阅读说明：本技术 一种轴承滚子表面缺陷检测装置 (Bearing roller surface defect detection device ) 是由 何邦友 侯飞 李陈勇 王汝鑫 曹潇萍 于 2019-08-09 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种轴承滚子表面缺陷检测装置,属于无损检测技术领域。它解决了轴承滚子表面缺陷检测采用人工方式效率低的问题。本发明包括机架和电脑,机架内设有输送机构、第一驱动机构、第一检测机构、第一有无检测机构、储存旋转圆盘、检测圆盘以及第二驱动机构,第二驱动机构驱动连接输送机构,储存旋转圆盘与检测圆盘传动连接,第一驱动机构驱动连接检测圆盘,检测圆盘上设有滚子夹持机构,滚子夹持机构上设有弹性复位件,检测圆盘上方还设有第二检测机构,检测圆盘下方设有若干夹持打开机构、第三检测机构、第四检测机构、第二有无检测机构以及电动支撑机构。本发明具有结构紧凑,自动化程度高,检测高效的优点。(The invention provides a bearing roller surface defect detection device, and belongs to the technical field of nondestructive testing. The method solves the problem of low efficiency of the manual mode for detecting the surface defects of the bearing roller. The invention comprises a rack and a computer, wherein a conveying mechanism, a first driving mechanism, a first detection mechanism, a first existence detection mechanism, a storage rotating disc, a detection disc and a second driving mechanism are arranged in the rack, the second driving mechanism is in driving connection with the conveying mechanism, the storage rotating disc is in driving connection with the detection disc, the first driving mechanism is in driving connection with the detection disc, a roller clamping mechanism is arranged on the detection disc, an elastic reset piece is arranged on the roller clamping mechanism, the second detection mechanism is also arranged above the detection disc, and a plurality of clamping opening mechanisms, a third detection mechanism, a fourth detection mechanism, a second existence detection mechanism and an electric supporting mechanism are arranged below the detection disc. The invention has the advantages of compact structure, high automation degree and high detection efficiency.)

一种轴承滚子表面缺陷检测装置

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，具体地说涉及一种轴承滚子表面缺陷检测 装置。

背景技术

轴承是精密机械、仪器设备中的关键基础件，是发展精密机床、精密仪器、 国防等领域高科技装备的重要基础，其精度对装备的总体性能有着重大影响。 精密滚子是轴承的关键组件，对轴承工作的性能和寿命有至关重要的影响，是 发展精密机床、能源机械(风力发电机)、精密仪器以及国防等领域高科技装备 的重要基础，其精度和一致性对功能部件性能起重要作用。

轴承行业作为我国高端精密装备制造业相配套的重要基础通用部件行业， 在国家层面上给予了充分肯定和关注，《国家中长期科学技术发展规划纲要》 中明确的将重点研究开发重大装备所需的关键基础件和通用部件的设计。

目前对于轴承上滚子的检测普遍使用的是人工接触式检测方式，以一个年 产5亿粒滚子的公司为例，要完成产品全检，假定一天24小时三班制不间断检 测，一年工作360天(720粒每小时每人)，需安排检测工人241人，庞大的用 工，导致企业都选择抽检，造成的缺点有：1)无法保证滚子的高一致性；2) 无法避免次品率；3)无法避免检测过程中的再损伤；4)无法进入高端轴承领 域。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种检测效率高、 探伤效果好的轴承滚子表面缺陷检测装置。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种轴承滚子表面 缺陷检测装置，包括机架以及设置于机架上的电脑，其特征在于，所述的机架 内设有输送机构、第一驱动机构、第一检测机构、第一有无检测机构、储存旋 转圆盘、检测圆盘以及第二驱动机构，所述的第二驱动机构驱动连接输送机构， 所述的第一检测机构设置于输送机构的上方，所述的输送机构通过输送软管将 滚子输送掉落到储存旋转圆盘内，所述的输送机构包括同向旋转并列设置的传 输螺杆和传输光杆，所述的传输螺杆和传输光杆能够实现对多个滚子的自动分 离，且自动展开滚动面，从而实现滚动面的检测，所述的第一有无检测机构设 置于输送软管一侧，正对于输送软管，所述的储存旋转圆盘上开设有若干沿自 身圆周方向均匀设置的滚子存储槽，所述的储存旋转圆盘与检测圆盘传动连接， 能够同时同向旋转，所述的第一驱动机构驱动连接检测圆盘，所述的检测圆盘 上设有若干沿自身圆周方向均匀设置的滚子夹持机构，所述的滚子夹持机构上 设有弹性复位件，所述的检测圆盘上方还设有正对滚子夹持机构所在位置的第 二检测机构，所述的检测圆盘下方设有正对滚子夹持机构所在位置的若干夹持 打开机构、第三检测机构、第四检测机构、第二有无检测机构以及电动支撑机 构，所述的夹持打开机构能够通过伸缩运动控制滚子夹持机构的松开和夹紧， 从而实现滚子合格品和次品的筛选出料，所述的电动支撑机构用于和夹持打开机构配合将滚子进行高度位置调整，所述的机架上还设有合格料管和次品料管， 所述的合格料管和次品料管分别用于滚子的合格品和次品的出料，所述的第一 驱动机构、第二驱动机构、第一检测机构、第一有无检测机构、夹持打开机构、 第二检测机构、第三检测机构、第四检测机构、第二有无检测机构以及电动支 撑机构均通信连接电脑。

