CN116273940B - 一种轴承滚针直径自动检测装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于尺寸检测技术领域，涉及一种轴承滚针直径自动检测装置及控制方法。横推孔带动滚针向第二方向平移，纵推杆推动横推孔内的滚针向第四方向平移，滚针通过固定挡板孔进入到检测槽第二侧面、槽底斜面和检测台面围成的空间；上顶气缸向下缩进；检测台电缸驱动检测平台朝第一方向间歇式移动，每当停止时位移传感器采集数据；如果滚针是不合格的，如果翻板不在第一状态，则摆动气缸驱动翻板翻转到第一状态；如果滚针是合的，如果翻板不在第二状态，则摆动气缸驱动翻板翻转到第二状态。本发明自动完成滚针直径的检测，自动分为合格和不合格两类，相比人工，工作效率提高，劳动强度降低。

Description

一种轴承滚针直径自动检测装置及控制方法

技术领域

本发明属于尺寸检测技术领域，涉及一种圆柱形零件的直径测量技术，具体涉及一种轴承滚针直径自动检测装置及控制方法。

背景技术

滚针轴承包括内圈、外圈、多个滚针和保持架，内圈外部有滚道，外圈内部有滚道，多个滚针均匀圆周阵列分别共同嵌在内圈和外圈之间的滚道内，两邻滚针的间距通过保持架保持；要求滚针的直径大小都相等，平均承载外部载荷；作为一种标准件，轴承生产企业总是一次生产一大批，批量越大，平均单件成本越低。一大批滚针轴承需要配置一大批滚针。滚针是圆柱体，两端是圆头或者平头，如果是平头，还需要倒圆角；国家标准对滚针直径有偏差要求，比如直径为8毫米、长度为30毫米的滚针，要求其直径偏差要落入区间范围[-0.01，-0.008]毫米，这样才是合格的，否则是不合格的。

目前滚针直径的测量是人工操作的，取一个滚针，滚针的圆柱面中部夹入千分表进行测量，夹持、读数、记录；然后把滚针翻转一个角度，滚针的圆柱面的另一个直径夹入千分表进行测量，夹持、读数、记录，至少测量不同角度的三个直径；操作步骤比较多，工作效率比较低，对于成千上万的一大批来说，全部检测耗费得时间太长；往往抽检，随机抽取一小批，比如一万件里面随机抽取50个作为样本，逐个检测和记录，最后统计计算，如果全部合格，则认为这一万件全部合格，如果合格率是95%，则认为这一万件的合格率95%。人工记录和统计计算容易出差错，也不容易检查出来。

抽样检测会漏掉一些不合格的没有抽检到，但是混入合格品中也不能挑选出来，被当作合格品装入滚针轴承。如果不合格的滚针直径偏小，和其它合格的一起装入滚针轴承，则该滚针会不承载，或者承载小于相邻滚针，本应该该滚针承载的载荷分给了相邻滚针；如果不合格的滚针直径偏大，则该滚针承载的载荷大于相邻滚针；承载比较大的滚针，超负荷的载荷会使滚针与轴承外圈或内圈之间的接触面挤破润滑油膜、挤伤接触表面，轴承外圈或内圈的滚道不再平整，运转精度降低，发热量大，滚针轴承的使用寿命较短，影响这一批滚针轴承的质量。最好把这一批滚针全检测一遍，挑选出所有不合格的，避免任何一个不合格的装入滚针轴承，但是以人工检测的方式，那需要配置大量的检测人员，生产成本将大幅提高，严重影响企业的利润收入。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轴承滚针直径自动检测装置及控制方法，本发明自动完成滚针直径的检测，自动分为合格和不合格两类，相比人工，工作效率提高，劳动强度降低。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种轴承滚针直径自动检测装置，包括检测组件、检测平台组件和上顶气缸；所述检测组件包括槽板组件、检测弹簧、检测套筒和位移传感器；检测套筒和机架固定联接；所述槽板组件包括槽板和检测滑杆；所述检测滑杆竖直设置，所述槽板固定联接在检测滑杆的下端；所述检测滑杆和检测套筒滑动联接；所述槽板设有朝下的槽板底面，槽板底面上设有检测槽，检测槽的槽底平面是水平朝下的平面并严格执行平面度要求，槽底平面严格地垂直于检测滑杆；检测槽的槽形沿着第三-第四方向延伸，检测槽的两个检测槽侧面分别在第一和第二方向，第一-第二方向和第三-第四方向都是水平方向且相互垂直；其中检测槽第二侧面和检测槽的槽底面相邻接的部位还设有槽底斜面，槽底斜面的第一方向端比第二方向端低；

所述检测平台组件包括检测台电缸和检测平台；所述检测台电缸是带导杆型电缸，所述检测台电缸的外壳与机架固定联接，所述检测平台和检测台电缸的推杆固定联接，所述检测平台上设有水平朝上的检测台面，所述检测台面严格执行平面度要求；检测台电缸驱动检测平台水平移动，移动的方向是第一-第二方向；

所述检测弹簧套设在检测滑杆外围，所述检测弹簧的下端压紧槽板的上表面，所述检测弹簧的上端压紧检测套筒的下端面；

所述位移传感器包括传感器壳体和传感器触头，所述传感器壳体和机架固定联接，所述传感器触头垂直抵触在检测滑杆的上端面，检测滑杆上下平移，带动传感器触头同步上下平移，位移传感器检测检测滑杆的位移；

所述上顶气缸的缸体和机架固定联接，在检测台面离开检测槽正下方之前，上顶气缸的活塞杆向上伸出，向上推动槽板底面，防止槽板组件在检测弹簧的弹性力和重力作用下继续向下平移，并能确保检测槽第二侧面、槽底斜面和检测台面围成的空间内能插入滚针。

