过第一连接环带动转动环进行转动，待测轴承随之进行转动，压力感应器受到的压力不断发生改变，待测轴承的内圆度为压力感应器受到的压力最大值和压力最小值之差；通过摄像头采集待测轴承的内圆面图像和面向第一检测机构一面的图像；

步骤二、旋转第二调节柄，从而通过第二传动轴带动各组第二螺柱进行转动，各组第二螺纹套筒随之进行运动，从而带动各组第二夹持块相互远离并抵住待测轴承的内圆面，通过外圆面检测组件检测得到待测轴承的外径和外圆度，通过摄像头采集待测轴承的外圆面图像和面向第二检测机构一面的图像；

步骤三、数据接收模块接收待测轴承的尺寸数据和表面图像，并将所接收的信息发送至处理器，处理器将待测轴承的尺寸数据发送至尺寸缺陷分析模块，以及将待测轴承的表面图像发送至表面缺陷分析模块；

步骤四、尺寸缺陷分析模块基于待测轴承的尺寸数据进行分析，并发出尺寸异常信号或尺寸正常信号，当待测轴承的外圆度、内圆度、外径、内径均正常时，通过尺寸拟合公式计算得到待测轴承的尺寸缺陷系数CUP，并将待测轴承的尺寸缺陷系数通过处理器发送至综合判定分析模块；表面缺陷分析模块基于待测轴承的表面图像进行分析，并得到待测轴承的表面缺陷系数GRP，通过处理器将表面缺陷系数GRP发送至综合分析判定模块；

步骤五、综合判定分析模块基于尺寸缺陷系数和表面缺陷系数并进行综合分析，得到待测轴承的整体缺陷系数TRU，获取预先设置的判定阈值TRX，当TRU≥TRX时，判定待测轴承的品质不合格，并发送产品异常信号至处理器，当TRU＜TRX，判定待测轴承的品质合格，并发送产品正常信号至处理器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过第一检测机构和内圆度检测组件对轴承的内径和内圆度进行检测，通过第二检测机构和外圆度检测组件对轴承的外径和外圆度进行检测，通过摄像头对轴承的内圆面、外圆面和两端面进行图像拍摄，能够实现对各类数据的采集，不需通过多个检测工具来检测轴承的各项数据，操作简单，检测效率高；

2、本发明中，通过数据接收模块接收待测轴承的尺寸数据，处理器将待测轴承的尺寸数据发送至尺寸缺陷分析模块，尺寸缺陷分析模块基于待测轴承的尺寸数据进行分析，并发出尺寸异常信号或尺寸正常信号，当待测轴承的外圆度、内圆度、外径、内径均正常时，通过尺寸拟合公式计算得到待测轴承的尺寸缺陷系数，对轴承尺寸的分析结果更加准确；

3、本发明中，通过数据接收模块接收待测轴承的表面图像，处理器将待测轴承的表面图像发送至表面缺陷分析模块表面，表面缺陷分析模块基于待测轴承的表面图像进行分析，并得到待测轴承的表面缺陷系数，对轴承表面缺陷的分析结果更加准确；

4、本发明中，通过综合判定分析模块基于尺寸缺陷系数和表面缺陷系数进行综合分析，得到待测轴承的整体缺陷系数TRU，当TRU≥TRX时，判定待测轴承的品质不合格，并发送产品异常信号至处理器，当TRU＜TRX，判定待测轴承的品质合格，并发送产品正常信号至处理器，显著提高了轴承缺陷分析结果的精准性。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明；

