CN114800009B - 一种轴承外圈翻转检测剔除装置、车削生产线及加工方法 - Google Patents

一种轴承外圈翻转检测剔除装置、车削生产线及加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种轴承外圈翻转检测剔除装置、车削生产线及加工方法，该翻转检测剔除装置包括：能够以顺时针和逆时针往复旋转至少180°的翻面轨，对接于翻面轨两端的固定轨，翻面轨和固定轨的中间均设有让轴承外圆通过的滚道；其中，翻面轨包括：能够以自身回转轴线往复旋转180°的翻面回转部分和带动翻面回转部分的翻面驱动部分；翻面回转部分中间位置为仿形检测轨，用于检测轴承外圆的方向以及前序所加工的尺寸是否符合要求，此外，包括翻转检测剔除装置的生产线作为一种轴承外圈车削生产线，成本低廉，可靠性更高，并且使用该生产线加工轴承所形成的加工方法，可以有效降低轴承外圈的不良品率。

Description

一种轴承外圈翻转检测剔除装置、车削生产线及加工方法
技术领域
本发明涉及一种检测剔除装置，尤其涉及一种轴承外圈翻转检测剔除装置，此外，还涉及带有翻转检测剔除装置的车削生产线及加工方法。
背景技术
轴承外圈在粗加工至半精加工阶段，需要对轴承外圈的内孔或者止动槽进行加工，对于批量化的轴承生产线，每一道工序加工的步骤都有明确规定，其在装夹时需要轴承按照一定的方向进行排列或摆放。
由于批量生产的轴承外圈是将多道车削工序分开在不同的车床上进行加工，工序之间轴承外圈的流转通道由设置于相邻车床之间的轴承轨道实现，正常轴承轨道截面为U型槽形式，该辊道并不能区别正常方向与异常方向放置的两种轴承内圈，因此，本发明希望设计一种在工序间流转过程中翻转并检测轴承外圈加工尺寸的装置，并且将尺寸不合格的轴承外圈从输送轨道上剔除。
发明内容
本发明为解决现有技术中存在的问题，提出了一种轴承外圈翻转检测剔除装置。
由于各车床工序需要对轴承外圈的两端反复进行粗精车，工序流转的过程中需要掉转轴承外圈的方向，该翻转检测剔除装置包括：能够以顺时针和逆时针往复旋转至少180°的翻面轨，对接于翻面轨两端的固定轨，翻面轨和固定轨的中间均设有让轴承外圈通过的滚道；其中，翻面轨包括：能够以自身回转轴线往复旋转180°的翻面回转部分和带动翻面回转部分的翻面驱动部分；翻面回转部分中间位置为仿形检测轨，用于检测轴承外圈的方向以及前序所加工的尺寸是否符合要求。
进一步地，翻面回转部分还包括：安装于仿形检测轨外形台阶上的大带轮和回转轴承，用于固定回转轴承内圈的轴承压板，轴承压板设置于仿形检测轨与固定轨对接的位置处，避免回转轴承发生轴向移动，大带轮通过键与仿形检测轨固定连接，作为整体一起转动；其中，仿形检测轨、大带轮和回转轴承三者的回转轴线一致。
进一步地，为了检测轴承外圈上的止动槽尺寸，并且通过止动槽的位置判断轴承外圈的方向，仿形检测轨的侧壁上设置着气动滑台，气动滑台的移动端安装着能够上下移动的U型连接板，U型连接板的上端和下端分别延伸至仿形检测轨的顶部和底部；其中，U型连接板的上端和下端分别固定着一根用于检测轴承外圈摆放方向的止动槽测针，止动槽测针为阶梯形圆柱体，仿形检测轨的顶部和底部分别设有允许止动槽测针插入的阶梯孔，在轴承外圈的方向不符合下道工序要求时，止动槽测针会卡在轴承外圈的外圆上，阻止轴承外圈通过。
进一步地，为了检测仿形检测轨内是否有停留的轴承外圈，仿形检测轨的另一侧的侧壁上安装着检测传感器。
进一步地，翻面驱动部分包括：带动小带轮旋转的驱动电机，同时套在小带轮和大带轮外的同步带，实现驱动电机带动翻面回转部分转动，从而让轴承外圈掉转加工方向。
进一步地，为了避免仿形检测轨内轴承外圈翻转时，其他轴承外圈与翻面回转部分发生干涉，固定轨包括：架设于前一道工具出料端与翻面轨之间的输入固定轨，架设于翻面轨与后一道工序上料端之间的输出固定轨；其中，输入固定轨上靠近翻面轨一侧的区域设有在翻转时，用于阻挡轴承外圈向后一道工序滚动的分隔片，驱动分隔片上下移动的分隔气缸。