本发明还包括纵推组件和固定挡板；所述纵推组件包括纵推气缸和纵推杆，所述纵推气缸的缸体和机架固定联接，所述纵推气缸的活塞杆和所述纵推杆固定联接，所述纵推杆的方向是第三-第四方向；固定挡板和机架固定联接，所述固定挡板上设有固定挡面，所述固定挡面朝向第三方向，所述固定挡面上设有第三-第四方向通透的固定挡板孔；所述纵推杆的轴心线和固定挡板孔的轴心线重合；所述纵推气缸通过纵推杆推动横推孔内的滚针向第四方向平移，滚针通过固定挡板孔进入到检测槽第二侧面、槽底斜面和检测台面围成的空间；所述固定挡板朝向第四方向的面上还设置有反射式传感器。

本发明还包括横推组件，所述横推组件包括横推气缸和横推板；所述横推气缸是带导杆型气缸；所述横推气缸的缸体和机架固定联接；所述横推气缸的活塞杆和横推板固定联接，所述横推板上设有朝向第三方向的针端挡面，针端挡面上设有在第三-第四方向上通透的横推孔，横推孔内只能容纳一个滚针；所述横推气缸驱动横推板向第二方向平移，横推孔带动滚针向第二方向平移。

本发明还包括弧形管、联接管和料斗组件；所述弧形管的角度是90度，所述弧形管靠下的第一端水平朝向第四方向，所述弧形管靠上的第二端比第一端靠向第三方向、开口朝上；当横推气缸驱动横推板平移向第一方向行程末端时，弧形管的第一端与横推孔的第三方向端正对；当横推气缸驱动横推板向第二方向平移时，弧形管的第一端被针端挡面封堵；所述料斗组件包括料斗，所述料斗的下口与弧形管的第二端通过联接管相联通。

所述料斗组件还包括橡胶弹簧和振动器；所述料斗通过橡胶弹簧与机架相联接，所述振动器的外壳与料斗固定联接，所述联接管是软管；料斗内装有多个滚针，联接管和弧形管的直径稍大于滚针直径，明显小于滚针的长度，只能有一个滚针在联接管和弧形管内沿着长度方向移动，不能两个并排移动，不能绕垂直于滚针轴心线的直线翻转；所述滚针是圆柱体，两端是圆头或者平头，如果是平头，还有倒圆角；振动器带动料斗振动，滚针几乎不可能卡在光滑的料斗内，滚针首尾相接、逐个在联接管和弧形管内沿着长度方向移动。

本发明还包括合格品箱、不合格品箱和翻板组件；所述合格品箱放置在检测槽的正下方，所述不合格品箱放置在合格品箱的第二方向；所述翻板组件包括摆动气缸和翻板；所述摆动气缸的缸体与机架固定联接，所述摆动气缸的摆动杆与翻板固定联接；根据滚针的检测结果，当滚针是不合格品时，摆动气缸驱动翻板翻转到第一状态，翻板的上端斜向第一方向，翻板的下端斜向第二方向，翻板的下端在不合格品箱的正上方，翻板在槽底平面的正下方，滚针从检测槽落下，落入到翻板，然后滑落到不合格品箱；当滚针是合格品时，摆动气缸驱动翻板翻转到第二状态，翻板的上端斜向第二方向，翻板的下端斜向第一方向，翻板的下端在合格品箱的正上方，翻板在槽底平面的正下方，滚针从检测槽落下，落入到翻板，然后滑落到合格品箱。

本发明还包括第二清扫组件和清洗剂源；所述第二清扫组件包括第二清扫电机、第二清扫辊和第二旋转接头；所述第二清扫电机的外壳与机架固定联接，所述第二清扫辊和第二清扫电机的输出轴固定联接；所述第二清扫辊的外表面设置有多个刷毛，所述第二清扫辊内有第二清扫辊内腔，所述第二清扫电机的输出轴是第二电机空心轴，所述第二电机空心轴内空间第一端通过第二旋转接头与清洗剂源相联通，所述第二电机空心轴内空间第二端与第二清扫辊内腔相联通，所述第二清扫辊的壁上设置第二清扫辊喷孔；所述第二清扫辊位于槽板的第一方向侧，当检测台电缸驱动检测平台朝第一方向平移时，检测台面经过第二清扫辊喷孔的下方，清洗剂通过第二清扫辊喷孔喷射到检测台面上，刷毛清洗检测台面，能有效除去检测台面上的污物，防止固态污物夹在检测台面和滚针中间而影响测量精度。

本发明还包括第一清扫器；所述第一清扫器包括清扫推动气缸和第一清扫组件；所述清扫推动气缸是带导杆型气缸，所述清扫推动气缸的缸体和机架固定联接；所述第一清扫组件和第二清扫组件的结构相同，第一清扫组件的清扫电机的外壳与清扫推动气缸的活塞杆固定联接，第一清扫组件也设有清扫电机、旋转接头、清扫辊喷孔及刷毛；在检测台电缸驱动检测平台离开检测槽下方时，清扫推动气缸驱动第一清扫组件到槽底平面下方，清洗剂通过第一清扫组件的清扫辊喷孔喷射到槽底平面上，第一清扫组件的刷毛清洗槽底平面，能有效除去槽底平面上的污物，防止固态污物夹在槽底平面和滚针中间而影响测量精度。

本发明还包括PLC可编程逻辑控制器，所述位移传感器、检测台电缸、纵推气缸、横推气缸、清扫推动气缸、上顶气缸、摆动气缸和反射式传感器分别与PLC可编程逻辑控制器电联接。

本发明的工作过程是这样的。

1.在料斗内装多个滚针，振动器开启；第二清扫电机和第一清扫组件的清扫电机分别开启，第二旋转接头和第一清扫组件的旋转接头分别与清洗剂源相联通。

2.振动器带动料斗振动，滚针几乎不可能卡在光滑的料斗内，滚针在剧烈振动和颠簸中自动进入到联接管的上端，滚针首尾相接、逐个在联接管和弧形管内沿着长度方向移动，滚针在联接管内沿着竖直方向移动，经过弧形管的导向作用，变为沿着水平方向朝第四方向平移，直到进入横推孔，然后被固定挡面挡住不能继续朝第四方向平移。

