一种具有夹持和检测功能的轴承夹爪及检测方法与流程

1.本发明涉及轴承检测技术领域，特别涉及一种具有夹持和检测功能的轴承夹爪及检测方法。


背景技术：

2.这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
3.轴承作为确保机械设备精度的重要组成部分，后续的缺陷检测装置是必不可少的。生产厂家通常采用的检测流程为：轴承夹持装置将轴承零件从料道夹取，送至检测工位点进行检测，检测结束后再夹持下料，由此实现从制造到检测的自动化。
4.由于目前轴承夹爪的功能比较单一，仅具有夹持作用，从而检测过程中轴承的夹持与检测被分为两个单独的工序，无法实现快速的检测，造成零件的检测效率不高，增加了生产周期，生产流程也变得较为复杂，进而自动化程度达不到相应的生产要求；另外，大量的轴承检测设备占据了较大的生产空间，对于生产效率的提高具有一定影响。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种具有夹持和检测功能的轴承夹爪及检测方法，以解决现有技术中轴承夹爪无法同时实现夹持和检测功能造成的检测效率低的问题。为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来解决：
6.本发明第一方面提供了一种具有夹持和检测功能的轴承夹爪，包括：
7.安装座，安装有第一驱动机构、第二驱动机构以及第三驱动机构；
8.外圈夹持装置，包括固定在所述安装座下方的外夹爪座，以及安装在所述外夹爪座上的夹紧机构，所述夹紧机构具有至少三个同步径向伸缩的第一滑动件，其中一所述第一滑动件的外端部设置外圈缺陷检测装置，其中至少两个所述第一滑动件周向均匀布置且其各外端部安装有外夹爪；
9.内圈夹持装置，包括设置在所述外夹爪座下方且与其旋转连接的内夹爪座，以及安装在所述内夹爪座上的撑紧机构，所述撑紧机构具有至少三个同步径向伸缩的第二滑动件，其中一所述第二滑动件的外端部设置内圈缺陷检测装置，其中至少两个所述第二滑动件周向均匀布置且其各外端部安装有内夹爪；
10.所述第一驱动机构被配置为所述第一滑动件的伸缩提供驱动力，所述第二驱动机构所述第二滑动件的伸缩提供驱动力，所述第三驱动机构被配置为所述内夹爪座旋转提供驱动力。
11.进一步地，各所述第一滑动件与所述第一驱动机构之间设置第一直角传动机构，各所述第二滑动件与所述第二驱动机构之间设置第二直角传动机构。
12.进一步地，所述第一直角传动机构包括第一拉杆，以及与所述第一滑动件数量匹配的第一连杆，所述第一拉杆垂直于各所述第一滑动件，所述第一连杆两端分别与所述第一拉杆一端和所述第一滑动件内端部铰接，所述第一拉杆的另一端与所述第一驱动机构连
接。
13.进一步地，所述第二直角传动机构包括第二拉杆，以及与所述第二滑动件数量匹配的第二连杆，所述第二拉杆垂直于各所述第二滑动件，所述第二连杆两端分别与所述第二拉杆一端和所述第二滑动件内端部铰接，所述第二拉杆的另一端与所述第二驱动机构连接。
14.进一步地，所述第一拉杆与所述外夹爪座滑动连接，所述第二拉杆与所述第一拉杆和所述内夹爪座滑动连接。
15.进一步地，所述第一拉杆为套筒结构，其套设在所述第二拉杆上；所述第三驱动机构包括第三电机和横截面为多边形的传动轴，所述第二拉杆上设有与传动轴配合的多边形的孔，所述传动轴一端与所述第三电机连接，另一端嵌入所述孔中形成滑动连接；所述第二拉杆在与所述内夹爪座滑动连接处设置外多边形套筒，所述内夹爪座上设置与其配合的内多边形套筒。