进一步地，对于及时方向正确，但因尺寸加工不到位而被卡住的轴承，需要将其从流转轴承外圈的轨道内剔除，回转轴承的外圈安装着轴承座，轴承座和驱动电机通过螺钉共同安装在异形固定板上，异形固定板的底部安装在平移电缸的移动端；其中，平移电缸的移动方向垂直于轴承外圈的传输路径，确保翻面轨作为一个整体能够在翻面工位与剔除工位之间往复移动。
进一步地，输入固定轨的侧面设置着剔除轨，输出固定轨的同侧设置着剔除气缸；当翻面轨移动至剔除工位时，剔除气缸的出杆端伸入，将卡在仿形检测轨内的轴承外圈从另一端顶出至剔除轨，其中，剔除轨与移动至剔除工位的翻面轨，以及剔除气缸位于同一直线方向上。
将上述装置应用于轴承外圈的生产线上，提出一种轴承外圈车削生产线，该生产线包括：依次排列的一号车床，二号车床，三号车床，四号车床，五号车床组成的流水线；其中，相邻的两台车床之间设置着一套翻转检测剔除装置，任意翻转检测剔除装置与前一工序的车床之间设有提升机，翻转检测剔除装置两端的固定轨分别连接在提升机的输出端和后一道工序的车床上料端。提升机的作用在于，让轴承外圈在工序之间流转可以依靠重力作用，在轨道内自由前行。
利用上述生产线对轴承外圈进行加工，提出一种轴承外圈加工方法，包括以下步骤：
步骤一：粗车轴承外圈的内径、止动槽；
步骤二：检测并翻转轴承外圈180°；
步骤三：车轴承外圈的沟槽，大外倒角；
步骤四：检测并翻转轴承外圈180°；
步骤五：车轴承外圈一端的油槽、内径和内倒角；
步骤六：检测并翻转轴承外圈180°；
步骤七：车轴承外圈另一端的油槽、内径和内倒角；
步骤八：检测并翻转轴承外圈180°；
步骤九：精车轴承外圈的止动槽、小外倒角。
所述步骤二、步骤四、步骤六和步骤八为相同的步骤方法，具体执行步骤为：
S1:检测轴承外圈的方向是否符合下一道工序的上料要求，若符合要求，则直接通过翻转检测剔除装置，否则，翻转180°后再进行检测；
S2：检测轴承外圈的外形尺寸是否符合上一道工序工艺要求，若符合要求，则通过翻转检测剔除装置，否则，将不合格的轴承外圈剔除生产线。
正常情况下，由前一道工序加工完成的轴承，必须翻转180°后才能开始下一道工序的加工，但由于人为因素，比如从生产线上拿出个别轴承进行抽检，抽检后再放回原生产线中，可能会出现方向摆放错误的情况，这就需要翻转检测剔除装置对这类轴承外圈进行方向识别，如果方向已经发生掉转，则直接顺利通过翻转检测剔除装置，若方向未发生掉转，则会被止动槽测针卡主，检测传感器发出翻转信号，由驱动电机带动翻面回转部分旋转180°后，才能通过翻转检测剔除装置，如果轴承外圈的尺寸不合格，不论方向是否正确，都无法通过翻转检测剔除装置。
本发明的技术效果在于：第一，相对于现有技术，本发明布局紧凑，不需要为轴承外圈翻转设计较长运输距离的回形翻面轨道；第二，对方向不正确，尺寸合格的轴承外圈实现主动翻转后再放行的操作，对于方向正确，尺寸合格的轴承外圈实现直接放行的操作，而现有技术对于尺寸不合格或方向不正确的轴承外圈全部都要剔除至生产线外，这样造成一定的浪费，会无形中提高生产线的不良品率；第三，本装置翻面速度快，有伺服电机带动大带轮旋转180°，翻转动作只需要不到一秒钟时间，加上检测传感器感应并发送翻转信号的辅助时间，整个过程也不会超过三秒，远远低于轴承外圈在各车床工位的加工时间，为将来的产能进一步提升提供保障，第四，本发明中的剔除功能建立在翻面轨的基础上，结构简单，整个生产线的成本原低于在生产线上使用工业机器人进行翻面和剔除的方案。
附图说明
图1是本发明中翻转检测剔除装置的轴测图；
图2是本发明中翻面回转部分的主视图；
图3是本发明中翻面回转部分的剖视图；
图4是本发明中翻转检测剔除装置的主视图；
图5是本发明中待翻面的轴承外圈在翻转检测剔除装置内的左视图；
图6是本发明中已翻面的轴承外圈在翻转检测剔除装置内的左视图；