3.所述横推气缸驱动横推板向第二方向平移，横推孔带动滚针向第二方向平移，直到行程末端，横推孔与纵推杆、固定挡板孔的轴心线都重合。

弧形管内第四方向端的滚针抵靠在针端挡面上等待。

4.所述纵推气缸通过纵推杆推动横推孔内的滚针向第四方向平移，滚针通过固定挡板孔进入到检测槽第二侧面、槽底斜面和检测台面围成的空间。

5.纵推气缸驱动纵推杆退回到第三方向行程末端，纵推杆离开横推孔。

6.横推气缸驱动横推板向第一方向平移到行程末端，弧形管的第一端重新与横推孔的第三方向端正对，弧形管第一端的滚针在相邻滚针的推动下移动进入横推孔，然后被固定挡面阻挡。弧形管内的其它滚针依次被相邻的滚针推动着跟进。料斗又有一个新的滚针进入到联接管的上端口补充空位。

7.上顶气缸向下缩进，离开槽板底面，槽底斜面在检测弹簧的弹性力和重力作用下压在滚针的上侧面。

8.检测台电缸驱动检测平台朝第一方向缓慢水平移动，滚针被动地在槽底斜面和检测台面之间朝第一方向滚动。由于此时槽底平面和检测台面之间的距离小于滚针的直径，槽板组件要克服重力和检测弹簧的弹性力朝上平移，直到滚针离开槽底斜面，夹在槽底平面和检测台面之间，这时滚针触发反射式传感器并产生电信号。

9.检测台电缸驱动检测平台朝第一方向间歇式水平移动；每当停止时位移传感器采集数据；每一次停止时滚针不同的直径垂直支撑在槽底平面和检测台面之间。多次滚动和停止，采集到多个直径数据。

各个直径大小有偏差，会把槽板组件支撑在不同的高度位置，直径尺寸大小和槽板组件的高度位置一一对应，检测滑杆的上端面带动传感器触头同步上下平移，传感器壳体固定不动，位移传感器测量到的数值是滚针的直径数据。

槽底斜面与水平面之间的夹角足够小，能够自锁，滚针夹在槽底斜面和检测台面之间只会滚动，不会滑动。

10.测量完成，同时对数据进行评判，滚针从检测台面的第二方向端掉落；当滚针是不合格品时，如果翻板不在第一状态则翻转至第一状态，摆动气缸驱动翻板翻转到第一状态后，翻板的上端斜向第一方向，翻板的下端斜向第二方向，翻板的下端在不合格品箱的正上方，翻板在槽底平面的正下方，滚针从检测槽落下，落入到翻板，然后滑落到不合格品箱；当滚针是合格品时，如果翻板不在第二状态则翻转至第二状态，摆动气缸驱动翻板翻转到第二状态后，翻板的上端斜向第二方向，翻板的下端斜向第一方向，翻板的下端在合格品箱的正上方，翻板在槽底平面的正下方，滚针从检测槽落下，落入到翻板，然后滑落到合格品箱。

11.当检测台面将要向第一方向离开检测槽正下方时，上顶气缸的活塞杆向上伸出，向上推动槽板底面，确保检测槽第二侧面、槽底斜面和检测台面围成的空间内能插入滚针。

检测台面从槽板下离开则移动到第二清扫辊下方，清洗剂通过第二清扫辊喷孔喷射到检测台面上，刷毛清洗检测台面，有效除去检测台面上的污物。

12.清扫推动气缸驱动第一清扫组件朝第三方向平移到槽底平面下方，清洗剂通过第一清扫组件的清扫辊喷孔喷射到槽底平面上，刷毛清洗槽底平面，有效除去槽底平面上的污物。

13.清扫推动气缸驱动第一清扫组件朝第四方向平移，离开槽底平面下方。

14.检测台电缸驱动检测平台到第一方向行程末端后反向移动到第二方向行程末端。

一个工作循环结束，重新执行步骤2，开启一个新的循环。

以上步骤2至步骤14不断重复，就能不停地把料斗内的滚针测量、评判和根据评判结果分装到合格品箱与不合格品箱。

在开始测量之前，往往使用一个量柱进行尺寸校正，量柱的外径尺寸等于滚针的基准直径尺寸，量柱的外径尺寸严格执行公差标准，可以用来校正位移传感器的零点位置，把量柱夹在槽底平面和检测台面之间，位移传感器采集数据，并把此时的数据定义为0毫米，那么步骤9中位移传感器测量到的滚针的直径数据实际上该直径的偏差，如果偏差数值落入允许的区间范围则滚针是合格的，否则计为不合格。滚针所有的直径数据都合格，则该滚针计为合格，否则，有一个直径数据不合则，则该滚针计为不合格。

一种轴承滚针直径自动检测装置的控制方法，包括如下步骤：

S1.横推气缸驱动横推板向第二方向平移；

S2.纵推气缸通过纵推杆推动横推孔内的滚针向第四方向平移；

S3.纵推气缸驱动纵推杆退回到第三方向行程末端；

S4.横推气缸驱动横推板退回到第一方向行程末端；

S5.上顶气缸向下缩进；

S6.检测台电缸驱动检测平台朝第一方向移动；

S7.滚针触发反射式传感器并产生电信号；

S8.检测台电缸驱动检测平台朝第一方向间歇式水平移动；

S9.每当检测台电缸停止时位移传感器采集数据；

S10.进行数据评判，得出滚针是合格或者不合格的结论；

S11.如果滚针是不合格的，如果翻板不在第一状态，则摆动气缸驱动翻板翻转到第一状态；

S12.如果滚针是合格的，如果翻板不在第二状态，则摆动气缸驱动翻板翻转到第二状态；

S13.当检测台面将要向第一方向离开检测槽正下方时，上顶气缸的活塞杆向上伸出；

S14.清扫推动气缸驱动第一清扫组件朝第三方向平移到槽底平面下方；

S15.清扫推动气缸驱动第一清扫组件朝第四方向离开槽底平面下方；

S16.检测台电缸驱动检测平台到第一方向行程末端后反向移动到第二方向行程末端；

以上步骤S1至步骤S16循环执行。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：自动完成滚针直径的检测，自动分为合格和不合格两类，相比人工，工作效率提高，劳动强度降低，不容易出差错。

