CN105910542A - 一种非接触式测量轴承球体几何参数的装置 - Google Patents

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钱佳立
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Abstract

一种非接触式测量轴承球体几何参数的装置，包括两个光学位移传感器，两个光学位移传感器相对设置且位于同一个测量平面上，两个光学位移传感器的光轴位于同一轴线上，被测轴承球体放置在一个可沿一垂直于两个光学传感器的光轴方向的转轴上，该旋转轴的中心有一个气孔，该气孔与一个真空泵相连接，所述转轴与驱动电机的输出轴联动，所述测量平面与被测轴承球体的一个子午面在同一个平面上。本发明提供一种测量精度较高、速度较快的非接触式测量轴承球体几何参数的装置。

Description

一种非接触式测量轴承球体几何参数的装置
技术领域
本发明涉及轴承球体的测量装置，尤其是一种轴承球体几何参数的测量装置。
背景技术
轴承球体中几个核心参数，如平均直径、最大及最小直径、圆度等参数测量目前大部分采用接触式方式，如利用接触式圆度仪测量轴承球体的直径、圆度。接触式法测量轴承球体参数存在以下几个缺点：1)测量精度只能达到0.1微米；2)检测速度慢；3)对于超光滑的轴承表面可能产生摩擦损伤。随着超精密轴承的应用越来越广泛，对其的需求量也越来越大，急需一种快速、精密的检测方法，可以对超精密轴承进行快速筛选，而目前常用的接触式检测方法无法满足这样的要求。
发明内容
为了克服已有接触式测量轴承球体几何参数方式的测量精度较低、速度较慢的不足，本发明提供一种测量精度较高、速度较快的非接触式测量轴承球体几何参数的装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种非接触式测量轴承球体几何参数的装置，包括两个光学位移传感器，两个光学位移传感器相对设置且位于同一个测量平面上，两个光学位移传感器的光轴位于同一轴线上，被测轴承球体放置在一个可沿一垂直于两个光学传感器的光轴方向的转轴上，该旋转轴的中心有一个气孔，该气孔与一个真空泵相连接，所述转轴与驱动电机的输出轴联动，所述测量平面与被测轴承球体的一个子午面在同一个平面上。
进一步，所述装置还包括用于带动被测轴承球体旋转的测量换位机构，所述测量换位机构的动作端与所述被测轴承球体配合。
再进一步，所述测量换位机构包括搓杆和用于带动所述搓杆平移的换位驱动器，所述搓杆与所述换位驱动器的动作端连接，所述搓杆的前端呈弧形，所述搓杆的下端面为用于带动被测轴承球体的摩擦面。
本发明的技术构思为：采用光学测量方法，该方法可对轴承球体进行快速测量。完成对轴承球体的三个正交子午面上的直径、圆度的测量，测量精度达到0.01微米。
用两个相向放置的光学位移传感器，使两个传感器的测量轴同轴，并采用标准球将两个光学位移传感器沿测量方向的位移调到零。通过从两个位移传感器上测出的被测球体直径变化量和圆度偏离标准球的差分信号，确定被测球体直径和圆度值。
采用一种下端为平面，表面具有一定摩擦力，且前端有一个弧形的搓杆装置，自动在第一、第二、及第三次测量被测球体直径和圆度直径将被测球体在与测量平面(平面1)相垂直的平面(平面2)内沿测量轴将测量球旋转90度。
本发明的有益效果主要表现在：测量精度较高、速度较快。
附图说明
图1是非接触式测量轴承球体几何参数的装置的示意图。