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中的系统框图；

图3为图1中第一检测机构的结构示意图；

图4为图3中A部分的放大图；

图5为本发明中转动环、第一螺柱和第一螺纹套筒的连接示意图(侧视)；

图6为本发明中转动环和第一连接环的连接示意图(左视)；

图7为本发明中内圆面检测组件的结构示意图；

图8为图1中第二检测机构的结构示意图；

图9为图8中B部分的放大图；

图10为本发明中转动盘的左视图；

图11为本发明中第二传动轴和第二螺柱的连接示意图(左视)。

附图标记：1、检测平台；2、第一检测机构；3、第二检测机构；4、内圆面检测组件；5、外圆面检测组件；6、控制面板；7、第一竖板；8、第二竖板；9、第一固定杆；10、第二固定杆；201、转动环；202、第一固定环；203、连接杆；204、第一调节柄；205、环形腔；206、第一传动轴；207、第一螺柱；208、第一螺纹套筒；209、第一连接环；210、第一驱动电机；211、第一齿圈；212、第一驱动齿轮；213、传动带；214、第一夹持杆；215、第一夹持块；301、转动盘；302、第二固定环；303、连接架；304、第二调节柄；305、收纳腔；306、导向限位口；307、第二传动轴；308、传动腔；309、第二驱动电机；310、第二连接环；311、第二齿圈；312、第二驱动齿轮；313、第二螺纹套筒；314、第二螺柱；315、第二夹持杆；316、第二夹持块；41、电动推杆；42、限位筒；43、检测杆；44、限位块；45、压簧；46、压板；47、压力感应器；48、滚珠。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1-11所示，本发明提出的一种轴承缺陷检测装置，包括检测平台1，检测平台1的顶部通过螺栓固定安装有第一竖板7和第二竖板8，第一竖板7上安装有水平设置的第一固定杆9，第一固定杆9远离第一竖板7的一端设有第一检测机构2，且第一检测机构2上安装有内圆面检测组件4，第二竖板8上安装有水平设置的第二固定杆10，第二固定杆10远离第二竖板8的一端设有第二检测机构3，且第二检测机构3上安装有外圆面检测组件5；

第一检测机构2包括转动环201，第一固定环202与第一固定杆9连接，转动环201转动安装在第一固定环202上，连接杆203的一端穿过转动环201和第一固定环202并与第一竖板7连接，连接杆203的另一端与内圆面检测组件4连接；转动环201内开设有环形腔205，环形腔205内转动安装有多组第一螺柱207；第一螺纹套筒208的数目为多组并与第一螺柱207螺纹连接，且转动环201上开设有供第一螺纹套筒208穿过的矩形口，第一螺纹套筒208远离第一螺柱207的一端与第一夹持杆214连接，且第一夹持杆214远离第一螺纹套筒208的一端安装有第一夹持块215，各组第一夹持块215夹住待测轴承的外圆面；转动环201上转动安装有多组第一传动轴206，第一传动轴206通过锥齿轮与对应的第一螺柱207啮合传动连接，且各组第一传动轴206之间通过传动带213传动连接，其中一组第一传动轴206上安装有第一调节柄204；转动环201面向第一固定环202的一面固定安装有第一连接环209，且第一连接环209的内周面设有第一齿圈211，第一固定环202内通过电机座固定安装有第一驱动电机210，第一驱动电机210的输出端安装有第一驱动齿轮212，且第一驱动齿轮212与第一齿圈211啮合连接；

第二检测机构3包括转动盘301，转动盘301与第二固定环302转动连接，外圆面检测组件5与第二固定环302通过连接架303连接；转动盘301内开设有传动腔308和收纳腔305，且收纳腔305的数目为多组并围绕传动腔308呈环形阵列分布；收纳腔305内转动安装有第二螺柱314，第二传动轴307转动安装在转动盘301上，且第二传动轴307的一端安装有第二调节柄304，第二传动轴307的另一端延伸入传动腔308内并通过锥齿轮与各组第二螺柱314啮合传动连接；第二螺纹套筒313的数目为多组并与第二螺柱314螺纹连接，转动盘301背向第二固定环302的一面开设有多组导向限位口306，第二夹持杆315的一端与第二螺纹套筒313连接，且第二夹持杆315的另一端穿过导向限位口306并连接第二夹持块316，各组第二夹持块316抵住待测轴承的内圆面；转动盘301面向第二固定环302的一面固定安装有第二连接环310，且第二连接环310的内周面设有第二齿圈311，第二固定环302内通过电机座固定安装有第二驱动电机309，第二驱动电机309的输出端安装有第二驱动齿轮312，且第二驱动齿轮312与第二齿圈311啮合连接；

外圆面检测组件5的结构与内圆面检测组件4的结构相同，且外圆面检测组件5用于对待测轴承的外径和外圆度进行检测，内圆面检测组件4用于对待测轴承的内径和内圆度进行检测，内圆面检测组件4包括电动推杆41，电动推杆41竖直设置并与连接杆203连接，限位筒42竖直设置并与电动推杆41连接，且限位筒42的开口朝上，检测杆43竖直设置并向下延伸入限位筒42内，限位块44滑动设置于限位筒42内并与检测杆43连接，且检测杆43的顶端滚动安装有滚珠48；限位筒42内设有压力感应器47，压板46位于限位筒42内并向下压住压力感应器47，且压板46和限位块44之间通过压簧45连接，通过压板46对压力感应器47施加力的作用，压力感应器47能够感应到压力的变化；在具体的检测过程中，通过压力的变化来判定待测轴承的内圆度和外圆度，压力变化越大，代表轴承的外圆面或内圆面越趋向于椭圆，即品质越差，压力变化越小，代表轴承的品质越好；