本发明不仅可以用来检测滚针的直径，任何具有滚针特征的圆柱形零件的外径都可以测量。

附图说明

图1是本发明实施例1第一视角的三维结构示意图；

图2是本发明实施例1第二视角的三维结构示意图；

图3是本发明实施例1的俯视图；

图4是图3中沿A-A线的剖视图，转为上部朝上、下部朝下的角度；

图5是图3中沿B-B线的剖视图，转为上部朝上、下部朝下的角度；

图6是图3中沿C-C线的剖视图，滚针在检测槽第二侧面、槽底斜面和检测台面围成的空间内的状况；

图7是图6中D处的放大视图，滚针滚动到槽底平面中间部位的状况；

图8是图6中D处的放大视图，检测台面离开检测槽正下方的状况；

图9是槽板组件的三维结构示意图；

图10是检测平台的三维结构示意图；

图11是横推组件的三维结构示意图；

图12是固定挡板的三维结构示意图；

图13是纵推组件的三维结构示意图；

图14是第二清扫组件的三维结构局部剖视示意图；

图15是翻板组件的三维结构示意图。

图中：1、检测组件；11、槽板组件；111、槽板；112、检测槽；113、槽板底面；114、检测滑杆；115、槽底斜面；116、检测槽第二侧面；117、槽底平面；12、检测弹簧；13、检测套筒；14、位移传感器；141、传感器壳体；142、传感器触头；2、检测平台组件；21、检测台电缸；22、检测平台；221、检测台面；3、纵推组件；31、纵推气缸；32、纵推杆；4、横推组件；41、横推气缸；42、横推板；43、针端挡面；44、横推孔；5、弧形管；6、联接管；7、料斗组件；71、料斗；72、橡胶弹簧；73、振动器；8、第一清扫器；81、清扫推动气缸；82、第一清扫组件；9、第二清扫组件；91、第二清扫电机；92、第二电机空心轴；93、第二清扫辊；94、第二清扫辊内腔；95、第二清扫辊喷孔；96、第二旋转接头；10、上顶气缸；100、滚针；101、翻板组件；1011、摆动气缸；1012、翻板；102、合格品箱；103、不合格品箱；104、固定挡板；1041、固定挡板孔；1042、固定挡面；1043、反射式传感器；105、机架。

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1，请参阅图1-图15，一种轴承滚针直径自动检测装置，包括检测组件1、检测平台组件2和上顶气缸10；所述检测组件1包括槽板组件11、检测弹簧12、检测套筒13和位移传感器14；如图5、图6和图9所示，检测套筒13和机架105固定联接；所述槽板组件11包括槽板111和检测滑杆114；所述检测滑杆114竖直设置，所述槽板111固定联接在检测滑杆114的下端；所述检测滑杆114和检测套筒13滑动联接；所述槽板111设有朝下的槽板底面113，槽板底面113上设有检测槽112，检测槽112的槽底平面117是水平朝下的平面并严格执行平面度要求，槽底平面117严格地垂直于检测滑杆114；检测槽112的槽形沿着第三-第四方向延伸，检测槽112的两个检测槽侧面分别在第一和第二方向，第一-第二方向和第三-第四方向都是水平方向且相互垂直；其中检测槽第二侧面116和检测槽112的槽底面相邻接的部位还设有槽底斜面115，槽底斜面115的第一方向端比第二方向端低；

如图10所示，所述检测平台组件2包括检测台电缸21和检测平台22；所述检测台电缸21是带导杆型电缸，所述检测台电缸21的外壳与机架105固定联接，所述检测平台22和检测台电缸21的推杆固定联接，所述检测平台22上设有水平朝上的检测台面221，所述检测台面221严格执行平面度要求；检测台电缸21驱动检测平台22水平移动，移动的方向是第一-第二方向；

所述检测弹簧12套设在检测滑杆114外围，所述检测弹簧12的下端压紧槽板111的上表面，所述检测弹簧12的上端压紧检测套筒13的下端面；

所述位移传感器14包括传感器壳体141和传感器触头142，所述传感器壳体141和机架105固定联接，所述传感器触头142垂直抵触在检测滑杆114的上端面，检测滑杆114上下平移，带动传感器触头142同步上下平移，位移传感器14检测检测滑杆114的位移；

所述上顶气缸10的缸体和机架105固定联接，在检测台面221离开检测槽112正下方之前，上顶气缸10的活塞杆向上伸出，向上推动槽板底面113，防止槽板组件11在检测弹簧12的弹性力和重力作用下继续向下平移，并能确保检测槽第二侧面116、槽底斜面115和检测台面221围成的空间内能插入滚针100。

本实施例还包括纵推组件3和固定挡板104；所述纵推组件3包括纵推气缸31和纵推杆32，所述纵推气缸31的缸体和机架105固定联接，所述纵推气缸31的活塞杆和所述纵推杆32固定联接，所述纵推杆32的方向是第三-第四方向；固定挡板104和机架105固定联接，所述固定挡板104上设有固定挡面1042，所述固定挡面1042朝向第三方向，所述固定挡面1042上设有第三-第四方向通透的固定挡板孔1041；所述纵推杆32的轴心线和固定挡板孔1041的轴心线重合；所述纵推气缸31通过纵推杆32推动横推孔44内的滚针100向第四方向平移，滚针100通过固定挡板孔1041进入到检测槽第二侧面116、槽底斜面115和检测台面221围成的空间；所述固定挡板104朝向第四方向的面上还设置有反射式传感器1043。