本发明的工作原理：使用电脑设定参数，通过输送软管将滚子不断倒入到 输送机构内，传输螺杆和传输光杆的设置，能够实现对多个滚子的自动分离， 且自动展开滚动面，配合第一检测机构从而实现滚动面的检测，输送机构通过 输送软管将滚子送入到储存旋转圆盘的存储槽内，第一有无检测机构负责检测 滚子是否落入，储存旋转圆盘与检测圆盘同步转动，通过第一驱动机构按照设 定的旋转角度不断旋转停止再旋转再停止，如此循环，实现滚子的不断进料， 滚子不断落入到检测圆盘的滚子夹持机构上，夹持打开机构动作推动滚子夹持 机构，使弹性复位件移动从而使滚子落入并夹住，检测圆盘不断转动不断夹住 滚子，当检测圆盘即将旋转到同时有夹持打开机构和电动支撑机构的位置时， 夹持打开机构上升与刚好旋转过来的滚子夹持机构配合使滚子夹持机构松开滚 子，此时电动支撑机构刚好支撑住滚子，电动支撑机构通过上升或者下降来调 节滚子的高度位置，然后再通过夹持打开机构使滚子被滚子夹持机构夹紧，第 二检测机构、第三检测机构、第四检测机构分别检测滚子的端面、球基面以及 倒角，当检测滚子检测结果为不合格时，夹持打开机构将滚子夹持机构的弹性 复位件顶开，使滚子落入检测圆盘下方的次品料管内输出到不合格品内，如果 滚子检测结果为合格时，检测圆盘继续转动，到下一个位置，夹持打开机构将 滚子夹持机构的弹性复位件顶开，使滚子落入检测圆盘下方的合格料管内输出 到合格品内，检测圆盘继续旋转，第二有无检测机构负责检测滚子是否成功出 料，如此循环，不断对滚子进行检测和分拣。第一检测机构、第二检测机构、 第三检测机构、第四检测机构均采用市面上常见的视觉检测装置，第一有无检 测机构和第二有无检测机构均采用市面上常见的有无传感器，优选为非接触电 感式传感器，采用上述结构的设置，结构紧凑，自动化程度高，检测高效。

在上述的一种轴承滚子表面缺陷检测装置中，所述的滚子夹持机构包括第 一夹板和弹性复位件，所述的弹性复位件包括第二夹板、支撑轴、弹簧以及挡 块，所述的支撑轴连接第二夹板和挡块，所述的弹簧安装在支撑轴上，两端分 别抵接第二夹板和挡块，所述的第二夹板能够沿支撑轴长度方向做往复运动， 所述的第二夹板与第一夹板上均开设有夹紧缺口，所述的第二夹板底部设有推 块，所述的推块与夹持打开机构抵接的面呈圆弧形，用于和夹持打开机构配合 推动第二夹板。

在上述的一种轴承滚子表面缺陷检测装置中，所述的夹紧缺口为三角形， 所述的第二夹板与第一夹板的夹紧缺口合并时呈平行四边形。

在上述的一种轴承滚子表面缺陷检测装置中，所述的电动支撑机构包括导 轨支架、线性模组以及支撑块，所述的导轨支架安装于机架上，所述的线性模 组竖直安装于导轨支架上，所述的支撑块安装于线性模组上，且位于夹紧缺口 的下方。