图7是本发明中不需要进行翻面的轴承外圈位于已翻转的翻转检测剔除装置内的左视图；
图8是本发明中带有自动剔除功能的翻转检测剔除装置的轴测图；
图9是本发明中带有自动剔除功能的翻转检测剔除装置的主视图；
图10是本发明中轴承外圈车削生产线的示意图。
图中，1.固定轨，2.翻面轨，3.翻面回转部分，4.翻面驱动部分，10.一号车床，11.分隔片，12.分隔气缸，13.输入固定轨，14.输出固定轨，20.二号车床，21.滚道，30.三号车床，31.仿形检测轨，32.大带轮，33.回转轴承，34.轴承压板，35.气动滑台，36.U型连接板，37.止动槽测针，38.键，39.检测传感器，371.阶梯孔，40.四号车床，41.驱动电机，42.小带轮，43.同步带，50.五号车床，51.平移电缸，52.剔除气缸，53.剔除轨，54.异形固定板，55.轴承座，60.翻转检测剔除装置，70.提升机，100.轴承外圈，200.回转轴线。
具体实施方式
下面结合图1至图10对本发明的具体实施方式进行说明。
图1示意了翻转检测剔除装置的整体结构，该翻转检测剔除装置(60)包括：能够以顺时针和逆时针往复旋转至少180°的翻面轨(2)，对接于翻面轨(2)两端的固定轨(1)，翻面轨(2)和固定轨(1)的中间均设有让轴承外圈(100)通过的滚道(21)，其中，翻面轨(2)包括：能够以自身回转轴线(200)往复旋转180°的翻面回转部分(3)和带动翻面回转部分(3)的翻面驱动部分(4)；翻面回转部分(3)中间位置为仿形检测轨(31)，用于检测轴承外圈(100)的方向以及前序所加工的尺寸是否符合要求。
翻面驱动部分(4)包括：带动小带轮(42)旋转的驱动电机(41)，同时套在小带轮(42)和大带轮(32)外的同步带(43)。
图2和图3示意了翻面回转部分的具体内外部结构，翻面回转部分(3)还包括：安装于仿形检测轨(31)外形台阶上的大带轮(32)和回转轴承(33)，用于固定回转轴承(33)内圈的轴承压板(34)，轴承压板(34)设置于仿形检测轨(31)与固定轨(1)对接的位置处，大带轮(32)通过键(38)与仿形检测轨(31)固定连接，其中，仿形检测轨(31)、大带轮(32)和回转轴承(33)三者的回转轴线(200)一致。
仿形检测轨(31)的侧壁上设置着气动滑台(35)，气动滑台(35)的移动端安装着能够上下移动的U型连接板(36)，U型连接板(36)的上端和下端分别延伸至仿形检测轨(31)的顶部和底部，其中，U型连接板(36)的上端和下端分别固定着一根用于检测轴承外圈(100)摆放方向的止动槽测针(37)，止动槽测针(37)为阶梯形圆柱体，仿形检测轨(31)的顶部和底部分别设有允许止动槽测针(37)插入的阶梯孔(371)。
气动滑台(35)带动位于U型连接板(36)处于中位时，上端的止动槽测针(37)和位于下端的止动槽测针(37)相对于回转轴线(200)对称；仿形检测轨(31)的另一侧的侧壁上安装着检测传感器(39)。
图4示意了固定轨上的实现分隔前后轴承外圈功能的具体结构，固定轨(1)包括：架设于前一道工具出料端与翻面轨(2)之间的输入固定轨(13)，架设于翻面轨(2)与后一道工序上料端之间的输出固定轨(14)；其中，输入固定轨(13)上靠近翻面轨(2)一侧的区域设有在翻转时，用于阻挡轴承外圈(100)向后一道工序滚动的分隔片(11)，驱动分隔片(11)上下移动的分隔气缸(12)。
图5、图6分别示意从前一道工序加工后的轴承外圈100进入翻面轨2时，翻转前后的状态。
图7示意的是：在图6将轴承外圈100翻转180°后，下一个轴承外圈100属于已经在其他因素干扰下自行翻转过180°的轴承外圈100的情况，此时，轴承外圈100上的止动槽与止动槽测针(37)位置一直，不会对其通过形成阻挡。