图2是轴承球体旋转的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1～图2，一种非接触式测量轴承球体几何参数的装置，包括两个光学位移传感器1，两个光学位移传感器1相对设置且位于同一个测量平面上，两个光学位移传感器的光轴位于同一轴线上，被测轴承球体2放置在一个可沿一垂直于两个光学传感器的光轴方向的转轴3上，该旋转轴3的中心有一个气孔，该气孔与一个真空泵相连接，所述转轴3与驱动电机的输出轴联动，所述测量平面与被测轴承球体的一个子午面在同一个平面上。
进一步，所述装置还包括用于带动被测轴承球体旋转的测量换位机构，所述测量换位机构的动作端与所述被测轴承球体配合。
再进一步，所述测量换位机构包括搓杆4和用于带动所述搓杆平移的换位驱动器5，所述搓杆4与所述换位驱动器5的动作端连接，所述搓杆4的前端呈弧形，所述搓杆4的下端面为用于带动被测轴承球体的摩擦面。
本实施例中，被测轴承球体放置在一个可沿一垂直于两个光学传感器的光轴方向的旋转轴上，该旋转轴的中心有一个气孔，该气孔与一个真空泵相连接，测量时，开启真空阀，将轴承球吸附在转轴上，该转轴在电机驱动下可沿其轴线旋转，并带动被测轴承球体一起转动。
由于旋转轴在转动时本身在沿直径测量方向会有一个小的晃动，晃动的幅度取决于所用旋转轴的轴承，一般采用空气轴承可将这样的晃动降低到100nm以下，超精密轴承的直径公差要求小于100纳米，因此，用一个位移传感器测量轴承直径会由于旋转轴本身的晃动而无法精确测量，为了消除由于旋转轴在测量方向的晃动带来的测量误差，可以通过多次测量，每次测量时将被测轴承球沿旋转轴的轴线转一小角度，将多次测量的结果综合分析后，可以去除旋转轴晃动带来的误差，然而这种测量方法需通过多次测量，且每次测量还需使被测球体旋转一个角度，因此，测量速度慢，无法满足工业生产的需要。
为解决这一问题，本实施例选择采用双位移传感器测量方法。由于两个位移传感器是相向放置的，旋转轴的晃动造成的被测球体相对于位移传感器的移动是反向的，因此，实际测量时，将两个位移传感器测量到的信号进行差分，即可有效去除由于旋转轴在测量方向的晃动所带来的测量误差。
两个位移传感器放置在同一个测量平面(平面1)，该平面与被测轴承球体的一个子午面在同一个平面上，如图中所示。测量前，先用一个标准球对***进行校正，分别调节两个位移传感器的位置，使得两个传感器的位移读数都为零。测量时，被测轴承球体由旋转轴带动旋转，如果被测球与标准球完全一致，则在旋转360度后，两个位移传感器的读数将始终为零，表示该被测球在这个子午面上的直径与标准球一致，且圆度也一致。任何偏离标准球的位移都将被作为误差记录下来，通过记录下来的数据，可以计算出在该子午面上该被测球相对于标准球的直径变化、圆度变化；在完成一个子午面的测量后，将球在另一个与测量平面垂直的平面(平面2)内旋转90度，此时，被测球体的另一个子午面与测量平面重合，重复第一次的测量程序，可测出该被测球在第二个子午面上直径及圆度与标准球的偏差；在完成第二次测量后，将球在测量平面(平面1)内旋转90度，然后使其在与测量平面垂直的一个平面(平面2)内再旋转90度，重复测量程序，可测出该球在其第三个正交子午面内的直径及圆度相对于标准球的偏差。
在上面提到的测量过程中，每完成一次球体子午面的直径和圆度测量，需要将被测球体在与测量平面相垂直的另一个平面内沿测量轴旋转90度，本专利描述了一种自动完成该动作的装置。
一个表面具有较大摩擦力的搓杆放置在被测球体的上方，其下端面为一平面，离被测球体的上顶点有一个间隙，当需要将被测球体在垂直与测量平面的平面内旋转90度时，将该搓杆向下移动一个距离，使其下端平面略低于被测球的上顶点，搓杆的前端有一个弧形，当将搓杆推向被测球体时，其下端平面逐渐与被测球体的上顶点相接触并带动被测球体在向前有一个滚动的趋势，由于被测球被限制在旋转轴承的顶部V型槽中，无法向前滚动，只能在原地做滚动，当搓杆移动的距离等于被测球体圆周长的四分之一时，被测球体正好滚动90度。

