軸承滾子無損檢測系統的製作方法

2023-12-02 07:58:41 2

軸承滾子無損檢測系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種軸承滾子無損檢測系統，包括渦流檢測系統和視覺檢測系統，所述的渦流檢測系統包括硬度檢測模塊（1）和渦流探傷模塊（2）；所述的視覺檢測系統包括外圓周表面檢測模塊（3）、小端面及倒角檢測模塊（4）和大端面及倒角檢測模塊（5）。本實用新型可用於全面檢測滾子材質硬度，表面及近表面探傷和各表面外觀的軸承滾子無損檢測系統。
【專利說明】軸承滾子無損檢測系統

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種軸承滾子無損檢測系統。

【背景技術】
[0002] 軸承滾子是軸承的最重要的組成部分，滾子的質量直接影響了軸承質量。故無論 是對滾子的尺寸材質還是外觀形狀等都有著嚴格的要求。在無損檢測的【技術領域】中，滾子 的檢測最傳統檢測方法是目視檢測，除此之外還包括電渦流檢測、超聲波檢測、磁粉檢測等 檢測方式。
[0003] 傳統的目視檢測是人工檢測，檢測標準難以統一，檢測結果受主觀影響，檢測效率 較低而成本較高，且不利於實現自動化。
[0004] 而現有一些的檢測系統，如電渦流檢測、超聲波檢測、磁粉檢測等，雖然可以實現 自動化檢測且檢測一致性好，效率高，但是其檢測結果較為單一，不能全面地對滾子的材質 硬度，表面及近表面探傷和各表面外觀作出檢測。
[0005] 實際的無損檢測中對滾子的材質硬度，表面及近表面探傷和各表面外觀提出了較 高的要求。若僅僅採用現有的檢測系統，將無法滿足上述需求。 實用新型內容
[0006] 本實用新型的目的在於解決上述現有問題，提供一種可用於全面檢測滾子材質硬 度，表面及近表面探傷和各表面外觀的軸承滾子無損檢測系統。
[0007] 本實用新型一種軸承滾子無損檢測系統，包括渦流檢測系統和視覺檢測系統，
[0008] 所述的渦流檢測系統包括硬度檢測模塊和渦流探傷模塊；所述的視覺檢測系統包 括外圓周表面檢測模塊、小端面及倒角檢測模塊和大端面及倒角檢測模塊；
[0009] 所述的硬度檢測模塊的出口端和所述的渦流探傷模塊的入口端連接；所述的渦流 探傷模塊的出口端和所述的外圓周表面檢測模塊的入口端連接；所述的渦流探傷模塊和所 述的外圓周表面檢測模塊下方設有傳送機構；所述的外圓周表面檢測模塊的出口端和所述 的小端面及倒角檢測模塊的入口端連接；所述的小端面及倒角檢測模塊包括出料頭，所述 的大端面及倒角檢測模塊包括帶有槽口的工裝盤，所述的出料頭和所述的工裝盤的槽口對 接。
[0010] 所述的渦流探傷模塊還包括渦流探頭和渦流控制器，所述的渦流探頭安裝於傳送 機構的上方。
[0011] 所述的外圓周表面檢測模塊還包括第一照明模塊和第一照相裝置，所述的第一照 明模塊安裝於傳送機構上方，所述的第一照相裝置位於第一照明模塊的上方，所述的第一 照明模塊發出的光線照射在滾子的外圓周表面後反射入第一照相裝置成像。
[0012] 所述的小端面及倒角檢測模塊還包括第二照明模塊、第二照相裝置和稜鏡，所述 的第二照明模塊位於傳送機構的正前方，所述的稜鏡位於傳送機構的正前方，所述的第二 照相裝置位於所述稜鏡的側邊，所述的第二照明模塊發出的光線照射在滾子的小端面後經 反射後通過稜鏡折射入第二照相裝置成像。
[0013] 所述的第二照明模塊包括第一球積分光源和第一環形光源，所述的第一球積分光 源呈發光面朝前的半球型殼體且殼體中心帶有容納滾子通過的通孔，所述的第一環形光源 的發光面正對於所述的第一球積分光源的發光面。
[0014] 所述的大端面及倒角檢測模塊還包括第三照明模塊和第三照相裝置，所述的第三 照明模塊位於所述的工裝盤對應槽口的正上方，所述的第三照相裝置位於第三照明模塊的 正上方，所述的第三照明模塊發出的光線照射在滾子的大端面後反射入第三照相裝置成 像。
[0015] 所述的第三照明模塊包括第二球積分光源和第二環形光源，所述的第二球積分光 源呈發光面朝上的半球型殼體且殼體中心設有與所述的工裝盤槽口對應的通孔，所述的第 二環形光源的發光面正對於所述的第二球積分光源的發光面。
[0016] 所述的傳送機構包括兩根可同向同步轉動的傳遞軸，所述的兩根傳遞軸長度相 同，並列安裝。
[0017] 所述的兩根傳遞軸由一根傳遞光軸和一根傳遞螺杆組成。
[0018] 所述的兩根傳遞軸由二根互相嚙合的傳遞螺杆組成。
[0019] 採用以上方法後，本實用新型與現有技術相比，具有以下優點：