在上述的一种轴承滚子表面缺陷检测装置中，所述的夹持打开机构分为水 平执行机构和竖直执行机构，所述的水平执行机构用于滚子不合格品的出料， 所述的竖直执行机构用于滚子合格品的出料和滚子的高度调节。

在上述的一种轴承滚子表面缺陷检测装置中，所述的水平执行机构包括滚 轮、安装块、第一气缸、限位挡片以及安装支架，所述的安装支架安装于机架 上，所述的第一气缸和限位挡片分别安装在安装支架上，所述的安装块安装于 第一气缸的推杆上，所述的滚轮安装于安装块上，且能与第二夹板的推块抵接， 所述的安装块底部***到限位挡片的开槽内，实现导向作用。

在上述的一种轴承滚子表面缺陷检测装置中，所述的竖直执行机构包括滚 轮、延长杆以及第二气缸，所述的第二气缸安装于机架上，所述的延长杆安装 于第二气缸的推杆上，所述的滚轮安装于延长杆上，且能与第二夹板的推块抵 接。

在上述的一种轴承滚子表面缺陷检测装置中，所述的机架上还设有若干管 道安装支架，用于安装输送软管、合格料管以及次品料管。

在上述的一种轴承滚子表面缺陷检测装置中，所述的第一检测机构还包括 照明设备，所述的照明设备通过支架安装于输送机构的上方。

在上述的一种轴承滚子表面缺陷检测装置中，所述的检测圆盘与储存旋转 圆盘通过带传动连接，在所述的检测圆盘与储存旋转圆盘上方还安装有固定板， 所述的固定板上设有若干均匀设置的螺纹孔，所述的固定板侧面安装有涨紧轮 机构，所述的涨紧轮机构通过连接件固定在固定板的螺纹孔上，且可根据需求 调节安装位置。

在上述的一种轴承滚子表面缺陷检测装置中，所述的第一驱动机构包括减 速箱和伺服电机，所述的伺服电机安装于减速箱底部驱动连接减速箱，所述的 减速箱安装于机架上，位于检测圆盘底部，减速箱与检测圆盘驱动连接。

在上述的一种轴承滚子表面缺陷检测装置中，所述的储存旋转圆盘包括上 旋转盘和下固定盘，所述的上旋转盘旋转连接于下固定盘上，所述的下固定盘 安装于机架上，所述的下固定盘上还设有滚子输送通孔，所述的滚子存储槽沿 上旋转盘圆周方向均匀设置于上旋转盘上端面，所述的上旋转盘与检测圆盘传 动连接并与下固定盘的上端面留有空隙，所述的上旋转盘与检测圆盘能够同时 同向旋转。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的一种轴承滚子表面缺陷检测装置， 具有如下有益效果：本发明具有结构紧凑，自动化程度高，检测高效的优点。