检测平台1上安装有控制面板6，控制面板6包括处理器、数据接收模块、尺寸缺陷分析模块、表面缺陷分析模块和综合分析判定模块，且处理器与数据接收模块、尺寸缺陷分析模块、表面缺陷分析模块、综合分析判定模块均通信连接；数据接收模块，用于接收待测轴承的尺寸数据和表面图像，并将所接收的信息发送至处理器，处理器将待测轴承的尺寸数据发送至尺寸缺陷分析模块，以及将待测轴承的表面图像发送至表面缺陷分析模块；尺寸数据包括外圆度、内圆度、外径和内径，且外圆度和外径由第二检测机构3检测得到，内圆度和内径由第一检测机构2检测得到，表面图像包括外圆面图像、内圆面图像、面向第一检测机构2一侧的图像和面向第二检测机构3一侧的图像，且表面图像由安装在内圆面检测组件4、外圆面检测组件5、转动环201和转动盘301上的摄像头采集；

尺寸缺陷分析模块，用于基于待测轴承的尺寸数据进行分析，并发出尺寸异常信号或得到待测轴承的尺寸缺陷系数，以及通过处理器将尺寸缺陷系数发送至综合分析判定模块；表面缺陷分析模块，用于基于待测轴承的表面图像进行分析，并得到待测轴承的表面缺陷系数，以及通过处理器将表面缺陷系数发送至综合分析判定模块；综合判定分析模块，用于基于尺寸缺陷系数和表面缺陷系数并进行综合分析，以得到待测轴承的整体缺陷系数，并基于整体缺陷系数判定待测轴承的品质，通过对多种检测数据进行综合分析来得到待测轴承的缺陷分析结果，显著提高了轴承缺陷分析结果的精准性；控制面板6还包括显示模块，显示模块用于对分析结果进行显示。

实施例二：

本实施例与实施例1的区别在于，尺寸缺陷分析模块的具体分析过程如下：

获取待测轴承的尺寸数据，尺寸数据包括外圆度、内圆度、外径和内径，并依次标记为Wx、Nx、Wj、Nj，当外圆度大于外圆度阈值时，发出外圆度正常信号，反之，发出外圆度异常信号；当内圆度大于内圆度阈值时，发出内圆度正常信号，反之，发出内圆度异常信号；

当外径处于(Wjmin，Wjmax)内时，则通过差值公式

进行计算得到外径差系数Wjc，外径差系数Wjc的数值越大，代表待测轴承的外径偏离外径阈值的程度越大，当外径未处于(Wjmin，Wjmax)内时，则发出外径异常信号，且(Wjmin，Wjmax)为外径阈值范围；

当内径处于(Njmin，Njmax)内时，则通过差值公式

进行计算得到内径差系数Njc，内径差系数Njc的数值越大，代表待测轴承的内径偏离内径阈值的程度越大，当内径未处于(Njmin，Njmax)内时，则发出内径异常信号，且(Njmin，Njmax)为内径阈值范围；

当待测轴承的外圆度、内圆度、外径、内径均正常时，则通过尺寸拟合公式

计算得到待测轴承的尺寸缺陷系数CUP；其中，μ为预设修正系数，且μ的取值为0.368，a1、a2、a3为固定数值的权重系数，a1、a2、a3均大于零，且a1＜a2＜a3；且CUP的数值越大，代表待测轴承的尺寸越不符合规格。

实施例三：

本实施例与实施例1、实施例2的区别在于，表面缺陷分析模块的具体分析处理过程如下：

获取待测轴承的表面图像，通过图像分析获取外圆面图像、内圆面图像、面向第一检测机构2一侧的图像和面向第二检测机构3一侧的图像中的刮痕数量，并依次标记为Gh1、Gh2、Gh3、Gh4；对刮痕的轨迹长度进行分析，将外圆面刮痕轨迹长度大于阈值的刮痕数量标记为Ghx1，则刮痕轨迹长度小于等于阈值的刮痕数量为(Gh1-Ghx1)，通过分析公式GH1＝b1×Ghx1+b2×(Gh1-Ghx1)计算得到外圆面的损伤系数GH1，且b1＞b2＞0；同理，进行分析计算得到内圆面损伤系数GH2、面向第一检测机构2一侧的损伤系数GH3和面向第二检测机构3一侧的损伤系数GH4；