16.进一步地，所述第一驱动机构包括第一电机以及与所述第一电机输出轴连接的第一丝杠，所述第一丝杠上设置的螺母滑块与所述第一拉杆连接，所述第二驱动机构包括第二电机以及与所述第二电机输出轴连接的第二丝杠，所述第二丝杠上设置的螺母滑块与所述第二拉杆周向铰接。
17.进一步地，所述内圈缺陷检测装置和外圈缺陷检测装置均为电涡流传感器。
18.进一步地，所述外夹爪为具有v型结构的夹爪。
19.本发明第二方面提供了一种利用第一方面所述轴承夹爪进行检测的方法，包括以下步骤：
20.将轴承夹爪定位于待检测轴承位置；
21.第一驱动机构驱动第一滑动件运动，实现轴承外圈的夹紧，放松轴承内圈的撑紧；
22.第三驱动机构驱动内夹爪座旋转一周，带动设置在第二滑动件上的内圈缺陷检测装置旋转一周，实现对轴承内圈的检测；
23.第二驱动机构驱动第二滑动件运动，实现轴承内圈的撑紧，放松轴承外圈的夹紧，第三驱动机构驱动内夹爪座旋转一周，设置在第一滑动件上的外圈缺陷检测装置与轴承外圈发生相对转动一周，实现对轴承外圈的检测。
24.上述本发明的有益效果如下：
25.(1)本发明包括内外双夹爪结构，通过夹紧、撑紧以及旋转等步骤可以一次性完成对轴承的内外圈的检测，无需在检测过程中将工件放下来进行二次检测，对于轴承的加工检测效率有着非常大的提高，增加了自动化水平，减少了检测时间，简化了检测步骤。
26.(2)本发明通过第一拉杆、第二拉杆以及第一连杆、第二连杆的协调配合下，将竖直直线运动转换为水平直线运动，协调实现内夹爪和外夹爪对轴承的的交替夹持；另外，在多边形传动轴的配合下，在不影响内夹爪运动的前提下，实现内夹爪座的旋转，实现轴承内圈以及轴承外圈的检测。
附图说明
27.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的限定。还应当理解，这些附图是
为了简化和清楚而示出的，并且不一定按比例绘制。现在将通过使用附图以附加的特征和细节来描述和解释本发明，其中：
28.图1是本发明实施例中轴承伺服夹爪结构主视图；
29.图2是本发明实施例中轴承伺服夹爪结构仰视图；
30.图3是本发明实施例中轴承伺服夹爪的外夹爪结构示意图；
31.图4是本发明实施例中轴承伺服夹爪沿剖面线a-a的剖视图；
32.图5是图4中a处结构局部放大图；
33.图6是本发明实施例中轴承伺服夹爪去除外夹爪座的结构示意图。
34.图中：1第一电机，2第二电机，3第三电机，4安装座，5第一上轴承座，6第一丝杠，7螺母滑块，8外夹爪座，9第一导轨，10外夹爪，11内夹爪，12第二导轨，13外圈缺陷检测装置，14外圈缺陷检测装置安装座，15第一拉杆，16第二拉杆，17螺母滑块，18第二丝杠，19第二上轴承座，20方形传动轴，21联轴器，22第一关节，23第一连杆，24第一轴套，25第二轴套，26第二连杆，27第二关节，28下端盖，29第一拉杆轴套，30底座安装板，31第一手动拨轮，32内圈缺陷检测装置，33第二手动拨轮，34卡箍，35外多边形套筒，36内多边形套筒，37固定盖，38第一下轴承座，39第二下轴承座，40连接件，41v型支撑架，42滚筒，43内夹爪座。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明典型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
36.实施例1
37.本实施例提供了本发明一种具有夹持和检测功能的轴承夹爪，如图1所示，包括：
38.安装座4，安装有第一驱动机构、第二驱动机构以及第三驱动机构；