附图说明

图1是本发明的等轴侧结构示意图；

图2是本发明的检测圆盘仰视结构图；

图3是本发明的内部结构示意图；

图4是本发明的检测圆盘俯视结构图；

图5是本发明的后视图；

图6是本发明的滚子夹持机构结构图；

图7是本发明的内部结构截面图；

图8是本发明的电动支撑机构和夹持打开机构结构示意图；

图9是本发明的内部结构主视图。

图中，1、机架；2、电脑；3、输送机构；4、第一驱动机构；5、第一检测 机构；6、第一有无检测机构；7、储存旋转圆盘；8、检测圆盘；9、第二驱动 机构；10、输送软管；11、传输螺杆；12、传输光杆；13、滚子存储槽；14、 滚子夹持机构；15、弹性复位件；16、第二检测机构；17、夹持打开机构；18、 第三检测机构；19、第四检测机构；20、第二有无检测机构；21、电动支撑机 构；22、第一夹板；23、第二夹板；24、支撑轴；25、弹簧；26、挡块；27、 夹紧缺口；28、推块；29、导轨支架；30、线性模组；31、支撑块；32、水平 执行机构；33、竖直执行机构；34、滚轮；35、安装块；36、第一气缸；37、 限位挡片；38、安装支架；39、延长杆；40、第二气缸；41、管道安装支架； 42、照明设备；43、固定板；44、螺纹孔；45、涨紧轮机构；46、减速箱；47、 伺服电机；48、出料口；49、进料口；50、合格料管；51、次品料管；52、上 旋转盘；53、下固定盘；54、滚子输送通孔。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的 描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-9所示，本轴承滚子表面缺陷检测装置包括机架1以及设置于机架 1上的电脑2，机架1内设有输送机构3、第一驱动机构4、第一检测机构5、 第一有无检测机构6、储存旋转圆盘7、检测圆盘8以及第二驱动机构9，第二 驱动机构9驱动连接输送机构3，第一检测机构5设置于输送机构3的上方， 输送机构3通过输送软管10将滚子输送掉落到储存旋转圆盘7内，输送机构3 包括同向旋转并列设置的传输螺杆11和传输光杆12，传输螺杆11和传输光杆 12能够实现对多个滚子的自动分离，且自动展开滚动面，从而实现滚动面的检 测，第一有无检测机构6设置于输送软管10一侧，正对于输送软管10，储存 旋转圆盘7上开设有若干沿自身圆周方向均匀设置的滚子存储槽13，储存旋转 圆盘7与检测圆盘8传动连接，能够同时同向旋转，第一驱动机构4驱动连接 检测圆盘8，检测圆盘8上设有若干沿自身圆周方向均匀设置的滚子夹持机构 14，滚子夹持机构14上设有弹性复位件15，检测圆盘8上方还设有正对滚子 夹持机构14所在位置的第二检测机构16，检测圆盘8下方设有正对滚子夹持机构14所在位置的若干夹持打开机构17、第三检测机构18、第四检测机构19、 第二有无检测机构20以及电动支撑机构21，夹持打开机构17能够通过在机架 高度方向伸缩运动控制滚子夹持机构14的松开和夹紧，从而实现滚子合格品和 次品的筛选出料，机架1上还设有合格料管50和次品料管51，合格料管50和 次品料管51分别用于滚子的合格品和次品的出料，第一驱动机构4、第二驱动 机构9、第一检测机构5、第一有无检测机构6、夹持打开机构17、第二检测机 构16、第三检测机构18、第四检测机构19、第二有无检测机构20以及电动支撑机构21均通信连接电脑2。检测圆盘8每旋转一个滚子夹持机构14的位置， 代表一个工位，每个工位上设有相应的机构。输送机构3的传输光杆12优选为 柔性材料。电脑2用于方便控制人员操作本装置。

进一步细说，滚子夹持机构14包括第一夹板22和弹性复位件15，弹性复 位件15包括第二夹板23、支撑轴24、弹簧25以及挡块26，支撑轴24连接第 二夹板23和挡块26，弹簧25安装在支撑轴24上，两端分别抵接第二夹板23 和挡块26，第二夹板23能够沿支撑轴24长度方向做往复运动，第二夹板23 与第一夹板22上均开设有夹紧缺口27，第二夹板23底部设有推块28，推块 28与夹持打开机构17抵接的面呈圆弧形，用于和夹持打开机构17配合推动第二夹板23。当夹持打开机构17收缩时，第二夹板23由于弹簧25的回弹会将 滚子夹紧；当夹持打开机构17伸长时，推块28旋转到夹持打开机构17位置时， 由于推块28圆弧形的接触面，滚轮34会将第二夹板23推开，实现滚子夹持机 构14松开滚子的功能。

进一步细说，为了减少接触面积，避免滚子的二次损伤，同时加快滚子下 落速度，夹紧缺口27为三角形，第二夹板23与第一夹板22的夹紧缺口27合 并时呈平行四边形。夹紧缺口27合并时的形状优选为棱形或者正方形。

进一步细说，电动支撑机构21包括导轨支架29、线性模组30以及支撑块 31，导轨支架29安装于机架1上，线性模组30竖直安装于导轨支架29上，支 撑块31安装于线性模组30上，且位于夹紧缺口27的下方。当检测圆盘8即将 旋转到同时有夹持打开机构17和电动支撑机构21的位置时，夹持打开机构17 上升与刚好旋转过来的滚子夹持机构14配合使滚子夹持机构14松开滚子，此 时电动支撑机构21刚好支撑住滚子，电动支撑机构21通过上升或者下降来调 节滚子的高度位置，然后再通过夹持打开机构17使滚子被滚子夹持机构14夹 紧。线性模组30为市面上常见的产品，这里不再赘述。导轨支架29、线性模 组30以及支撑块31的安装方式为常见的连接件固定方式，优选为可调节的安 装孔加螺钉的安装方式。