Claims (3)

1.一种非接触式测量轴承球体几何参数的装置，其特征在于：所述装置包括两个光学位移传感器，两个光学位移传感器相对设置且位于同一个测量平面上，两个光学位移传感器的光轴位于同一轴线上，被测轴承球体放置在一个可沿一垂直于两个光学传感器的光轴方向的转轴上，该旋转轴的中心有一个气孔，该气孔与一个真空泵相连接，所述转轴与驱动电机的输出轴联动，所述测量平面与被测轴承球体的一个子午面在同一个平面上。
2.如权利要求1所述的非接触式测量轴承球体几何参数的装置，其特征在于：所述装置还包括用于带动被测轴承球体旋转的测量换位机构，所述测量换位机构的动作端与所述被测轴承球体配合。
3.如权利要求2所述的接触式测量轴承球体几何参数的装置，其特征在于：所述测量换位机构包括搓杆和用于带动所述搓杆平移的换位驱动器，所述搓杆与所述换位驱动器的动作端连接，所述搓杆的前端呈弧形，所述搓杆的下端面为用于带动被测轴承球体的摩擦面。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107036551A (zh) * 2017-03-15 2017-08-11 浙江工业大学 一种微小球体圆度非接触测量的装夹方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06129822A (ja) * 1992-10-20 1994-05-13 Minolta Camera Co Ltd 非接触式形状測定用基準原器及び非接触式形状測定装置
CN2627459Y (zh) * 2003-05-12 2004-07-21 第二炮兵工程学院对外技术服务部 一种回转体部件三维连续高精度测量装置
CN102095345A (zh) * 2010-11-19 2011-06-15 深圳金迈克精密科技有限公司 一种球痕式镀层测厚仪
CN102353336A (zh) * 2011-06-29 2012-02-15 哈尔滨工业大学 可对轴承球直径实现动态非接触精密测量的分组装置
CN202209934U (zh) * 2011-09-21 2012-05-02 嘉兴海盛电子有限公司 一种直角度测量夹具
CN104723301A (zh) * 2015-03-27 2015-06-24 安徽江淮汽车股份有限公司 一种通用型发动机活塞连杆测量用水平工作台
CN205825905U (zh) * 2016-06-08 2016-12-21 浙江工业大学 一种非接触式测量轴承球体几何参数的装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06129822A (ja) * 1992-10-20 1994-05-13 Minolta Camera Co Ltd 非接触式形状測定用基準原器及び非接触式形状測定装置
CN2627459Y (zh) * 2003-05-12 2004-07-21 第二炮兵工程学院对外技术服务部 一种回转体部件三维连续高精度测量装置
CN102095345A (zh) * 2010-11-19 2011-06-15 深圳金迈克精密科技有限公司 一种球痕式镀层测厚仪
CN102353336A (zh) * 2011-06-29 2012-02-15 哈尔滨工业大学 可对轴承球直径实现动态非接触精密测量的分组装置
CN202209934U (zh) * 2011-09-21 2012-05-02 嘉兴海盛电子有限公司 一种直角度测量夹具
CN104723301A (zh) * 2015-03-27 2015-06-24 安徽江淮汽车股份有限公司 一种通用型发动机活塞连杆测量用水平工作台
CN205825905U (zh) * 2016-06-08 2016-12-21 浙江工业大学 一种非接触式测量轴承球体几何参数的装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LU HUIZONG ET AL.: "A Study on Fast Geometric Form Measurement of High Precision Balls", 《ADVANCED MATERIALS RESEARCH》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107036551A (zh) * 2017-03-15 2017-08-11 浙江工业大学 一种微小球体圆度非接触测量的装夹方法

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