CN117260423A - 轴套内卡槽双重定位在线检测装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本申请提出了轴套内卡槽双重定位在线检测装置及其方法，包括磨床固定架；二次定位基准架，顶部与磨床固定架转动连接，设有供检测规摆臂摆动的摆动槽；检测规驱动器，安装于该磨床固定架上，用于驱动检测规摆臂摆动；检测规摆臂，顶部与检测规驱动器驱动连接，底部穿过摆动槽与二次定位基准架转动连接；检测规，通过检测规调节支架安装于检测规摆臂的底部；二次定位动作驱动器，安装于磨床固定架上；二次定位摆臂；卡板，安装于二次定位摆臂底部，并设有与轴套上的卡槽配合的弧形槽；控制模块。本申请可显著提高加工效率和加工质量，降低工作强度。

Description

轴套内卡槽双重定位在线检测装置及其方法

技术领域

本申请涉及机械加工技术领域，特别是一种涉及轴套内卡槽双重定位在线检测装置及其方法。

背景技术

万向节即万向接头，是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置。它允许在一定范围内轴向摆动，也能在另一个方向上连接。而轴套作为万向节的重要零件，其精度要求相对较高，需要达到±0.01mm，为此目前工厂的加工手段为借助传统磨床，进行二次加工，第一次为粗磨留下一定余量，检测剩余余量后再次装夹进行精磨，直到精度达到要求为止，需要一人一台设备专门操作进行加工，工作强度较高，工作效率和加工质量完全靠工人的熟练程度，无法得到保证。

因此，亟待一种可一次性完成加工的轴套内卡槽双重定位在线检测装置及其方法，以解决现有技术存在的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种轴套内卡槽双重定位在线检测装置及其方法，针对目前技术存在的加工效率低、工作强度高等问题。

本发明核心技术主要是用在现有磨床的床头箱检测架上，通过二次定位和在线监测，实现自动一次性磨削检测操作。

第一方面，本申请提供了轴套内卡槽双重定位在线检测装置，包括：

磨床固定架，与磨床连接；

二次定位基准架，顶部与磨床固定架转动连接，设有供检测规摆臂摆动的摆动槽；

检测规驱动器，安装于该磨床固定架上，用于驱动检测规摆臂摆动，以实现检测规摆臂上的检测规进出轴套内孔；

检测规摆臂，顶部与检测规驱动器驱动连接，底部穿过摆动槽与二次定位基准架转动连接；

检测规，通过检测规调节支架安装于检测规摆臂的底部，该检测规调节支架能够调节检测规的倾斜角度，且该检测规的测针能够在检测规摆臂的驱动下以倾斜方式对轴套内端面进行检测；

二次定位动作驱动器，安装于磨床固定架上，并与二次定位基准架驱动连接；

二次定位摆臂，安装于二次定位基准架底部，能够调节卡板的空间位置；

卡板，安装于二次定位摆臂底部，并设有与轴套上的卡槽配合的弧形槽；

控制模块，分别与磨床、检测规驱动器以及二次定位动作驱动器通信连接；

其中，轴套其中一端设有卡槽。

进一步地，二次定位动作驱动器与二次定位基准架之间设有弹簧，能够通过该弹簧驱动，使得卡板从轴套的卡槽后端移动至前端。通过弹簧的弹力，可以张开二次定位基准架，使得卡板能够略微移动一段距离，可以是0.5mm或者1mm，这样就该能够很好地实现让卡板从卡槽后端移动至前端，而二次定位驱动器只是起到释放弹簧和压缩弹簧的作用，弹簧每次压缩的程度一致的话，每次张开的行程也是一致的，只要在弹簧寿命范围内，可保证卡板的精确定位，不会存在由于控制逻辑错误或故障等情况导致无法准确定位的情况发生。而弹簧后续根据使用寿命，定期更换即可。

进一步地，还包括设于二次定位基准架顶部一侧的传感器支架，该传感器上设有两个有无传感器，用于检测检测规摆臂的摆动位置。如此，可让控制模块知晓检测规摆臂所处的位置，就能够知晓检测规的测针此时是接触轴套内端面还是离开轴套内端面，可方便控制模块调节检测规的位置。

进一步地，二次定位摆臂包括与二次定位基准架底部连接的第一直杆、与该第一直杆连接的第二直杆、与该第二直杆底部连接的换向支架，换向支架与卡板通过单一螺纹紧固件连接，以使得卡板能够调节旋转角度以及高度后进行锁定。如此，即通过对卡板的位置调节，可在让卡板能够精确地卡入轴套的卡槽内，方便调试。

