CN1178043C - 圆筒体的变形量测定装置 - Google Patents

Abstract

一种圆筒体的变形量测定装置，包括：设置于平坦面2上的固定直线导轨部3、圆筒体移送机构部4、基准柱部5、激光扫描测微仪6、及控制部7；该圆筒体移送机构部4在将圆筒体C一端侧的周面接触在固定直线导轨部3的状态下使其转动；该基准柱部5在相对圆筒体C的转动方向Fc垂直的方向上配置在与圆筒体C离开规定距离的位置；该激光扫描测微仪6由朝转动方向Fc投射的激光L同时扫描圆筒体C的上部和基准柱部5，测定圆筒体C与基准柱部5间的间隔W；该控制部7测定数据，求出变形量Ed。这样，可进行具有再现性的精度高的测定，同时，全自动化容易进行，而且可进行稳定性和可靠性高的测定。

Description

圆筒体的变形量测定装置

技术领域

本发明涉及一种适合在测定轴承的内圈和外圈等圆筒体的径向变形应变量时使用的圆筒体的变形量测定装置。

背景技术

一般情况下，在沿图8所示那样的滚珠轴承M的内圈Ci和外圈Co的径向存在变形的场合，在球B…的轨道槽Cis、Cos产生所谓的起伏，使用时，在轴向产生振动等，不能获得圆滑而且稳定的回转性能，所以，要求极力减少内圈Ci和外圈Co的变形量。即，在固定内圈Ci的下端面Cid的位置回转1圈的场合，内圈Ci的上端面Ciu的径向的变形量Ed成为零时为理想状态，但实际上存在变形，要求使该变形量Ed处于规定的公差内。

可是，过去在进行这样的变形量Ed的测定时，使用日本公开特许公报No.8(1996)-261710等所公开的电子测微仪。图9示出实际上使用电子测微仪可测定变形量Ed的现有变形量测定装置60。该变形量测定装置60在底座61的上面固定形成有V形限制凹部62s的限制板62，在该限制凹部62s接合圆筒体C(例如内圈Ci)的下端周面，同时，使电子测微仪63的检测触头63s接触在相对限制凹部62s处于180°相反侧的圆筒体C的周面上部，测定时，测定者将回转夹具65的圆锥定程部64推压接触在圆筒体C的内缘，当使圆筒体C回转1圈时，根据由电子测微仪63测定的变动量求出变形量Ed，如在规定公差以外则判定为不合格品。

然而，这样的现有的变形量测定装置60存在以下那样的问题。

第1，随着机械的接触，特别是在外径为数mm以下的小内圈Ci等圆筒体C，测定误差变大，不能进行具有再现性的精度高的测定。

第2，由于主要的作业不得不由作业者的手工作业进行，所以，测定时既费时又麻烦，而且不能进行稳定性和可靠性高的测定。

发明内容

本发明就是为了解决这样的现有技术存在的问题而作出的，其目的在于提供一种可进行具有再现性的高精度的测定、全自动化容易而且可进行稳定性和可靠性高的测定的圆筒体的变形量测定装置。本发明的用于测定圆筒体C的径向变形量Ed的变形量测定装置1的特征在于：具有设置于平坦面2上的固定直线导轨部3、圆筒体移送机构部4、基准柱部5、激光扫描测微仪6、及控制部7；该圆筒体移送机构部具有可动直线导轨部和驱动机构部，该可动直线导轨部与上述固定直线导轨部相向地配置，该驱动机构部通过在朝上述固定直线导轨部侧施加弹性力的状态下使该可动直线导轨部沿该固定直线导轨部移动，从而在将夹在上述固定直线导轨部与上述可动直线导轨部间的上述圆筒体的周面接触在固定直线导轨部3的状态下使其沿着固定直线导轨部转动；该基准柱部5在相对圆筒体C的转动方向Fc垂直的方向上配置在与圆筒体C仅离开规定距离的位置；该激光扫描测微仪6由朝转动方向Fc投射的激光L同时扫描圆筒体C的另一端侧和基准柱部5，测定圆筒体C与基准柱部5间的间隔W；该控制部7控制圆筒体移送机构部4和激光扫描测微仪6，而且处理激光扫描测微仪6的测定数据，求出变形量Ed。