基于各组损伤系数并通过拟合公式

计算分析后得到待测轴承的表面缺陷系数GRP，其中，ω为预设修正因子，ω的取值为0.924，c1、c2、c3为固定数值的比例系数，c1、c2、c3均大于零，且c1＜c2＜c3；且表面缺陷系数GRP的数值越大，代表待测轴承的表面缺陷程度越大。

实施例四：

本实施例与实施例1、实施例2、实施例3的区别在于，综合判定分析模块的具体分析过程如下：获取待测轴承的尺寸缺陷系数CUP和表面缺陷系数GRP，并通过拟合公式

计算分析后得到待测轴承的整体缺陷系数TRU；其中，e1、e2为预设权重系数，e1、e2均大于零，且e1＜e2；当TRU≥TRX时，判定待测轴承的品质不合格，并发送产品异常信号至处理器，当TRU＜TRX，判定待测轴承的品质合格，并发送产品正常信号至处理器，其中，TRX为轴承品质的判定阈值，且TRX大于零，能够从多个方面对待测轴承的缺陷进行分析，使轴承缺陷的分析结果更加精准。

本发明的工作原理：使用时，通过旋转第一调节柄204，通过传动带213带动各组第一传动轴206进行同步转动，从而带动各组第一螺柱207进行转动，各组第一螺纹套筒208均朝环形腔205内运动，各组第一夹持块215并拢并夹住待测轴承的外圆面，内圆面检测组件4位于待测轴承内；通过电动推杆41伸长以使滚珠48与待测轴承的内圆面接触，以此得到待测轴承的内径，待测轴承的内径为内圆面检测组件4的初始长度与电动推杆41的伸长距离(可通过位移传感器采集)之和的两倍；在进行内圆度检测时，使滚珠48抵住待测轴承的内圆面，通过第一驱动电机210使第一驱动齿轮212进行转动，第一驱动齿轮212带动第一齿圈211进行转动，从而通过第一连接环209带动转动环201进行转动，待测轴承随之进行转动，压力感应器47受到的压力不断发生改变，待测轴承的内圆度为压力感应器47受到的压力最大值和压力最小值之差；

同理，旋转第二调节柄304，从而通过第二传动轴307带动各组第二螺柱314进行转动，各组第二螺纹套筒313随之进行运动，从而带动各组第二夹持块316相互远离并抵住待测轴承的内圆面，通过外圆面检测组件5检测得到待测轴承的外径和外圆度，外径和外圆度的检测原理与内径和内圆度的检测原理相同(外圆面检测组件5的顶端与转动盘301之间的距离为初始距离，初始距离与外圆面检测组件5中电动推杆41的伸长距离之差为轴承外径的一半)；通过摄像头采集待测轴承的内圆面图像和面向第一检测机构2一面的图像，通过摄像头采集待测轴承的外圆面图像和面向第二检测机构3一面的图像，能够实现对各类数据的采集，不需通过多个检测工具来检测轴承的各项数据，操作简单，检测效率高；

数据接收模块接收待测轴承的尺寸数据和表面图像，并将所接收的信息发送至处理器，处理器将待测轴承的尺寸数据发送至尺寸缺陷分析模块，以及将待测轴承的表面图像发送至表面缺陷分析模块，尺寸缺陷分析模块基于待测轴承的尺寸数据进行分析，并发出尺寸异常信号或尺寸正常信号，当待测轴承的外圆度、内圆度、外径、内径均正常时，通过尺寸拟合公式计算得到待测轴承的尺寸缺陷系数CUP，表面缺陷分析模块基于待测轴承的表面图像进行分析，并得到待测轴承的表面缺陷系数GRP，综合判定分析模块基于尺寸缺陷系数和表面缺陷系数并进行综合分析，得到待测轴承的整体缺陷系数TRU，当TRU≥TRX时，判定待测轴承的品质不合格，并发送产品异常信号至处理器，当TRU＜TRX，判定待测轴承的品质合格，并发送产品正常信号至处理器，显著提高了轴承缺陷分析结果的精准性。