图8和图9示意了翻转检测剔除装置在实现剔除功能时的状态，回转轴承(33)的外圈安装着轴承座(55)，轴承座(55)和驱动电机(41)通过螺钉共同安装在异形固定板(54)上，异形固定板(54)的底部安装在平移电缸(51)的移动端；其中，平移电缸(51)的移动方向垂直于轴承外圈(100)的传输路径，确保翻面轨(2)作为一个整体能够在翻面工位与剔除工位之间往复移动；输入固定轨(13)的侧面设置着剔除轨(53)，输出固定轨(14)的同侧设置着剔除气缸(52)；其中，剔除轨(53)与移动至剔除工位的翻面轨(2)，以及剔除气缸(52)位于同一直线方向上。
图10示意了带有翻转检测剔除装置的轴承外圈车削生产线的示意图，该生产线包括：依次排列的一号车床(10)，二号车床(20)，三号车床(30)，四号车床(40)，五号车床(50)组成的流水线；其中，相邻的两台车床之间设置着一套翻转检测剔除装置(60)，任意翻转检测剔除装置(60)与前一工序的车床之间设有提升机(70)，翻转检测剔除装置(60)两端的固定轨(1)分别连接在提升机(70)的输出端和后一道工序的车床上料端。
工作原理：第一种情况下，以轴承外圈(100)从一号车床10流动至二号车床20为例，轴承外圈100经过一号车床10粗车内径、止动槽后，由提升机70提高至高点，从输入固定轨13导入，在重力作用下滚动至翻面轨2上的仿形检测轨31，此时，U型连接板36下端固定的止动槽测针37从仿形检测轨31底部向上伸出，挡住轴承外圈(100)继续滚动，检测传感器39第一次检测到仿形检测轨31内部存在无法通过的轴承外圈100，按控制逻辑向驱动电机41发送信号，由驱动电机41通过小带轮42和同步带43带动大带轮32转动180°后停止，从而使轴承外圈100也翻转180°；
气动滑台35驱动U型连接板36下端的止动槽测针37上移，让止动槽测针37的针尖刚好位于轴承外圈(100)外径上的止动槽中，上方挡住轴承外圈(100)继续滚动的止动槽测针37缩回，此时，轴承外圈(100)的其他外形尺寸若符合加工要求，则可以顺利通过翻面轨2，并沿着输出固定轨14向二号车床20滚动；
如果轴承外圈(100)的其他外形尺寸若不符合加工要求，检测传感器39持续检测到仿形检测轨31内存在轴承外圈100，则向平移电缸51发送信号，让平移气缸51带动翻面轨2平移至剔除工位，剔除气缸52的出杆端伸出，从输出固定轨14方向朝输入固定轨13方向将轴承外圈100顶出，不合格的轴承外圈100落入剔除轨。
第二种情况下，仍以轴承外圈(100)从一号车床10流动至二号车床20为例，轴承外圈100经过一号车床10粗车内径、止动槽后，被在线检测人员从生产线上取出进行工序间的抽检后放回原位置，但放回的时候没有注意轴承外圈100的方向，导致轴承外圈100已经人为的旋转了180°，此时，如果轴承外圈100的其他尺寸符合加工要求，则可以顺利通过翻转轨2，而不需要进行翻转操作。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种轴承外圈翻转检测剔除装置，其特征在于，该翻转检测剔除装置（60）包括：能够以顺时针和逆时针往复旋转至少180°的翻面轨（2），对接于翻面轨（2）两端的固定轨（1），翻面轨（2）和固定轨（1）的中间均设有让轴承外圈（100）通过的滚道（21）；
其中，翻面轨（2）包括：能够以自身回转轴线（200）往复旋转180°的翻面回转部分（3）和带动翻面回转部分（3）的翻面驱动部分（4）；
翻面回转部分（3）中间位置为仿形检测轨（31），用于检测轴承外圈（100）的方向以及前序所加工的尺寸是否符合要求；
所述翻面回转部分（3）还包括：安装于仿形检测轨（31）外形台阶上的大带轮（32）和回转轴承（33），用于固定回转轴承（33）内圈的轴承压板（34），轴承压板（34）设置于仿形检测轨（31）与固定轨（1）对接的位置处，大带轮（32）通过键（38）与仿形检测轨（31）固定连接；
其中，仿形检测轨（31）、大带轮（32）和回转轴承（33）三者的回转轴线（200）一致；