进一步地，卡板上设有条状槽，并通过单一螺纹紧固件与换向支架连接。如此，卡板可以方便地调节旋转角度和高度，即使本申请检测装置各零件的加工精度不高，也能够通过调节来适配轴套的加工位置，以对轴套进行精确地定位。

进一步地，换向支架包括与第二直杆底部垂直连接的垂直部以及与该垂直部滑动配合的转接部，该垂直部通过螺纹紧固件与转接部固定，且该转接部能够沿垂直部长度方向来回调节，以实现卡板沿轴套在加工时的长度方向的位置调节。如此，可适用于不同长度轴套，从而实现对轴套的精确定位。而且可以方便地拆装换向支架。

进一步地，垂直部上设有水平滑轨，转接部上设有与该水平滑轨配合的滑条，且该滑条上设有螺纹孔。如此，可方便地调节转接部的位置，调整后可以方便地锁定。

进一步地，二次定位基准架上设有铰接架，通过该铰接架与检测规摆臂连接。铰接架具有结构简单、稳定、操作平稳、运动方式多样化和支持多种材质等优点。

进一步地，检测规在轴套内孔加工时，实时检测加工余量。

第二方面，本申请提供了一种轴套内卡槽双重定位在线检测方法，基于上述的轴套内卡槽双重定位在线检测装置，包括以下步骤：

S00、利用磨床的电磁无心夹盘，通过电磁无心夹盘的定位电磁靠山对轴套装夹，将卡板卡入轴套的卡槽后端，实现第一次定位；

S10、当磨床的上料旋转位检测信号正常时，二次定位动作驱动器动作，使得卡板移动到卡槽前端，实现第二次定位；

S20、检测规驱动器驱动检测规摆臂摆动，使得检测规的测针倾斜接触轴套内端面，并检测轴套的实际余量；

S30、开启磨床，通过砂轮对轴套内端面进行加工；

S40、当实际余量为零时，检测规驱动器驱动检测规摆臂摆动，使得检测规的测针离开轴套内端面，同时退出砂轮；

S50、二次定位动作驱动器动作，使得卡板退回到卡槽前端；

S60、通过定位电磁靠山将轴套下料，下一个轴套上料循环S00~S50步骤。

本发明的主要贡献和创新点如下：1、与现有技术相比，本申请不再需要粗磨测量再精磨的操作，通过一次性磨削配合实时检测，可显著提高加工精度和加工效率，不再高度依赖于工人的操作熟练程度，使得一人可以管多台设备，进一步提高了加工效率，降低了人工成本；

2、与现有技术相比，本申请可在现有的磨床基础上进行改造升级，不需要重新购置磨床，其中本申请的各种结构不会与磨床本申请的砂轮、上料架、电磁无心夹盘以及电磁靠山等等干涉，也不会影响其运行，只需要在磨床加工程序中加入一些等待本申请的各种结构动作的时间，并通过本申请的控制模块协调本申请的各种驱动器，来配合磨床进行加工，从而实现在不影响磨床基本功能的前提下对轴套进行一次加工，得到精磨后的成品，显著降低了设备采购成本。

本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的轴套内卡槽双重定位在线检测实施方式图；

图2是本申请的结构图；

图3是图2另一视角示意图；

图4是本申请的立体图；

图5是轴套的结构示意图。

图中，1、床头箱检测机；2、磨床固定架；3、二次定位基准架；4、检测规驱动器；5、检测规摆臂；6、检测规；7、二次定位动作驱动器；8、控制模块；9、二次定位摆臂；10、轴套；11、卡板；12、传感器支架；13、砂轮；14、定位电磁靠山；31、摆动槽；32、铰接架；33、弹簧；61、检测规调节支架；91、第一直杆；92、第二直杆；93、换向支架；931、垂直部；932、转接部；101、卡槽；111、条状槽；112、弧形槽；121、有无传感器。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书一个或多个实施例相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书一个或多个实施例的一些方面相一致的装置和方法的例子。

需要说明的是：在其他实施例中并不一定按照本说明书示出和描述的顺序来执行相应方法的步骤。在一些其他实施例中，其方法所包括的步骤可以比本说明书所描述的更多或更少。此外，本说明书中所描述的单个步骤，在其他实施例中可能被分解为多个步骤进行描述；而本说明书中所描述的多个步骤，在其他实施例中也可能被合并为单个步骤进行描述。