上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如：公式GH1＝b1×Ghx1+b2×(Gh1-Ghx1)；由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的损伤系数；将设定的损伤系数和采集的样本数据代入公式，任意两个公式构成二元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到b1、b2的取值分别为1.537和1.216；

系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的评级系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可，如损伤系数与刮痕数量的数值成正比。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种轴承缺陷检测装置，包括检测平台（1），所述检测平台（1）的顶部通过螺栓固定安装有第一竖板（7）和第二竖板（8），其特征在于，所述第一竖板（7）上安装有水平设置的第一固定杆（9），所述第一固定杆（9）远离第一竖板（7）的一端设有第一检测机构（2），且第一检测机构（2）上安装有内圆面检测组件（4），所述第二竖板（8）上安装有水平设置的第二固定杆（10），所述第二固定杆（10）远离第二竖板（8）的一端设有第二检测机构（3），且第二检测机构（3）上安装有外圆面检测组件（5）；

所述检测平台（1）上安装有控制面板（6），控制面板（6）包括处理器、数据接收模块、尺寸缺陷分析模块、表面缺陷分析模块和综合分析判定模块，且处理器与数据接收模块、尺寸缺陷分析模块、表面缺陷分析模块、综合分析判定模块均通信连接；数据接收模块，用于接收待测轴承的尺寸数据和表面图像，并将所接收的信息发送至处理器，处理器将待测轴承的尺寸数据发送至尺寸缺陷分析模块，以及将待测轴承的表面图像发送至表面缺陷分析模块；

尺寸缺陷分析模块，用于基于待测轴承的尺寸数据进行分析，并发出尺寸异常信号或得到待测轴承的尺寸缺陷系数，以及通过处理器将尺寸缺陷系数发送至综合分析判定模块；表面缺陷分析模块，用于基于待测轴承的表面图像进行分析，并得到待测轴承的表面缺陷系数，以及通过处理器将表面缺陷系数发送至综合分析判定模块；综合判定分析模块，用于基于尺寸缺陷系数和表面缺陷系数并进行综合分析，以得到待测轴承的整体缺陷系数，并基于整体缺陷系数判定待测轴承的品质；

所述第一检测机构（2）包括转动环（201）、第一固定环（202）、连接杆（203）、第一调节柄（204）、环形腔（205）、第一传动轴（206）、第一螺柱（207）、第一螺纹套筒（208）、传动带（213）、第一夹持杆（214）和第一夹持块（215），所述第一固定环（202）与第一固定杆（9）连接，转动环（201）转动安装在第一固定环（202）上，所述连接杆（203）的一端穿过转动环（201）和第一固定环（202）并与第一竖板（7）连接，所述连接杆（203）的另一端与内圆面检测组件（4）连接；所述转动环（201）内开设有环形腔（205），所述环形腔（205）内转动安装有多组第一螺柱（207）；

所述第一螺纹套筒（208）的数目为多组并与第一螺柱（207）螺纹连接，且转动环（201）上开设有供第一螺纹套筒（208）穿过的矩形口，所述第一螺纹套筒（208）远离第一螺柱（207）的一端与第一夹持杆（214）连接，且第一夹持杆（214）远离第一螺纹套筒（208）的一端安装有第一夹持块（215），各组第一夹持块（215）夹住待测轴承的外圆面；所述转动环（201）上转动安装有多组第一传动轴（206），所述第一传动轴（206）通过锥齿轮与对应的第一螺柱（207）啮合传动连接，且各组第一传动轴（206）之间通过传动带（213）传动连接，其中一组第一传动轴（206）上安装有第一调节柄（204）；所述转动环（201）面向第一固定环（202）的一面固定安装有第一连接环（209），且第一连接环（209）的内周面设有第一齿圈（211），所述第一固定环（202）内通过电机座固定安装有第一驱动电机（210），所述第一驱动电机（210）的输出端安装有第一驱动齿轮（212），且第一驱动齿轮（212）与第一齿圈（211）啮合连接；