本实施例还包括横推组件4，所述横推组件4包括横推气缸41和横推板42；所述横推气缸41是带导杆型气缸；所述横推气缸41的缸体和机架105固定联接；所述横推气缸41的活塞杆和横推板42固定联接，所述横推板42上设有朝向第三方向的针端挡面43，针端挡面43上设有在第三-第四方向上通透的横推孔44，横推孔44内只能容纳一个滚针100；所述横推气缸41驱动横推板42向第二方向平移，横推孔44带动滚针100向第二方向平移。

本实施例还包括弧形管5、联接管6和料斗组件7；所述弧形管5的角度是90度，所述弧形管5靠下的第一端水平朝向第四方向，所述弧形管5靠上的第二端比第一端靠向第三方向、开口朝上；当横推气缸41驱动横推板42平移向第一方向行程末端时，弧形管5的第一端与横推孔44的第三方向端正对；当横推气缸41驱动横推板42向第二方向平移时，弧形管5的第一端被针端挡面43封堵；所述料斗组件7包括料斗71，所述料斗71的下口与弧形管5的第二端通过联接管6相联通。

如图4所示，所述料斗组件7还包括橡胶弹簧72和振动器73；所述料斗71通过橡胶弹簧72与机架105相联接，所述振动器73的外壳与料斗71固定联接，所述联接管6是软管；料斗71内装有多个滚针100，联接管6和弧形管5的直径稍大于滚针100直径，明显小于滚针100的长度，只能有一个滚针100在联接管6和弧形管5内沿着长度方向移动，不能两个并排移动，不能绕垂直于滚针100轴心线的直线翻转；所述滚针100是圆柱体，两端是圆头或者平头，如果是平头，还有倒圆角；振动器73带动料斗71振动，滚针100几乎不可能卡在光滑的料斗71内，滚针100首尾相接、逐个在联接管6和弧形管5内沿着长度方向移动。

本实施例还包括合格品箱102、不合格品箱103和翻板组件101；所述合格品箱102放置在检测槽112的正下方，所述不合格品箱103放置在合格品箱102的第二方向；所述翻板组件101包括摆动气缸1011和翻板1012；所述摆动气缸1011的缸体与机架105固定联接，所述摆动气缸1011的摆动杆与翻板1012固定联接；根据滚针100的检测结果，当滚针100是不合格品时，摆动气缸1011驱动翻板1012翻转到第一状态，翻板1012的上端斜向第一方向，翻板1012的下端斜向第二方向，翻板1012的下端在不合格品箱103的正上方，翻板1012在槽底平面117的正下方，滚针100从检测槽112落下，落入到翻板1012，然后滑落到不合格品箱103；当滚针100是合格品时，摆动气缸1011驱动翻板1012翻转到第二状态，翻板1012的上端斜向第二方向，翻板1012的下端斜向第一方向，翻板1012的下端在合格品箱102的正上方，翻板1012在槽底平面117的正下方，滚针100从检测槽112落下，落入到翻板1012，然后滑落到合格品箱102。

本实施例还包括第二清扫组件9和清洗剂源；所述第二清扫组件9包括第二清扫电机91、第二清扫辊93和第二旋转接头96；所述第二清扫电机91的外壳与机架105固定联接，所述第二清扫辊93和第二清扫电机91的输出轴固定联接；所述第二清扫辊93的外表面设置有多个刷毛，所述第二清扫辊93内有第二清扫辊内腔94，所述第二清扫电机91的输出轴是第二电机空心轴92，所述第二电机空心轴92内空间第一端通过第二旋转接头96与清洗剂源相联通，所述第二电机空心轴92内空间第二端与第二清扫辊内腔94相联通，所述第二清扫辊93的壁上设置第二清扫辊喷孔95；所述第二清扫辊93位于槽板111的第一方向侧，当检测台电缸21驱动检测平台22朝第一方向平移时，检测台面221经过第二清扫辊喷孔95的下方，清洗剂通过第二清扫辊喷孔95喷射到检测台面221上，刷毛清洗检测台面221，能有效除去检测台面221上的污物，防止固态污物夹在检测台面221和滚针100中间而影响测量精度。所述清洗剂源是由泵驱动的系统，泵使清洗剂带有压力能，并通过管路流通到第二电机空心轴92内空间。

本实施例还包括第一清扫器8；所述第一清扫器8包括清扫推动气缸81和第一清扫组件82；所述清扫推动气缸81是带导杆型气缸，所述清扫推动气缸81的缸体和机架105固定联接；所述第一清扫组件82和第二清扫组件9的结构相同，第一清扫组件82的清扫电机的外壳与清扫推动气缸81的活塞杆固定联接，第一清扫组件82也设有清扫电机、旋转接头、清扫辊喷孔及刷毛；在检测台电缸21驱动检测平台22离开检测槽112下方时，清扫推动气缸81驱动第一清扫组件82到槽底平面117下方，清洗剂通过第一清扫组件82的清扫辊喷孔喷射到槽底平面117上，第一清扫组件82的刷毛清洗槽底平面117，能有效除去槽底平面117上的污物，防止固态污物夹在槽底平面117和滚针100中间而影响测量精度。

本实施例还包括PLC可编程逻辑控制器，所述位移传感器14、检测台电缸21、纵推气缸31、横推气缸41、清扫推动气缸81、上顶气缸10、摆动气缸1011和反射式传感器1043分别与PLC可编程逻辑控制器电联接。

本实施例的工作过程是这样的。

1.在料斗71内装多个滚针100，振动器73开启；第二清扫电机91和第一清扫组件82的清扫电机分别开启，第二旋转接头96和第一清扫组件82的旋转接头分别与清洗剂源相联通。

2.振动器73带动料斗71振动，滚针100几乎不可能卡在光滑的料斗71内，滚针100在剧烈振动和颠簸中自动进入到联接管6的上端，滚针100首尾相接、逐个在联接管6和弧形管5内沿着长度方向移动，滚针100在联接管6内沿着竖直方向移动，经过弧形管5的导向作用，变为沿着水平方向朝第四方向平移，直到进入横推孔44，然后被固定挡面1042挡住不能继续朝第四方向平移。