39.外圈夹持装置，包括固定在安装座4下方的外夹爪座8，以及安装在外夹爪座8上的夹紧机构，夹紧机构具有至少三个同步径向伸缩的第一滑动件，其中一第一滑动件的外端部设置外圈缺陷检测装置13，其中至少两个第一滑动件周向均匀布置且其各外端部安装有外夹爪10；
40.内圈夹持装置，包括设置在外夹爪座8下方且与其旋转连接的内夹爪座43，以及安装在内夹爪座43上的撑紧机构，撑紧机构具有至少三个同步径向伸缩的第二滑动件，其中一第二滑动件的外端部设置内圈缺陷检测装置32，其中至少两个第二滑动件周向均匀布置且其各外端部安装有内夹爪11；
41.第一驱动机构被配置为第一滑动件的伸缩提供驱动力，第二驱动机构被配置为第二滑动件的伸缩提供驱动力，第三驱动机构被配置为内夹爪座43旋转提供驱动力。
42.如图1所示，在本实施例中，外夹爪座8和内夹爪座43均设置为圆柱筒状结构，当然可以理解地是，也可以为外形为方形、矩形或者其他形状的结构，内部通常设置成筒状结构，以利于其他结构的安装和布置；第一滑动件为导轨式滑动件，即第一导轨9，外夹爪座8上还设置与第一导轨9配套的第一轴套24，第二滑动件也为导轨式滑动件，即第二导轨12，内夹爪座43上还设置与第二导轨12配套的第二轴套25。
43.在本实施例中，第一导轨9和第二导轨12均设置四个，均沿着圆柱的径向布置，同时，第一导轨9周向布置且相隔90
°
，其中相对的两个第一导轨9设置外夹爪10，用于夹紧轴
承的外圈，其余两个第一导轨9上设置外圈缺陷检测装置安装座14、外圈缺陷检测装置13以及其他检测装置的预留安装空位；另外，第二导轨12也周向布置且相隔90
°
，其中相对的两个第二导轨12设置内夹爪11，用于撑紧轴承的内圈，其余两个第二导轨12上设置内圈缺陷检测装置32以及其他检测装置的预留安装空位。在其他一些实施例中，第一导轨9中用于夹紧的数量可以大于三个(均匀布置)，此时总数量应该大于四个，可以理解地是，其他检测装置的预留空位也可以不设置，不是必须设置部分。同理，第二导轨12亦可以如此设置。
44.如图2所示，第一导轨9上的其他检测装置预留空位上设置第一手动拨轮31，用于压紧安装在该空位上的其他检测装置；第二导轨12上的其他检测装置预留空位上设置第二手动拨轮33，用于压紧安装在该空位上的其他检测装置。
45.检测时，第一驱动机构驱动第一导轨9运动，实现轴承外圈的夹紧，放松轴承内圈的撑紧；
46.第三驱动机构驱动内夹爪座43旋转一周，带动设置在第二导轨12上的内圈缺陷检测装置32旋转一周，实现对轴承内圈的检测；
47.第二驱动机构驱动第二导轨12运动，实现轴承内圈的撑紧，放松轴承外圈的夹紧，第三驱动机构驱动内夹爪座43旋转一周，设置在第一导轨9上的外圈缺陷检测装置13与轴承外圈发生相对转动一周，实现对轴承外圈的检测。
48.本发明采用双夹爪结构，可以一次性对轴承的内外圈进行检测完成，无需在检测过程中将工件放下来进行二次检测，对于轴承的加工检测效率有着非常大的提高，增加了自动化水平，减短了检测时间，简化了检测步骤。
49.进一步地，内圈缺陷检测装置32和外圈缺陷检测装置13均为电涡流传感器，电涡流传感器长期工作可靠性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高、响应速度快、抗干扰力强、不受油污等介质的影响、结构简单等优点。