所述第二检测机构（3）包括转动盘（301）、第二固定环（302）、连接架（303）、第二调节柄（304）、收纳腔（305）、导向限位口（306）、第二传动轴（307）、传动腔（308）、第二螺纹套筒（313）、第二螺柱（314）、第二夹持杆（315）和第二夹持块（316），所述第二固定环（302）与第二固定杆（10）连接，所述转动盘（301）与第二固定环（302）转动连接，所述外圆面检测组件（5）与第二固定环（302）通过连接架（303）连接；所述转动盘（301）内开设有传动腔（308）和收纳腔（305），且收纳腔（305）的数目为多组并围绕传动腔（308）呈环形阵列分布；

所述收纳腔（305）内转动安装有第二螺柱（314），所述第二传动轴（307）转动安装在转动盘（301）上，且第二传动轴（307）的一端安装有第二调节柄（304），所述第二传动轴（307）的另一端延伸入传动腔（308）内并通过锥齿轮与各组第二螺柱（314）啮合传动连接；所述第二螺纹套筒（313）的数目为多组并与第二螺柱（314）螺纹连接，所述转动盘（301）背向第二固定环（302）的一面开设有多组导向限位口（306），所述第二夹持杆（315）的一端与第二螺纹套筒（313）连接，且第二夹持杆（315）的另一端穿过导向限位口（306）并连接第二夹持块（316），各组第二夹持块（316）抵住待测轴承的内圆面；所述转动盘（301）面向第二固定环（302）的一面固定安装有第二连接环（310），且第二连接环（310）的内周面设有第二齿圈（311），所述第二固定环（302）内通过电机座固定安装有第二驱动电机（309），所述第二驱动电机（309）的输出端安装有第二驱动齿轮（312），且第二驱动齿轮（312）与第二齿圈（311）啮合连接；

所述外圆面检测组件（5）的结构与内圆面检测组件（4）的结构相同，且外圆面检测组件（5）用于对待测轴承的外径和外圆度进行检测，所述内圆面检测组件（4）用于对待测轴承的内径和内圆度进行检测，所述内圆面检测组件（4）包括电动推杆（41）、限位筒（42）、检测杆（43）、限位块（44）、压簧（45）、压板（46）、压力感应器（47）和滚珠（48）；所述电动推杆（41）竖直设置并与连接杆（203）连接，所述限位筒（42）竖直设置并与电动推杆（41）连接，且限位筒（42）的开口朝上，所述检测杆（43）竖直设置并向下延伸入限位筒（42）内，所述限位块（44）滑动设置于限位筒（42）内并与检测杆（43）连接，且检测杆（43）的顶端滚动安装有滚珠（48）；所述限位筒（42）内设有压力感应器（47），所述压板（46）位于限位筒（42）内并向下压住压力感应器（47），且压板（46）和限位块（44）之间通过压簧（45）连接。

2.根据权利要求1所述的一种轴承缺陷检测装置，其特征在于，基于待测轴承的尺寸数据进行分析，并发出尺寸异常信号或得到待测轴承的尺寸缺陷系数，具体分析过程如下：

获取待测轴承的尺寸数据，尺寸数据包括外圆度、内圆度、外径和内径，并依次标记为Wx、Nx、Wj、Nj，当外圆度大于外圆度阈值时，发出外圆度正常信号，反之，发出外圆度异常信号；当内圆度大于内圆度阈值时，发出内圆度正常信号，反之，发出内圆度异常信号；

当外径处于（Wjmin，Wjmax）内时，则通过差值公式进行计算得到外径差系数Wjc，当外径未处于（Wjmin，Wjmax）内时，则发出外径异常信号，且（Wjmin，Wjmax）为外径阈值范围；

当内径处于（Njmin，Njmax）内时，则通过差值公式进行计算得到内径差系数Njc，当内径未处于（Njmin，Njmax）内时，则发出内径异常信号，且（Njmin，Njmax）为内径阈值范围；

当待测轴承的外圆度、内圆度、外径、内径均正常时，则通过尺寸拟合公式计算得到待测轴承的尺寸缺陷系数CUP。

3.根据权利要求2所述的一种轴承缺陷检测装置，其特征在于，基于待测轴承的表面图像进行分析，并得到待测轴承的表面缺陷系数，具体分析处理过程如下：

获取待测轴承的表面图像，表面图像包括外圆面图像、内圆面图像、面向第一检测机构（2）一侧的图像和面向第二检测机构（3）一侧的图像，且表面图像由安装在内圆面检测组件（4）、外圆面检测组件（5）、转动环（201）和转动盘（301）上的摄像头采集；