实施例一

本申请旨在提出了一种轴套10内卡槽101双重定位在线检测装置，可以显著提高加工效率和加工质量，具体地，参考图1-4所示，所述方法包括：

磨床固定架2，与磨床连接；

在本实施例中，磨床为现有的246型端面内圆磨床，采用数控技术可实现对轴套10的自动化磨削加工（即现有技术通过人工输入程序先对轴套10进行粗磨，预留一些余量，完成后取下来用专业仪器测量余量，再进行精磨，精磨完毕后再进行测量，余量在设定范围内就合格，不再就重新磨，超过就报废），也可实现轴套10的自动上下料，本申请在此基础上，通过磨床固定支架安装在磨床的床头箱检测机1上，安装方式可以是现有的焊接、打孔固定等等操作，不影响磨床的基本功能。

其中，磨床固定架2的形状不做限定，主要作用是安装在磨床上，并用于检测规驱动器4和二次定位动作驱动器7，可根据不同型号的磨床进行调整。如图5所示，而加工对象轴套10其中一端设有卡槽101，卡板11的厚度小于卡槽101。

二次定位基准架3，顶部与磨床固定架2转动连接，设有供检测规摆臂5摆动的摆动槽31；

在本实施例中，二次定位基准架3顶部和磨床固定架2通过转轴连接或者铰接座连接，二次定位基准架3侧面通过垂直的一块板来设置摆动槽31，可以限定检测规摆臂5的摆动范围，同时起到引导其摆动的作用。优选地，二次定位动作驱动器7与二次定位基准架3之间设有弹簧33，能够通过该弹簧33驱动下，使得卡板11从轴套10的卡槽101后端移动至前端，如移动0.5mm。

检测规驱动器4，安装于该磨床固定架2上，用于驱动检测规摆臂5摆动，以实现检测规摆臂5上的检测规6进出轴套10内孔；

在本实施例中，检测规驱动器4为常见的气缸或电推杆，目的在于推动检测规摆臂5顶部，使其摆动，这样检测规摆臂5由于和二次定位基准架3是转动连接的，类似于杠杆，检测规摆臂5的底部就会朝着反向摆动，而二次定位基准架3会在检测规摆臂5的驱动下也移动，靠近二次定位动作驱动器7，使得弹簧33被压缩，如此就能够让检测规6的测针以倾斜方式接触轴套10内端面，即加工面（因为轴套10尺寸较小，测针比较细，可以伸入轴套10，且磨床的砂轮13并非完全占据轴套10内孔，否则无法进行加工，因此可以留出给测针检测的间隙）。

检测规摆臂5，顶部与检测规驱动器4驱动连接，底部穿过摆动槽31与二次定位基准架3转动连接；

在本实施例中，二次定位基准架3上设有铰接架32，通过该铰接架32与检测规摆臂5连接。当然也可以是其他转动连接的方式。

检测规6，通过检测规调节支架61安装于检测规摆臂5的底部，该检测规调节支架61能够调节检测规6的倾斜角度，且该检测规6的测针能够在检测规摆臂5的驱动下以倾斜方式对轴套10内端面进行检测；检测规6在轴套10内孔加工时，实时检测加工余量。

在本实施例中，检测规6为现有可购买到的产品，用于通过探针接触物体检测如尺寸精度、形状精度以及表面粗糙度等数据。其中检测规调节支架61分为上支架和下支架两部分，两个支架之间转动配合，如此可以调节检测规6的角度后再固定。

二次定位动作驱动器7，安装于磨床固定架2上，并与二次定位基准架3驱动连接；

在本实施例中，二次定位动作驱动器7为常见的气缸或电缸，二次定位动作驱动器7的输出端穿过二次定位基准架3上预留的通孔，且并与二次定位基准架3的侧面抵接，而弹簧33通过一个弹簧33轴安装在二次定位基准架3与二次定位动作驱动器7之间，只要二次定位动作驱动器7动作释放弹簧33，弹簧33的弹力就会张开二次定位基准架3的底部位置，使得卡板11移动大概0.5mm，就能够从轴套10的卡槽101后端移动前端。