这样，如在朝固定直线导轨部3侧对可动直线导轨部11施加弹性力的状态下使沿朝固定直线导轨部3移动，则使夹于固定直线导轨部3与可动直线导轨部11之间的圆筒体C的一端侧的周面沿接触的固定直线导轨部3转动。因此，由于在与转动方向Fc垂直的方向上相对圆筒体C仅隔开规定距离的位置存在基准柱部5，所以，从激光扫描测微仪6向转动方向Fc投射激光L，同时扫描圆筒体C的另一端侧和基准柱部5，则可由激光扫描测微仪6测定圆筒体C与基准柱部5间的间隔W，同时，可根据该测定数据求出变形量。

附图说明

图1为本发明的优选实施例的变形量测定装置的平面图。

图2为该变形量测定装置的局部断面正面图。

图3为该变形量测定装置的原理说明图。

图4为该变形量测定装置的主要部分透视图。

图5为该变形量测定装置的修正功能部的说明图。

图6为示出使用该变形量测定装置的圆筒体的变形量测定方法的处理顺序的流程图。

图7为本发明的变形的实施例的变形量测定装置的示意平面图。

图8为滚珠轴承的内圈(圆筒体)的断面侧面图。

图9为现有技术的变形量测定装置的透视图。

具体实施方式

下面参照附图详细说明本发明的优选实施例。附图不对本发明进行限定，其目的在于使本发明易于理解。另外，对于公知部分为了避免发明变得不清楚，省略详细说明。

首先，参照图1-图4说明该实施例的变形量测定装置1的构成。

图中，符号16为底座，在上面形成平坦面2。在该平坦面2的中间位置固定设置固定直线导轨部3。固定直线导轨部3由具有一定厚度的导轨构件形成，至少在一边形成作为被测定体的圆筒体C可回转1圈以上的长度的直线边部3s。该直线边部3s尽可能地确保高度的直线性。另外，从固定直线导轨部3的进入侧端部到直线边部3s的始端，形成用于使圆筒体C的装载容易进行的前倾斜边3f，同时，从直线边部3s的终端到固定直线导轨部3的退出侧端部形成容易排出圆筒体C的后倾斜边3r。

另一方面，在固定直线导轨部3的上面中间位置，立起设置圆柱形的基准柱部5。这样，基准柱部5配置在沿相对圆筒体C的移动方向Fc垂直的方向与圆筒体C隔开规定距离的位置。

另一方面，与该固定直线导轨部3的直线边部3s相向而且隔开规定距离地配置可动直线导轨部11。该可动直线导轨部11具有与上述固定直线导轨部3相同的一定厚度的板部，至少在一边形成圆筒体C可回转1圈以上的长度的直线边部11s。该直线边部11s的直线性为低度即足够。另外，在直线边部11s可根据需要附设摩擦构件21或实施涂覆等。另一方面，如图2所示，在底座16的上面通过台阶17形成低位面18，同时，使被支承部22的下端接触在低位面18，该被支承部22从与可动直线导轨部11的直线边部11s相反侧的端边朝下方以直角一体形成。

另外，在低位面18配置驱动机构部12。驱动机构部12具有移动机构25，该移动机构25使用滚珠丝杠机构23和使该滚珠丝杠机构23的丝杠部回转的伺服马达24。另外，移动机构25设置有一体地具有滚珠丝杠机构23的螺母部的滑块26，该滑块26由一对导向轴27、27可自由滑动地引导。这样，如对伺服马达24进行驱动控制，则可沿后述的圆筒体C的移动方向Fc使滑块26进退移动。另一方面，在滑块26的侧面凸起设置离开的一对支承轴28、28，将该支承轴28、28分别插通到设于被支承部22的被支承孔29、29，同时，在滑块26与被支承部22间的支承轴28、28装填加压弹簧30、30。这样，可动直线导轨部11被朝固定直线导轨部3侧施加弹性力，同时，与滑块26一起进退移动。因此，可沿固定直线导轨部3使夹于固定直线导轨部3与可动直线导轨部11间的圆筒体C转动。驱动机构部12和可动直线导轨部11构成圆筒体移送机构部4。

另一方面，在固定直线导轨部3的后方(使移动方向Fc为前方)配置构成激光扫描测微仪6的投射装置33，同时，在固定直线导轨部3的前方配置受光装置34。投射装置33由脚部35…支承，同时，受光装置34由脚部36…支承。另外，投射装置33和受光装置34连接到控制部7(图3)。在该控制部7还连接上述的伺服马达24。