3.所述横推气缸41驱动横推板42向第二方向平移，横推孔44带动滚针100向第二方向平移，直到行程末端，横推孔44与纵推杆32、固定挡板孔1041的轴心线都重合。

弧形管5内第四方向端的滚针100抵靠在针端挡面43上等待。

4.所述纵推气缸31通过纵推杆32推动横推孔44内的滚针100向第四方向平移，滚针100通过固定挡板孔1041进入到检测槽第二侧面116、槽底斜面115和检测台面221围成的空间。

5.纵推气缸31驱动纵推杆32退回到第三方向行程末端，纵推杆32离开横推孔44。

6.横推气缸41驱动横推板42向第一方向平移到行程末端，弧形管5的第一端重新与横推孔44的第三方向端正对，弧形管5第一端的滚针100在相邻滚针100的推动下移动进入横推孔44，然后被固定挡面1042阻挡。弧形管5内的其它滚针100依次被相邻的滚针100推动着跟进。料斗71又有一个新的滚针100进入到联接管6的上端口补充空位。

7.上顶气缸10向下缩进，离开槽板底面113，槽底斜面115在检测弹簧12的弹性力和重力作用下压在滚针100的上侧面。

8.检测台电缸21驱动检测平台22朝第一方向缓慢水平移动，滚针100被动地在槽底斜面115和检测台面221之间朝第一方向滚动。由于此时槽底平面117和检测台面221之间的距离小于滚针100的直径，槽板组件11要克服重力和检测弹簧12的弹性力朝上平移，直到滚针100离开槽底斜面115，夹在槽底平面117和检测台面221之间，这时滚针100触发反射式传感器1043并产生电信号。

9.检测台电缸21驱动检测平台22朝第一方向间歇式水平移动；每当停止时位移传感器14采集数据；每一次停止时滚针100不同的直径垂直支撑在槽底平面117和检测台面221之间。多次滚动和停止，采集到多个直径数据。

各个直径大小有偏差，会把槽板组件11支撑在不同的高度位置，直径尺寸大小和槽板组件11的高度位置一一对应，检测滑杆114的上端面带动传感器触头142同步上下平移，传感器壳体141固定不动，位移传感器14测量到的数值是滚针100的直径数据。

本实施例测量的是直径为8毫米的滚针100，其周长是c=8×3.14=25.12毫米，共测量了七个不同的直径尺寸，反射式传感器1043产生电信号时的直径检测一次，然后检测台电缸21驱动检测平台22朝第一方向每次平移c÷14=1.7943毫米，共移动六次，每次停止时检测一次，共得到七个直径数值，这七个直径都不重合。

槽底斜面115与水平面之间的夹角足够小，能够自锁，滚针100夹在槽底斜面115和检测台面221之间只会滚动，不会滑动。

10.测量完成，同时对数据进行评判，滚针100从检测台面221的第二方向端掉落；当滚针100是不合格品时，如果翻板1012不在第一状态则翻转至第一状态，摆动气缸1011驱动翻板1012翻转到第一状态后，翻板1012的上端斜向第一方向，翻板1012的下端斜向第二方向，翻板1012的下端在不合格品箱103的正上方，翻板1012在槽底平面117的正下方，滚针100从检测槽112落下，落入到翻板1012，然后滑落到不合格品箱103；当滚针100是合格品时，如果翻板1012不在第二状态则翻转至第二状态，摆动气缸1011驱动翻板1012翻转到第二状态后，翻板1012的上端斜向第二方向，翻板1012的下端斜向第一方向，翻板1012的下端在合格品箱102的正上方，翻板1012在槽底平面117的正下方，滚针100从检测槽112落下，落入到翻板1012，然后滑落到合格品箱102。

11.当检测台面221将要向第一方向离开检测槽112正下方时，上顶气缸10的活塞杆向上伸出，向上推动槽板底面113，确保检测槽第二侧面116、槽底斜面115和检测台面221围成的空间内能插入滚针100。

检测台面221从槽板111下离开则移动到第二清扫辊93下方，清洗剂通过第二清扫辊喷孔95喷射到检测台面221上，刷毛清洗检测台面221，有效除去检测台面221上的污物。

12.清扫推动气缸81驱动第一清扫组件82朝第三方向平移到槽底平面117下方，清洗剂通过第一清扫组件82的清扫辊喷孔喷射到槽底平面117上，刷毛清洗槽底平面117，有效除去槽底平面117上的污物。

13.清扫推动气缸81驱动第一清扫组件82朝第四方向平移，离开槽底平面117下方。

14.检测台电缸21驱动检测平台22到第一方向行程末端后反向移动到第二方向行程末端。

一个工作循环结束，重新执行步骤2，开启一个新的循环。

以上步骤2至步骤14不断重复，就能不停地把料斗71内的滚针100测量、评判和根据评判结果分装到合格品箱102与不合格品箱103。

在开始测量之前，往往使用一个量柱进行尺寸校正，量柱的外径尺寸等于滚针100的基准直径尺寸，量柱的外径尺寸8毫米严格执行公差标准，可以用来校正位移传感器14的零点位置，把量柱夹在槽底平面117和检测台面221之间，位移传感器14采集数据，并把此时的数据定义为0毫米，那么步骤9中位移传感器14测量到的滚针100的直径数据实际上该直径的偏差，如果偏差数值落入区间范围[-0.01，-0.008]毫米则滚针100是合格的，否则计为不合格。滚针100所有的直径数据都合格，则该滚针100计为合格，否则，有一个直径数据不合则，则该滚针100计为不合格。