50.进一步地，外夹爪10为具有v型结构的夹爪，在本实施例中，如图3所示，包括连接件40、v型支撑架41和滚筒42，连接件40上设置有卡槽，外夹爪10通过连接件40的卡槽与第一导轨9连接在一起。在连接件下部设置v型支撑架41，v型支撑架41两端设置保持架，保持架上安装有可以滚动的套筒42。在外夹爪10夹紧轴承外圈时，每个v型结构与轴承外圈具有两个接触面，因此仅利用两个外夹爪10即可满足对轴承外圈夹紧的需求，尤其是，本实施例中在v型支撑架41上设置套筒42，在夹紧的过程中，减小摩擦力，使得夹紧过程顺利并保持较大的夹紧力。
51.各第一滑动件与第一驱动机构之间设置第一直角传动机构，各第二滑动件与第二驱动机构之间设置第二直角传动机构。通过第一直角传动机构和第二传动架构可以改变将第一驱动机构和第二驱动架构的动力方向，在图4所示的方向上，第一直角传动机构和第二直角传动机构可以将竖直方向的动力转换为水平方向，实现动力方向的转换，避免动力源安装过于集中，导致设备体积过大，影响轴承内外圈的检测。
52.如图2、图3和图6所示，优选地，第一直角传动机构包括第一拉杆15，以及与第一导轨9数量匹配的第一连杆23，第一拉杆15垂直于各第一导轨9，第一连杆23两端分别与第一拉杆15一端和第一导轨9内端部铰接，第一拉杆15的另一端与第一驱动机构连接。
53.在本实施例中，在第一拉杆15上设置有第一关节22，第一关节22套设并固定在第一拉杆15设定的位置上，第一关节22周向上设置铰接孔，第一拉杆15通过第一关节22实现
与第一连杆23的铰接。第一连杆23常态时为倾斜状态，与第一拉杆15之间具有角度，在第一拉杆15上升或者下压过程中，在第一连杆23的作用下实现第一导轨9的伸缩。
54.如图5所示，第二直角传动机构包括第二拉杆16，以及与第二导轨12数量匹配的第二连杆26，第二拉杆16垂直于各第二导轨12，第二连杆26两端分别与第二拉杆16一端和第二导轨12内端部铰接，第二拉杆16的另一端与第二驱动机构连接。
55.在本实施例中，在第二拉杆16上设置有第二关节27，第二关节27套设并固定在第二拉杆16设定的位置上，第二关节27周向上设置铰接孔，第二拉杆16通过第二关节27实现与第二连杆26的铰接。第二连杆26常态时为倾斜状态，与第二拉杆16之间具有角度，在第二拉杆16上升或者下压过程中，在第二连杆26的作用下实现第二导轨12的伸缩，在本实施例中，第二关节27下方的第二拉杆16上设置卡箍34，防止第二关节27下滑。
56.当然可以理解地是，在其他一下实施例中，也可采用其他一些直角传动结构，例如齿轮传动、涡轮蜗杆传动、楔形块传动等。
57.进一步地，第一拉杆15与外夹爪座8滑动连接，第二拉杆16与第一拉杆15和内夹爪座43滑动连接，进而两两之间形成滑动副，并且外夹爪座8为第一拉杆15和第二拉杆16提供支撑。
58.如图4所示，在本实施例中，第一拉杆15与外夹爪座8滑动连接处设置第一拉杆轴套29。
59.优选地，第一拉杆15为套筒结构，其套设在第二拉杆16上；第三驱动机构包括第三电机3和横截面为多边形的传动轴，第二拉杆16上设有与传动轴配合的多边形的孔，传动轴一端与第三电机3连接，另一端嵌入孔中形成滑动连接；第二拉杆16在与内夹爪座43滑动连接处设置外多边形套筒35，内夹爪座43上设置与其配合的内多边形套筒36。
60.在本实施例中，多边形的传动轴为方形传动轴20；外多边形套筒35的内侧面为圆，外侧面为多边形，其套设并固定在第二拉杆16上；内多变形套筒36内侧面为多边形，外侧面为圆，外夹爪座8上开设用于容纳内多变形套筒36的孔，并利用固定盖37固定内多变形套筒36。
61.多边形传动轴以及外多边形套筒能够保证在第三电机3的驱动下可以带动第二拉杆16和内夹爪座43旋转，进而带动内夹爪11和内圈缺陷检测装置32转动，并且能够实现第二拉杆16与多边形传动轴和外多边形套筒35之间的上下滑动连接。