激光扫描测微仪6例如可利用“株式会社奇恩思(キ一エンス)”制的“激光尺寸测定器LS-5000(商品名)”。其测定原理是首先由十二面的多面反射镜和反射镜反射从半导体激光投射的激光，进一步通过视准透镜(Fθ透镜)，生成平行(水平)的激光L。该激光L从投射装置33投射，同时扫描圆筒体C的上部和基准柱部5。此时，圆筒体C和基准柱部5的存在使得在平行的激光L产生投影，为此，通过由受光装置34检测该投影的时间而且进行运算处理，可测定圆筒体C与基准柱部5之间的间隔W。另外，控制部7对测定数据进行运算处理，求出圆筒体C的变形量Ed。因此，通过利用这样的激光扫描测微仪6，可实现1200次/秒的取样速度，确保0.05μm的分解能，可进行高精度的测定。

另一方面，在固定直线导轨部3与投射装置33之间，设置将圆筒体C导入至固定直线导轨部3与可动直线导轨部11之间的的圆筒体导入机构部14。圆筒体导入机构部14具有滑槽机构部37和装载机构部38。滑槽(シュ一タ)机构部37在固定直线导轨部3的前方相对该固定直线导轨部3朝直角方向配置，同时，例如通过设置一定的倾斜，可自动供给，使位于先头的圆筒体C的前端接触在位于起始位置的可动直线导轨部11的直线边部11s。另外，装载机构部38具有气缸38c和一体设于该气缸38c的驱动杆的推出杆38r，通过使推出杆38r前进，可将位于先头的圆筒体C装载于固定直线导轨部3与可动直线导轨部11之间。

另外，在固定直线导轨部3与受光装置34之间设置从固定直线导轨部3与可动直线导轨部11之间排出圆筒体C的圆筒体排出机构部15。圆筒体排出机构部15由形成于底座16的排出孔39构成。该排出孔39最好形成于固定直线导轨部3的直线边部3s的终端位置后方。

此外，也可根据需要如图2所示那样，不使转动的圆筒体C上浮地将重锤41载置于圆筒体C上。

可是，对于圆筒体C的变形量Ed，为了测定圆筒体C至少回转1圈时的变动量，需要使固定直线导轨部3的直线边部3s相对激光L的投射方向完全一致。然而，由于完全一致不容易获得，所以，在实施例中，如图5所示那样，通过设置修正功能部13，进行抵消相对激光L投射方向的直线边部3s的误差角Re的零修正。图5所示修正功能部13在可动直线导轨部11固定检测触头4s，同时，在该检测触头4s上面立起设置检测柱46。这样，如在使检测触头4s的前端接触在固定直线导轨部3的状态下移动可动直线导轨部11，则可检测出误差量Eo。该误差量Eo预先登录。为了检测出误差量Eo，此外也可准备能预先使变形量Ed近似为零的校准圆筒体，使该校准圆筒体回转1圈进行检测。由这样的修正功能部13可进行更高精度的测定。

下面，参照各图并根据图6所示的流程图说明包含该实施例的变形量测定装置1的使用方法的圆筒体C的变形量测定方法。测定的圆筒体C为图8所示滚珠轴承M的内圈Ci。

首先，多个圆筒体C…从滑槽机构部37供给。现在，如从控制部7输出测定开始指令，则对气缸38c进行驱动控制，推出杆38r前进(步骤S1)。这样，从滑槽机构部37侧推出在图1中由实线示出的先头的圆筒体C，装载到固定直线导轨部3与可动直线导轨部11之间的转动开始位置(步骤S2)。此时，可动直线导轨部11在图1所示起始位置等候，由加压弹簧30…朝固定直线导轨部3侧施加弹性力，所以，圆筒体C被压入到固定直线导轨部3与可动直线导轨部11之间。

接着，如从控制部7输出伺服马达24的动作指令，则伺服马达24作动，使滑块26朝圆筒体C的转动方向Fc移动，同时，使可动直线导轨部11朝相同方向移动(步骤S3)。这样，圆筒体C在与固定直线导轨部3接触的状态下转动(步骤S4)。

另一方面，从投射装置33投射相对水平面平行的激光L，由受光装置34受光。此时，激光L如图4所示那样同时扫描圆筒体C的上部和基准柱部5。这样，由于圆筒体C和基准柱部5的存在使得在平行的激光L产生投影，所以，根据该投影，激光扫描测微仪6测定圆筒体C与基准柱部5间的间隔W。在该场合，由于圆筒体C转动，所以间隔W的测定连续地进行(步骤S5)。连续指按一定的取样间隔收集多个测定数据，最好按尽可能短的周期获得多个测定数据。