实施例2，一种轴承滚针直径自动检测装置的控制方法，包括如下步骤：

S1.横推气缸41驱动横推板42向第二方向平移；

S2.纵推气缸31通过纵推杆32推动横推孔44内的滚针100向第四方向平移；

S3.纵推气缸31驱动纵推杆32退回到第三方向行程末端；

S4.横推气缸41驱动横推板42退回到第一方向行程末端；

S5.上顶气缸10向下缩进；

S6.检测台电缸21驱动检测平台22朝第一方向移动；

S7.滚针100触发反射式传感器1043并产生电信号；

S8.检测台电缸21驱动检测平台22朝第一方向间歇式水平移动；

S9.每当检测台电缸21停止时位移传感器14采集数据；

S10.进行数据评判，得出滚针100是合格或者不合格的结论；

S11.如果滚针100是不合格的，如果翻板1012不在第一状态，则摆动气缸1011驱动翻板1012翻转到第一状态；

S12.如果滚针100是合格的，如果翻板1012不在第二状态，则摆动气缸1011驱动翻板1012翻转到第二状态；

S13.当检测台面221将要向第一方向离开检测槽112正下方时，上顶气缸10的活塞杆向上伸出；

S14.清扫推动气缸81驱动第一清扫组件82朝第三方向平移到槽底平面117下方；

S15.清扫推动气缸81驱动第一清扫组件82朝第四方向离开槽底平面117下方；

S16.检测台电缸21驱动检测平台22到第一方向行程末端后反向移动到第二方向行程末端；

以上步骤S1至步骤S16循环执行。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种轴承滚针直径自动检测装置，包括检测组件（1）、检测平台组件（2）和上顶气缸（10）；其特征在于：所述检测组件（1）包括槽板组件（11）、检测弹簧（12）、检测套筒（13）和位移传感器（14）；检测套筒（13）和机架（105）固定联接；所述槽板组件（11）包括槽板（111）和检测滑杆（114）；所述检测滑杆（114）竖直设置，所述槽板（111）固定联接在检测滑杆（114）的下端；所述检测滑杆（114）和检测套筒（13）滑动联接；所述槽板（111）设有朝下的槽板底面（113），槽板底面（113）上设有检测槽（112），检测槽（112）的槽底平面（117）是水平朝下的平面，槽底平面（117）垂直于检测滑杆（114）；检测槽（112）的槽形沿着第三-第四方向延伸，检测槽（112）的两个检测槽侧面分别在第一和第二方向；其中检测槽第二侧面（116）在第二方向，检测槽第二侧面（116）和检测槽（112）的槽底面相邻接的部位还设有槽底斜面（115），槽底斜面（115）的第一方向端比第二方向端低；

所述检测平台组件（2）包括检测台电缸（21）和检测平台（22）；所述检测台电缸（21）是带导杆型电缸，所述检测台电缸（21）的外壳与机架（105）固定联接，所述检测平台（22）和检测台电缸（21）的推杆固定联接，所述检测平台（22）上设有水平朝上的检测台面（221），所述检测台面（221）严格执行平面度要求；检测台电缸（21）驱动检测平台（22）水平移动，移动的方向是第一-第二方向；

所述检测弹簧（12）套设在检测滑杆（114）外围，所述检测弹簧（12）的下端压紧槽板（111）的上表面，所述检测弹簧（12）的上端压紧检测套筒（13）的下端面；

所述位移传感器（14）包括传感器壳体（141）和传感器触头（142），所述传感器壳体（141）和机架（105）固定联接，所述传感器触头（142）垂直抵触在检测滑杆（114）的上端面，检测滑杆（114）上下平移，带动传感器触头（142）同步上下平移，位移传感器（14）检测检测滑杆（114）的位移；

所述上顶气缸（10）的缸体和机架（105）固定联接，在检测台面（221）离开检测槽（112）正下方之前，上顶气缸（10）的活塞杆向上伸出，向上推动槽板底面（113），使第二侧面（116）、槽底斜面（115）和检测台面（221）围成的空间内能插入滚针（100）；

还包括纵推组件（3）和固定挡板（104）；所述纵推组件（3）包括纵推气缸（31）和纵推杆（32），所述纵推气缸（31）的缸体和机架（105）固定联接，所述纵推气缸（31）的活塞杆和所述纵推杆（32）固定联接，所述纵推杆（32）的方向是第三-第四方向；固定挡板（104）和机架（105）固定联接，所述固定挡板（104）上设有固定挡面（1042），所述固定挡面（1042）朝向第三方向，所述固定挡面（1042）上设有第三-第四方向通透的固定挡板孔（1041）；所述纵推杆（32）的轴心线和固定挡板孔（1041）的轴心线重合；所述纵推气缸（31）通过纵推杆（32）推动滚针（100）向第四方向平移，滚针（100）通过固定挡板孔（1041）进入到第二侧面（116）、槽底斜面（115）和检测台面（221）围成的空间；所述固定挡板（104）朝向第四方向的面上还设置有反射式传感器（1043）；

还包括横推组件（4），所述横推组件（4）包括横推气缸（41）和横推板（42）；所述横推气缸（41）是带导杆型气缸；所述横推气缸（41）的缸体和机架（105）固定联接；所述横推气缸（41）的活塞杆和横推板（42）固定联接，所述横推板（42）上设有朝向第三方向的针端挡面（43），针端挡面（43）上设有在第三-第四方向上通透的横推孔（44），横推孔（44）内只能容纳一个滚针（100）；所述横推气缸（41）驱动横推板（42）向第二方向平移，横推孔（44）带动滚针（100）向第二方向平移。

2.如权利要求1所述的一种轴承滚针直径自动检测装置，其特征在于：还包括弧形管（5）、联接管（6）和料斗组件（7）；所述弧形管（5）的角度是90度，所述弧形管（5）靠下的第一端水平朝向第四方向，所述弧形管（5）靠上的第二端比第一端靠向第三方向、开口朝上；当横推气缸（41）驱动横推板（42）平移向第一方向行程末端时，弧形管（5）的第一端与横推孔（44）的第三方向端正对；当横推气缸（41）驱动横推板（42）向第二方向平移时，弧形管（5）的第一端被针端挡面（43）封堵；所述料斗组件（7）包括料斗（71），所述料斗（71）的下口与弧形管（5）的第二端通过联接管（6）相联通。