所述仿形检测轨（31）的侧壁上设置着气动滑台（35），气动滑台（35）的移动端安装着能够上下移动的U型连接板（36），U型连接板（36）的上端和下端分别延伸至仿形检测轨（31）的顶部和底部；
其中，U型连接板（36）的上端和下端分别固定着一根用于检测轴承外圈（100）摆放方向的止动槽测针（37），止动槽测针（37）为阶梯形圆柱体，仿形检测轨（31）的顶部和底部分别设有允许止动槽测针（37）插入的阶梯孔（371）；
所述气动滑台（35）带动位于U型连接板（36）处于中位时，上端的止动槽测针（37）和位于下端的止动槽测针（37）相对于回转轴线（200）对称；
所述仿形检测轨（31）的另一侧的侧壁上安装着检测传感器（39）。
2.根据权利要求1所述的轴承外圈翻转检测剔除装置，其特征在于，所述翻面驱动部分（4）包括：带动小带轮（42）旋转的驱动电机（41），同时套在小带轮（42）和大带轮（32）外的同步带（43）。
3.根据权利要求2所述的轴承外圈翻转检测剔除装置，其特征在于，所述固定轨（1）包括：架设于前一道工序出料端与翻面轨（2）之间的输入固定轨（13），架设于翻面轨（2）与后一道工序上料端之间的输出固定轨（14）；
其中，输入固定轨（13）上靠近翻面轨（2）一侧的区域设有在翻转时，用于阻挡轴承外圈（100）向后一道工序滚动的分隔片（11），驱动分隔片（11）上下移动的分隔气缸（12）。
4.根据权利要求3所述的轴承外圈翻转检测剔除装置，其特征在于，所述回转轴承（33）的外圈安装着轴承座（55），轴承座（55）和驱动电机（41）通过螺钉共同安装在异形固定板（54）上，异形固定板（54）的底部安装在平移电缸（51）的移动端；其中，平移电缸（51）的移动方向垂直于轴承外圈（100）的传输路径，确保翻面轨（2）作为一个整体能够在翻面工位与剔除工位之间往复移动。
5.根据权利要求4所述的轴承外圈翻转检测剔除装置，其特征在于，所述输入固定轨（13）的侧面设置着剔除轨（53），输出固定轨（14）的同侧设置着剔除气缸（52）；其中，剔除轨（53）与移动至剔除工位的翻面轨（2），以及剔除气缸（52）位于同一直线方向上。
6.一种轴承外圈车削生产线，其特征在于，该生产线包括：依次排列的一号车床（10），二号车床（20），三号车床（30），四号车床（40），五号车床（50）组成的流水线；
其中，相邻的两台车床之间设置着一套权利要求1至权利要求5中任意一项所述的翻转检测剔除装置（60），任意翻转检测剔除装置（60）与前一工序的车床之间设有提升机（70），翻转检测剔除装置（60）两端的固定轨（1）分别连接在提升机（70）的输出端和后一道工序的车床上料端。
7.一种轴承外圈加工方法，其特征在于，该方法利用权利要求6所述的轴承外圈车削加工生产线对轴承外圈进行加工，包括以下步骤：
步骤一：粗车轴承外圈（100）的内径、止动槽；
步骤二：检测并翻转轴承外圈（100）180°；
步骤三：车轴承外圈（100）的沟槽，大外倒角；
步骤四：检测并翻转轴承外圈（100）180°；
步骤五：车轴承外圈（100）一端的油槽、内径和内倒角；
步骤六：检测并翻转轴承外圈（100）180°；
步骤七：车轴承外圈（100）另一端的油槽、内径和内倒角；
步骤八：检测并翻转轴承外圈（100）180°；
步骤九：精车轴承外圈（100）的止动槽、小外倒角。
8.根据权利要求7所述的轴承外圈加工方法，其特征在于，所述步骤二、步骤四、步骤六和步骤八为相同的步骤方法，具体执行步骤为：
S1:检测轴承外圈（100）的方向是否符合下一道工序的上料要求，若符合要求，则直接通过翻转检测剔除装置（60），否则，翻转180°后再进行检测；
S2：检测轴承外圈（100）的外形尺寸是否符合上一道工序工艺要求，若符合要求，则通过翻转检测剔除装置（60），否则，将不合格的轴承外圈（100）剔除生产线。
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