进一步细说，夹持打开机构17分为水平执行机构32和竖直执行机构33， 水平执行机构32用于滚子不合格品的出料，竖直执行机构33用于滚子合格品 的出料和滚子的高度调节。当竖直执行机构33和电动支撑机构21安装在同一 工位时，竖直执行机构33用于滚子的高度调节；当竖直执行机构33和合格料 管50同一工位时，竖直执行机构33用于滚子合格品的出料。

进一步细说，水平执行机构32包括滚轮34、安装块35、第一气缸36、限 位挡片37以及安装支架38，安装支架38安装于机架1上，第一气缸36和限 位挡片37分别安装在安装支架38上，安装块3安装于第一气缸36的推杆上， 滚轮34安装于安装块35上，且能与第二夹板23的推块28抵接，安装块35底 部***到限位挡片37的开槽内，实现导向作用。为了使装置结构更加紧凑，水 平执行机构32的第一气缸36采用安装支架38支撑。第一气缸36的行程更短， 动作迅速，能够大大提升出料速度。

进一步细说，竖直执行机构33包括滚轮34、延长杆39以及第二气缸40， 第二气缸40安装于机架1上，延长杆39安装于第二气缸40的推杆上，滚轮 34安装于延长杆39上，且能与第二夹板23的推块28抵接。滚轮34和推块28 抵接时，随着检测圆盘8的滑动，使得滚轮34能够将第二夹板23推开。结构 简单高效，稳定可靠。

进一步细说，机架1上还设有若干管道安装支架41，用于安装和固定输送 软管10、合格料管50以及次品料管51。

进一步细说，为了使得第一检测机构5的摄像头能够更加清晰地检测滚子， 第一检测机构5还包括照明设备42，照明设备42通过支架安装于输送机构3 的上方。

进一步细说，为了方便同步带涨紧，保证检测圆盘8与储存旋转圆盘7运 转稳定，检测圆盘8与储存旋转圆盘7通过带传动连接，在检测圆盘8与储存 旋转圆盘7上方还安装有固定板43，固定板43上设有若干均匀设置的螺纹孔 44，固定板43侧面安装有涨紧轮机构45，涨紧轮机构45通过连接件固定在固 定板43的螺纹孔44上，且可根据需求调节安装位置。

进一步细说，第一驱动机构4包括减速箱46和伺服电机47，伺服电机47 安装于减速箱46底部驱动连接减速箱46，减速箱46安装于机架1上，位于检 测圆盘8底部，减速箱46与检测圆盘8驱动连接。

进一步细说，储存旋转圆盘7包括上旋转盘52和下固定盘53，上旋转盘 52旋转连接于下固定盘53上，下固定盘53安装于机架1上，下固定盘53上 还设有滚子输送通孔54，滚子存储槽13沿上旋转盘52圆周方向均匀设置于上 旋转盘52上端面，上旋转盘52与检测圆盘8传动连接并与下固定盘53的上端 面留有空隙，上旋转盘52与检测圆盘8能够同时同向旋转。当上旋转盘52旋 转到下固定盘53的滚子输送通孔54所在位置时，此时检测圆盘8上的滚子夹 持机构14刚好对准滚子输送通孔54，夹持打开机构17动作打开滚子夹持机构14，滚子从滚子输送通孔54掉落到电动支撑机构21上，滚子夹持机构14对滚 子进行夹持。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属 技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采 用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定 义的范围。

尽管本文较多地使用了机架1、电脑2、输送机构3、第一驱动机构4、第 一检测机构5、第一有无检测机构6、储存旋转圆盘7、检测圆盘8、第二驱动 机构9、输送软管10、传输螺杆11、传输光杆12、滚子存储槽13、滚子夹持 机构14、弹性复位件15、第二检测机构16、夹持打开机构17、第三检测机构 18、第四检测机构19、第二有无检测机构20、电动支撑机构21、第一夹板22、 第二夹板23、支撑轴24、弹簧25、挡块26、夹紧缺口27、推块28、导轨支架 29、线性模组30、支撑块31、水平执行机构32、竖直执行机构33、滚轮34、 安装块35、第一气缸36、限位挡片37、安装支架38、延长杆39、第二气缸40、 管道安装支架41、照明设备42、固定板43、螺纹孔44、涨紧轮机构45、减速 箱46、伺服电机47、进料口48、出料口49、合格料管50、次品料管51、上旋 转盘52、下固定盘53、滚子输送通孔54等术语，但并不排除使用其它术语的 可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们 解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。