62.进一步地，第一驱动机构包括第一电机1以及与第一电机1输出轴连接的第一丝杠，第一丝杠6上设置的螺母滑块7与第一拉杆15连接；第二驱动机构包括第二电机2以及与第二电机2输出轴连接的第二丝杠18，第二丝杠18上设置的螺母滑块17与第二拉杆16周向铰接，即螺母滑块17与第二拉杆16转动连接，能够保证第二拉杆16的转动不受螺母滑块17的影响。
63.在本实施例中，安装座4为龙门式，第一电机1、第二电机2和第三电机3均安装在龙门式安装座的顶部横梁上，分别通过联轴器21与第一丝杠6、第二丝杠18以及方形传动轴20连接。
64.第一电机1、第二电机2和第三电机3均为伺服电机，伺服电机可以控制速度以及转动圈数，可根据加工轴承的重量以及大小调整夹紧力的大小，解决传统夹爪工作时轴承因为大小以及重量等问题因为夹持力的大小对轴承工件造成检测时产生的不必要的伤害。
65.如图1所示，龙门式安装座一侧竖梁的上部安装第一上轴承座5，下部安装第一下轴承座38，用于支撑第一丝杠6；另一侧竖梁的上部安装第二上轴承座19，下部安装第二下轴承座39，用于支撑第二丝杠18。
66.在本实施例中，安装座4底部与外夹爪座8之间设置底座安装板30，内夹爪座43下部通过下端盖28进行封堵，下端盖28内设置有轴套，第二拉杆16可在轴套内上下滑动，下端盖28不仅可以避免外界灰尘进入，同时还可为第二拉杆16提供一定的支撑作用。
67.实施例2
68.本实施例提供了一种利用如实施例1所述轴承夹爪进行检测的方法，包括以下步骤：
69.将轴承夹爪定位于待检测轴承位置；
70.第一驱动机构驱动第一导轨9运动，实现轴承外圈的夹紧，放松轴承内圈的撑紧；其中第一电机1驱动第一丝杠6旋转，带动螺母滑块7向上运动，在第一拉杆15和第一关节22的带动下，第一导轨9向内侧方向运动，实现外夹爪10对轴承外圈的夹紧，当外夹爪10夹紧到一定的程度的时候，会反馈给第一电机1一个信号，第一电机1停止转动，并且保持抱死状态，使得外夹爪10牢牢夹住轴承。当外夹爪10夹紧以后，反馈信号使得第二电机2反向转动至未撑紧状态,内夹爪11脱离开轴承内圈表面，这时候的轴承仅由外夹爪10夹持着。
71.第三驱动机构驱动内夹爪座43旋转一周，带动设置在第二导轨12上的内圈缺陷检测装置32旋转一周，实现对轴承内圈的检测；其中第三电机3开始工作，使得内夹爪座43转动一周，这时的外夹爪10是固定不动的，内夹爪座43相对于轴承是转动的，安装在内夹爪座43上的电涡流传感器将轴承的内圈进行检测一周。
72.第二驱动机构驱动第二导轨12运动，实现轴承内圈的撑紧，放松轴承外圈的夹紧，第三驱动机构驱动内夹爪座43旋转一周，设置在第一导轨9上的外圈缺陷检测装置13与轴承外圈发生相对转动一周，实现对轴承外圈的检测。其中第二电机2驱动第二丝杠18旋转，带动螺母滑块17向下运动，在第二拉杆16和第二关节27的带动下，第二导轨12向外侧方向运动，实现内夹爪11对轴承内圈的撑紧，当内夹爪11撑紧到一定的程度的时候，会反馈给第二电机2一个信号，第二电机2停止转动，并且保持抱死状态，使得内夹爪11牢牢撑紧轴承内圈。当内夹爪11撑紧以后，反馈信号使得第一电机1反向转动至未夹紧状态,外夹爪10脱离开轴承外圈表面，这时候的轴承只是由内夹爪11夹持着。第三电机3开始工作，内夹爪座43旋转一周，设置在第一导轨9上的电涡流传感器轴承内圈进行检测。
73.可以理解地是，对于轴承内圈以及轴承外圈的检测顺序可以变换。
74.本发明虽然己以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。