如圆筒体C回转了1圈，则可从测定数据获得W的最大值Wmax和最小值Wmin，从其偏差求出变形量Ew(步骤S6、S7)。另外，如上述那样，由于预先登录有修正量Eo，所以，从求出的变形量Ew减去修正量Eo，求出修正后的变形量Ed(步骤S8)。比较变形量Ed与基准值(临界值)Es，在Ed＜Es的场合，进行合格品处理(步骤S9、S10)。另一方面在Ed≥Es的场合，进行不合格品处理(步骤S9、S11)。另一方面，如圆筒体C转动到终端位置，则落下到排出孔39，由排出孔39排出。以上的测定工序可全部自动化。在具有随后测定的圆筒体C的场合，反复进行同样的测定工序(步骤S12)。

这样，该实施例的变形量测定装置1由不进行机械接触的激光L进行测定，所以，可进行具有再现性的精度高的测定。另外，由于可容易地实现全自动化，所以，可排除手工作业，进行稳定性和可靠性高的测定。特别是作为圆筒体C适用轴承的内圈或外圈，即使是在直径为数mm以下的小尺寸的场合也可高精度地进行测定。而且，由于设置将圆筒体C导入至固定直线导轨部3与可动直线导轨部11间的圆筒体导入机构部14，同时，设置从固定直线导轨部3与可动直线导轨部11间排出圆筒体C的圆筒体排出机构部15，可从圆筒体C的供给到排出完全实现自动化。

另一方面，图7示出变形的实施例。变形的实施例在基准柱部5的基础上，还在可动直线导轨部11侧设置第2基准柱部5s。在该场合，基准柱部5s直接安装于平坦面2上，在可动直线导轨部11设置用于避免与基准柱部5s干涉的开孔部51。这样，可同时测定2个测定数据即间隔Wa、Wb，所以，通过求出平均值等，还可获得误差少的正确的变形量Ed。

另外，在变形的实施例中，除了激光扫描测微仪6外，还设置有配置在与激光扫描测微仪6直交的方向上用于测定圆筒体C的移动量的第2激光扫描测微仪16。在图1的实施例中，由装载机构部38和伺服马达24等可求出圆筒体C的位置和移动量，但通过设置激光扫描测微仪16，可在更高的精度下求出圆筒体C的侵位置和移动量。即，通过在固定直线导轨部3设置第3基准柱5t，可正确地从该基准柱5t和圆筒体C的间隔Ws正确地求出转动开始位置，同时，可从该转动开始位置和转动结束位置的圆筒体C的位置正确地测定出圆筒体C的移动量Wr。在该场合，基准柱部5的外径比基准柱5t的外径大，排除求基准柱部5与圆筒体C的间隔Wa时的基准柱5t的影响。在图7中，符号16a示出激光扫描测微仪16的投射装置，符号16b示出激光扫描测微仪16的受光装置，符号Ls示出从投射装置16a投射的激光。

以上详细说明实施例(变形的实施例)，但本发明不限于这样的实施例，细部的构成、形状、数量、材料等可在不脱离本发明的精神的范围内任意地改变，同时，可根据需要追加和取消。例如，作为圆筒体C，适用滚珠轴承M的内圈Ci或外圈Co最合适，但不排除滚柱轴承和其它圆筒体C。另外，本说明书中的圆筒体为包含圆柱体的概念。

这样，本发明的圆筒体的变形量测定装置具有设置于平坦面上的固定直线导轨部、圆筒体移送机构部、基准柱部、激光扫描测微仪、及控制部；该圆筒体移送机构部在将圆筒体一端侧的周面接触在固定直线导轨部的状态下使其转动；该基准柱部在相对圆筒体的转动方向垂直的方向上配置在相对圆筒体离开规定距离的位置；该激光测微仪由朝转动方向投射的激光同时扫描圆筒体的另一端侧和基准柱部，测定圆筒体与基准柱部间的间隔；该控制部控制圆筒体移送机构部和激光扫描测微仪，而且处理激光扫描测微仪的测定数据，求出变形量；所以，具有以下那样的显著效果。

(1)由于通过不进行机械接触的激光进行测定，所以可进行具有再现性的精度高的测定。

(2)可容易地进行全自动化，同时，通过排除手工作业，可进行高稳定性和可靠性的测定。

(3)根据适当的实施形式，作为圆筒体，如适用轴承的内圈或外圈，特别是在直径为数mm以下的小尺寸的场合也可高精度地测定。

(4)根据优选实施形式，如设置将圆筒体导入固定直线导轨部与可动直线导轨部间的圆筒体导入机构部，同时，设置从固定直线导轨部与可动直线导轨部间排出圆筒体的圆筒体排出机构部，则从圆筒体的供给到排出可完全自动化。