二次定位摆臂9，安装于二次定位基准架3底部，能够调节卡板11的空间位置；

在本实施例中，二次定位摆臂9包括与二次定位基准架3底部连接的第一直杆91、与该第一直杆91连接的第二直杆92、与该第二直杆92底部连接的换向支架93，换向支架93与卡板11通过单一螺纹紧固件连接，以使得卡板11能够调节旋转角度以及高度后进行锁定。而换向支架93包括与第二直杆92底部垂直连接的垂直部931以及与该垂直部931滑动配合的转接部932，该垂直部931通过螺纹紧固件与转接部932固定，且该转接部932能够沿垂直部931长度方向来回调节，以实现卡板11沿轴套10在加工时的长度方向的位置调节，垂直部931上设有水平滑轨，转接部932上设有与该水平滑轨配合的滑条，且该滑条上设有螺纹孔。

卡板11，安装于二次定位摆臂9底部，并设有与轴套10上的卡槽101配合的弧形槽112；

在本实施例中，卡板11上设有条状槽111，并通过单一螺纹紧固件与换向支架93连接。

传感器支架12，设于二次定位基准架3顶部一侧，该传感器上设有两个有无传感器121，用于检测检测规摆臂5的摆动位置；

在本实施例中，每个有无传感器121都可以检测检测规摆臂5顶部的有无，将两个有无传感器121分别安装在检测规摆臂5的摆动行程的两端即可。

控制模块8，分别与磨床、检测规驱动器4以及二次定位动作驱动器7通信连接；通信方式可以是无线和有线。

其中，控制模块8为单片机或PLC或工控电脑等等，用于执行程序和逻辑控制。

实施例二

基于相同的构思，本申请还提出了一种轴套10内卡槽101双重定位在线检测方法，包括：

S00、利用磨床的电磁无心夹盘，通过电磁无心夹盘的定位电磁靠山14对轴套10装夹，将卡板11卡入轴套10的卡槽101前端，实现第一次定位；

在本实施例中，电磁无心夹盘、定位电磁靠山14、砂轮13、上料旋转位检测信号、上料的结构以及下料的结构等等都是现有磨床的本身具有结构，属于本领域技术人员熟知的技术，因此不再赘述原理和结构。

S10、当磨床的上料旋转位检测信号正常时，二次定位动作驱动器7动作，使得卡板11移动到卡槽101后端，实现第二次定位；

S20、检测规驱动器4驱动检测规摆臂5摆动，使得检测规6的测针倾斜接触轴套10内端面，并检测轴套10的实际余量；

S30、开启磨床，通过砂轮13对轴套10内端面进行加工；

S40、当实际余量为零时，检测规驱动器4驱动检测规摆臂5摆动，使得检测规6的测针离开轴套10内端面，同时退出砂轮13；

S50、二次定位动作驱动器7动作，使得卡板11退回到卡槽101后端；

S60、通过定位电磁靠山14将轴套10下料，下一个轴套10上料循环S00~S50步骤。

需要说明的是，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

通常，各种实施例可以以硬件或专用电路、软件、逻辑或其任何组合来实现。本发明的一些方面可以以硬件来实现，而其他方面可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行的固件或软件来实现，但是本发明不限于此。尽管本发明的各个方面可以被示出和描述为框图、流程图或使用一些其他图形表示，但是应当理解，作为非限制性示例，本文中描述的这些框、装置、系统、技术或方法可以以硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备或其某种组合来实现。

本发明的实施例可以由计算机软件来实现，该计算机软件由移动设备的数据处理器诸如在处理器实体中可执行，或者由硬件来实现，或者由软件和硬件的组合来实现。包括软件例程、小程序和/或宏的计算机软件或程序(也称为程序产品)可以存储在任何装置可读数据存储介质中，并且它们包括用于执行特定任务的程序指令。计算机程序产品可以包括当程序运行时被配置为执行实施例的一个或多个计算机可执行组件。一个或多个计算机可执行组件可以是至少一个软件代码或其一部分。另外，在这一点上，应当注意，如图中的逻辑流程的任何框可以表示程序步骤，或者互连的逻辑电路、框和功能，或者程序步骤和逻辑电路、框和功能的组合。软件可以存储在诸如存储器芯片或在处理器内实现的存储块等物理介质、诸如硬盘或软盘等磁性介质，以及诸如例如DVD及其数据变体、CD等光学介质上。物理介质是非瞬态介质。