3.如权利要求2所述的一种轴承滚针直径自动检测装置，其特征在于：所述料斗组件（7）还包括橡胶弹簧（72）和振动器（73）；所述料斗（71）通过橡胶弹簧（72）与机架（105）相联接，所述振动器（73）的外壳与料斗（71）固定联接，所述联接管（6）是软管；料斗（71）内装有多个滚针（100），联接管（6）和弧形管（5）的直径大于滚针（100）直径，小于滚针（100）的长度，滚针（100）在联接管（6）和弧形管（5）内沿着长度方向移动；振动器（73）带动料斗（71）振动，滚针（100）首尾相接、逐个在联接管（6）和弧形管（5）内沿着长度方向移动。

4.如权利要求3所述的一种轴承滚针直径自动检测装置，其特征在于：还包括合格品箱（102）、不合格品箱（103）和翻板组件（101）；所述合格品箱（102）放置在检测槽（112）的正下方，所述不合格品箱（103）放置在合格品箱（102）的第二方向；所述翻板组件（101）包括摆动气缸（1011）和翻板（1012）；所述摆动气缸（1011）的缸体与机架（105）固定联接，所述摆动气缸（1011）的摆动杆与翻板（1012）固定联接；如果滚针（100）是不合格品，如果翻板（1012）不在第一状态则翻转至第一状态，摆动气缸（1011）驱动翻板（1012）翻转到第一状态后，翻板（1012）的上端斜向第一方向，翻板（1012）的下端斜向第二方向，翻板（1012）的下端在不合格品箱（103）的正上方，翻板（1012）在槽底平面（117）的正下方；如果滚针（100）是合格品，如果翻板（1012）不在第二状态则翻转至第二状态，摆动气缸（1011）驱动翻板（1012）翻转到第二状态后，翻板（1012）的上端斜向第二方向，翻板（1012）的下端斜向第一方向，翻板（1012）的下端在合格品箱（102）的正上方，翻板（1012）在槽底平面（117）的正下方。

5.如权利要求4所述的一种轴承滚针直径自动检测装置，其特征在于：还包括第二清扫组件（9）和清洗剂源；所述第二清扫组件（9）包括第二清扫电机（91）、第二清扫辊（93）和第二旋转接头（96）；所述第二清扫电机（91）的外壳与机架（105）固定联接，所述第二清扫辊（93）和第二清扫电机（91）的输出轴固定联接；所述第二清扫辊（93）的外表面设置有多个刷毛，所述第二清扫辊（93）内有第二清扫辊内腔（94），所述第二清扫电机（91）的输出轴是第二电机空心轴（92），所述第二电机空心轴（92）内空间第一端通过第二旋转接头（96）与清洗剂源相联通，所述第二电机空心轴（92）内空间第二端与第二清扫辊内腔（94）相联通，所述第二清扫辊（93）的壁上设置第二清扫辊喷孔（95）；所述第二清扫辊（93）位于槽板（111）的第一方向侧，当检测台电缸（21）驱动检测平台（22）朝第一方向平移时，检测台面（221）经过第二清扫辊喷孔（95）的下方，清洗剂通过第二清扫辊喷孔（95）喷射到检测台面（221）上，刷毛清洗检测台面（221）。

6.如权利要求5所述的一种轴承滚针直径自动检测装置，其特征在于：还包括第一清扫器（8）；所述第一清扫器（8）包括清扫推动气缸（81）和第一清扫组件（82）；所述清扫推动气缸（81）是带导杆型气缸，所述清扫推动气缸（81）的缸体和机架（105）固定联接；所述第一清扫组件（82）和第二清扫组件（9）的结构相同，第一清扫组件（82）的清扫电机的外壳与清扫推动气缸（81）的活塞杆固定联接，第一清扫组件（82）也设有清扫电机、旋转接头、清扫辊喷孔及刷毛；清扫推动气缸（81）驱动第一清扫组件（82）到槽底平面（117）下方，清洗剂通过第一清扫组件（82）的清扫辊喷孔喷射到槽底平面（117）上，第一清扫组件（82）的刷毛清洗槽底平面（117）。

7.如权利要求6所述的一种轴承滚针直径自动检测装置，其特征在于：还包括PLC可编程逻辑控制器，所述位移传感器（14）、检测台电缸（21）、纵推气缸（31）、横推气缸（41）、清扫推动气缸（81）、上顶气缸（10）、摆动气缸（1011）和反射式传感器（1043）分别与PLC可编程逻辑控制器电联接。

8.如权利要求7所述的一种轴承滚针直径自动检测装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.横推气缸（41）驱动横推板（42）向第二方向平移；

S2.纵推气缸（31）通过纵推杆（32）推动横推孔（44）内的滚针（100）向第四方向平移；

S3.纵推气缸（31）驱动纵推杆（32）退回到第三方向行程末端；

S4.横推气缸（41）驱动横推板（42）退回到第一方向行程末端；

S5.上顶气缸（10）向下缩进；

S6.检测台电缸（21）驱动检测平台（22）朝第一方向移动；

S7.滚针（100）触发反射式传感器（1043）并产生电信号；

S8.检测台电缸（21）驱动检测平台（22）朝第一方向间歇式水平移动；

S9.每当检测台电缸（21）停止时位移传感器（14）采集数据；

S10.进行数据评判，得出滚针（100）是合格或者不合格的结论；

S11.如果滚针（100）是不合格的，如果翻板（1012）不在第一状态，则摆动气缸（1011）驱动翻板（1012）翻转到第一状态；

S12.如果滚针（100）是合格的，如果翻板（1012）不在第二状态，则摆动气缸（1011）驱动翻板（1012）翻转到第二状态；

S13.当检测台面（221）将要向第一方向离开检测槽（112）正下方时，上顶气缸（10）的活塞杆向上伸出；

S14.清扫推动气缸（81）驱动第一清扫组件（82）朝第三方向平移到槽底平面（117）下方；

S15.清扫推动气缸（81）驱动第一清扫组件（82）朝第四方向离开槽底平面（117）下方；

S16.检测台电缸（21）驱动检测平台（22）到第一方向行程末端后反向移动到第二方向行程末端；

以上步骤S1至步骤S16循环执行。