(5)根据优选的实施形式，如设置抵消固定直线导轨部的误差角的修正功能部，则可高精度地测定。

(6)根据优选实施形式，特别是如将基准柱部配置在圆筒体的两侧，则可求出误差更少的正确的变形量。

(7)根据优选实施形式，如设置在与激光扫描测微仪直交的方向上配置的用于测定圆筒体的移动量的第2激光扫描测微仪，则可正确地测定圆筒体的移动量。

Claims (13)

1.一种圆筒体的变形量测定装置，用于测定圆筒体的径向变形量，其特征在于：具有设置于平坦面上的固定直线导轨部、圆筒体移送机构部、基准柱部、激光扫描测微仪、及控制部；该圆筒体移送机构部具有可动直线导轨部和驱动机构部，该可动直线导轨部与上述固定直线导轨部相向地配置，该驱动机构部通过在朝上述固定直线导轨部侧施加弹性力的状态下使该可动直线导轨部沿该固定直线导轨部移动，从而在将夹在上述固定直线导轨部与上述可动直线导轨部间的上述圆筒体的周面接触在上述固定直线导轨部的状态下使其沿着上述固定直线导轨部转动；该基准柱部在相对上述圆筒体的转动方向垂直的方向上配置在与上述圆筒体仅离开规定距离的位置；该激光测微仪由朝上述转动方向投射的激光同时扫描上述圆筒体的另一端侧和上述基准柱部，测定上述圆筒体与上述基准柱部间的间隔；该控制部控制上述圆筒体移送机构部和上述激光扫描测微仪，而且处理上述激光扫描测微仪的测定数据，求出上述变形量。

2.根据权利要求1所述的圆筒体的变形量测定装置，其特征在于：上述圆筒体为轴承的内圈或外圈。

3.根据权利要求1所述的圆筒体的变形量测定装置，其特征在于：上述固定直线导轨部由具有一定厚度的板构件形成，至少在一边形成上述圆筒体可回转1圈以上的长度的直线边部。

4.根据权利要求3所述的圆筒体的变形量测定装置，其特征在于：上述固定直线导轨部从进入侧端部到上述直线边部的始端形成前倾斜边，同时，从上述直线边部的终端到退出侧端部形成后倾斜边。

5.根据权利要求1所述的圆筒体的变形量测定装置，其特征在于：上述可动直线导轨部设置具有一定厚度的板部，至少在一边形成圆筒体可回转1圈以上的长度的直线边部。

6.根据权利要求1所述的圆筒体的变形量测定装置，其特征在于：具有将上述圆筒体导入至上述固定直线导轨部与上述可动直线导轨部间的圆筒体导入机构部。

7.根据权利要求6所述的圆筒体的变形量测定装置，其特征在于：上述圆筒体导入机构部设置有滑槽机构部和装载机构部，该滑槽机构部配置在固定直线导轨部的前方，而且在与该固定直线导轨成直角的方向配置；该装载机构部使一体设于气缸的驱动杆的推出杆前进，将位于先头的圆筒体装载到转动开始位置。

8.根据权利要求1所述的圆筒体的变形量测定装置，其特征在于：设置有从上述固定直线导轨部与上述可动直线导轨部之间排出上述圆筒体的圆筒体排出机构部。

9.根据权利要求8所述的圆筒体的变形量测定装置，其特征在于：上述圆筒体排出机构部形成于上述固定直线导轨部的直线边部的终端位置后方，具有上述圆筒体落下的排出孔。

10.根据权利要求1所述的圆筒体的变形量测定装置，其特征在于：具有修正上述固定直线导轨部的误差角的修正功能部。

11.根据权利要求1所述的圆筒体的变形量测定装置，其特征在于：上述基准柱部相对上述圆筒体配置在一方侧。

12.根据权利要求1所述的圆筒体的变形量测定装置，其特征在于：上述基准柱部相对上述圆筒体配置在两侧。

13.根据权利要求1所述的圆筒体的变形量测定装置，其特征在于：设置有第2激光扫描测微仪，该第2激光扫描测微仪配置在与上述激光扫描测微仪直交的方向上，用于测定上述圆筒体的移动量。

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