通过图像分析获取外圆面图像、内圆面图像、面向第一检测机构（2）一侧的图像和面向第二检测机构（3）一侧的图像中的刮痕数量，并依次标记为Gh1、Gh2、Gh3、Gh4；

对刮痕的轨迹长度进行分析，将外圆面刮痕轨迹长度大于阈值的刮痕数量标记为Ghx1，通过分析公式计算得到外圆面的损伤系数GH1；同理，进行分析计算得到内圆面损伤系数GH2、面向第一检测机构（2）一侧的损伤系数GH3和面向第二检测机构（3）一侧的损伤系数GH4；

基于各组损伤系数并通过拟合公式，计算分析后得到待测轴承的表面缺陷系数GRP。

4.根据权利要求3所述的一种轴承缺陷检测装置，其特征在于，基于尺寸缺陷系数和表面缺陷系数并进行综合分析，以得到待测轴承的整体缺陷系数，并基于整体缺陷系数判定待测轴承的品质，具体分析过程如下：

获取待测轴承的尺寸缺陷系数CUP和表面缺陷系数GRP，并通过拟合公式计算分析后得到待测轴承的整体缺陷系数TRU；

当TRU≥TRX时，判定待测轴承的品质不合格，并发送产品异常信号至处理器，当TRU＜TRX，判定待测轴承的品质合格，并发送产品正常信号至处理器，其中，TRX为轴承品质的判定阈值，且TRX大于零。

5.一种采用如权利要求1所述轴承缺陷检测装置的检测方法，其特征在于，该检测方法包括以下步骤：

步骤一、旋转第一调节柄（204），通过传动带（213）带动各组第一传动轴（206）进行同步转动，从而带动各组第一螺柱（207）进行转动，各组第一螺纹套筒（208）均朝环形腔（205）内运动，各组第一夹持块（215）并拢并夹住待测轴承的外圆面，内圆面检测组件（4）位于待测轴承内；

通过电动推杆（41）伸长以使滚珠（48）与待测轴承的内圆面接触，以此得到待测轴承的内径，待测轴承的内径为内圆面检测组件（4）的初始长度与电动推杆（41）的伸长距离之和的两倍；

使滚珠（48）抵住待测轴承的内圆面，通过第一驱动电机（210）使第一驱动齿轮（212）进行转动，第一驱动齿轮（212）带动第一齿圈（211）进行转动，从而通过第一连接环（209）带动转动环（201）进行转动，待测轴承随之进行转动，压力感应器（47）受到的压力不断发生改变，待测轴承的内圆度为压力感应器（47）受到的压力最大值和压力最小值之差；通过摄像头采集待测轴承的内圆面图像和面向第一检测机构（2）一面的图像；

步骤二、旋转第二调节柄（304），从而通过第二传动轴（307）带动各组第二螺柱（314）进行转动，各组第二螺纹套筒（313）随之进行运动，从而带动各组第二夹持块（316）相互远离并抵住待测轴承的内圆面，通过外圆面检测组件（5）检测得到待测轴承的外径和外圆度，通过摄像头采集待测轴承的外圆面图像和面向第二检测机构（3）一面的图像；

步骤三、数据接收模块接收待测轴承的尺寸数据和表面图像，并将所接收的信息发送至处理器，处理器将待测轴承的尺寸数据发送至尺寸缺陷分析模块，以及将待测轴承的表面图像发送至表面缺陷分析模块；

步骤四、尺寸缺陷分析模块基于待测轴承的尺寸数据进行分析，并发出尺寸异常信号或尺寸正常信号，当待测轴承的外圆度、内圆度、外径、内径均正常时，通过尺寸拟合公式计算得到待测轴承的尺寸缺陷系数CUP，并将待测轴承的尺寸缺陷系数通过处理器发送至综合判定分析模块；表面缺陷分析模块基于待测轴承的表面图像进行分析，并得到待测轴承的表面缺陷系数GRP，通过处理器将表面缺陷系数GRP发送至综合分析判定模块；

步骤五、综合判定分析模块基于尺寸缺陷系数和表面缺陷系数并进行综合分析，得到待测轴承的整体缺陷系数TRU，获取预先设置的判定阈值TRX，当TRU≥TRX时，判定待测轴承的品质不合格，并发送产品异常信号至处理器，当TRU＜TRX，判定待测轴承的品质合格，并发送产品正常信号至处理器。

Images