本领域的技术人员应该明白，以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.轴套内卡槽双重定位在线检测装置，安装于现有磨床上，其特征在于，包括：

磨床固定架，与所述磨床连接；

二次定位基准架，顶部与所述磨床固定架转动连接，设有供检测规摆臂摆动的摆动槽；

检测规驱动器，安装于该磨床固定架上，用于驱动检测规摆臂摆动，以实现检测规摆臂上的检测规进出轴套内孔；

检测规摆臂，顶部与所述检测规驱动器驱动连接，底部穿过所述摆动槽与所述二次定位基准架转动连接；

检测规，通过检测规调节支架安装于所述检测规摆臂的底部，该检测规调节支架能够调节检测规的倾斜角度，且该检测规的测针能够在所述检测规摆臂的驱动下以倾斜方式对轴套内端面进行检测；

二次定位动作驱动器，安装于所述磨床固定架上，并与所述二次定位基准架驱动连接；

二次定位摆臂，安装于所述二次定位基准架底部，能够调节所述卡板的空间位置；

卡板，安装于所述二次定位摆臂底部，并设有与轴套上的卡槽配合的弧形槽；

控制模块，分别与磨床、所述检测规驱动器以及所述二次定位动作驱动器通信连接；

其中，所述轴套其中一端设有卡槽。

2.如权利要求1所述的轴套内卡槽双重定位在线检测装置，其特征在于，所述二次定位动作驱动器与所述二次定位基准架之间设有弹簧，能够通过该弹簧驱动下，使得所述卡板从所述卡槽的后端移动至前端。

3.如权利要求1所述的轴套内卡槽双重定位在线检测装置，其特征在于，还包括设于所述二次定位基准架顶部一侧的传感器支架，该传感器上设有两个有无传感器，用于检测所述检测规摆臂的摆动位置。

4.如权利要求1所述的轴套内卡槽双重定位在线检测装置，其特征在于，所述二次定位摆臂包括与所述二次定位基准架底部连接的第一直杆、与该第一直杆连接的第二直杆、与该第二直杆底部连接的换向支架，所述换向支架与所述卡板通过单一螺纹紧固件连接，以使得所述卡板能够调节旋转角度以及高度后进行锁定。

5.如权利要求4所述的轴套内卡槽双重定位在线检测装置，其特征在于，所述卡板上设有条状槽，并通过单一螺纹紧固件与所述换向支架连接。

6.如权利要求4所述的轴套内卡槽双重定位在线检测装置，其特征在于，所述换向支架包括与所述第二直杆底部垂直连接的垂直部以及与该垂直部滑动配合的转接部，该垂直部通过螺纹紧固件与所述转接部固定，且该转接部能够沿所述垂直部长度方向来回调节，以实现卡板沿轴套在加工时的长度方向的位置调节。

7.如权利要求6所述的轴套内卡槽双重定位在线检测装置，其特征在于，所述垂直部上设有水平滑轨，所述转接部上设有与该水平滑轨配合的滑条，且该滑条上设有螺纹孔。

8.如权利要求1-7任意一项所述的轴套内卡槽双重定位在线检测装置，其特征在于，所述二次定位基准架上设有铰接架，通过该铰接架与所述检测规摆臂连接。

9.如权利要求1-7任意一项所述的轴套内卡槽双重定位在线检测装置，其特征在于，所述检测规在轴套内孔加工时，实时检测加工余量。

10.轴套内卡槽双重定位在线检测方法，其特征在于，基于权利要求1-9任意一项所述的轴套内卡槽双重定位在线检测装置，包括以下步骤：

S00、利用磨床的电磁无心夹盘，通过电磁无心夹盘的定位电磁靠山对轴套装夹，将卡板卡入轴套的卡槽后端上，实现第一次定位；

S10、当磨床的上料旋转位检测信号正常时，二次定位动作驱动器动作，使得卡板移动到卡槽前端，实现第二次定位；

S20、检测规驱动器驱动检测规摆臂摆动，使得检测规的测针倾斜接触轴套内端面，并检测轴套的实际余量；

S30、开启磨床，通过砂轮对轴套内端面进行加工；

S40、当实际余量为零时，检测规驱动器驱动检测规摆臂摆动，使得检测规的测针离开轴套内端面，同时退出砂轮；

S50、二次定位动作驱动器动作，使得卡板退回到卡槽后端；

S60、通过定位电磁靠山将轴套下料，下一个轴套上料循环S00~S50步骤。