[0020] 本實用新型一種軸承滾子無損檢測系統，包括渦流檢測系統和視覺檢測系統，所 述的渦流檢測系統包括硬度檢測模塊和渦流探傷模塊；所述的視覺檢測系統包括外圓周表 面檢測模塊、小端面及倒角檢測模塊和大端面及倒角檢測模塊；本實用新型可用於全面檢 測滾子材質硬度，表面及近表面探傷，外圓周表面、小端面及倒角和大端面及倒角的各表面 外觀。本實用新型且自動化程度高、檢測一致性好，效率高。
[0021] 作為改進，所述的渦流探傷模塊還包括渦流探頭和渦流控制器，所述的渦流探頭 安裝於傳送機構的上方。渦流探頭結構簡單，配合傳送機構可有效實現滾子的表面及近表 面探傷。
[0022] 作為改進，所述的外圓周表面檢測模塊還包括第一照明模塊和第一照相裝置，所 述的第一照明模塊安裝於傳送機構上方，所述的第一照相裝置位於第一照明模塊的上方， 所述的第一照明模塊發出的光線照射在滾子的外圓周表面後反射入第一照相裝置成像。使 用渦流探頭配合傳送機構檢測外圓周表面，檢測無死角，保證了檢測的精度，提高了檢測的 效率。
[0023] 作為改進，所述的小端面及倒角檢測模塊還包括第二照明模塊、第二照相裝置和 稜鏡，所述的第二照明模塊位於傳送機構的正前方，所述的稜鏡位於傳送機構的正前方，所 述的第二照相裝置位於所述稜鏡的側邊，所述的第二照明模塊發出的光線照射在滾子的小 端面後經反射後通過稜鏡折射入第二照相裝置成像。在傳輸過程中，傳輸通道限定了被測 滾子的小端面能夠朝向第二照明模塊和稜鏡，能夠更加快捷且穩定地擷取被測滾子的小端 面倒角的圖像。
[0024] 作為改進，所述的第二照明模塊包括第一球積分光源和第一環形光源，所述的第 一球積分光源呈發光面朝前的半球型殼體且殼體中心帶有容納滾子通過的通孔，所述的第 一環形光源的發光面正對於所述的第一球積分光源的發光面。米用球積分光源和環形光源 互相配合，球積分光源具有積分效果的半球面內壁，使整個圖像的的照度十分均勻，光線可 照射到滾子的整個外表面，照明無死角，保證成像效果。
[0025] 作為改進，所述的大端面及倒角檢測模塊還包括第三照明模塊和第三照相裝置， 所述的第三照明模塊位於所述的工裝盤對應槽口的正上方，所述的第三照相裝置位於第三 照明模塊的正上方，所述的第三照明模塊發出的光線照射在滾子的大端面後反射入第三照 相裝置成像。提高了工作效率和檢測精度。工裝盤的槽口接收從出料口出來的滾子，工裝 盤轉動後槽口正對第三照明模塊和第三照相裝置，槽口限定了被測滾子的大端面朝上被檢 測，結構穩定，結果精確。
[0026] 作為改進，所述的第三照明模塊包括第二球積分光源和第二環形光源，所述的第 二球積分光源呈發光面朝上的半球型殼體且殼體中心設有與所述的工裝盤槽口對應的通 孔，所述的第二環形光源的發光面正對於所述的第二球積分光源的發光面。採用球積分光 源和環形光源互相配合，球積分光源具有積分效果的半球面內壁，使整個圖像的的照度十 分均勻，光線可照射到滾子的整個外表面，照明無死角，保證成像效果。
[0027] 作為改進，所述的傳送機構包括兩根可同向同步轉動的傳遞軸，所述的兩根傳遞 軸長度相同，並列安裝。用傳輸機構可實現滾子邊旋轉邊傳輸，利於滾子的周向表面被完整 地檢測。
[0028] 作為優選，所述的兩根傳遞軸由一根傳遞光軸和一根傳遞螺杆組成。
[0029] 作為優選，所述的兩根傳遞軸由二根互相嚙合的傳遞螺杆組成。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030] 圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0031] 圖2是本實用新型的結構剖視圖。
[0032] 圖中所示
[0033] 1、硬度檢測模塊，1. 1、線圈，
[0034] 2、渦流探傷模塊，2. 1、渦流探頭，2. 2、渦流控制器，
[0035] 3、外圓周表面檢測模塊，3. 1、第一照明模塊，3. 2、第一照相裝置，
[0036] 4、小端面及倒角檢測模塊，4. 1、出料頭，4. 2、第二照明模塊，4. 2. 1、第一求積分光 源，4. 2. 2、第一環形光源，4. 3、第二照相裝置，4. 4、稜鏡，
[0037] 5、大端面及倒角檢測模塊，5. 1、工裝盤，5. 2、第三照明模塊，5. 2. 1、第二求積分光 源，5. 2. 2、第二環形光源，5. 3、第三照相裝置，
[0038] 6、傳送機構，6. 1、傳遞軸，6. 1. 1、傳遞光軸，6. 1. 2、傳遞螺杆。

【具體實施方式】
[0039] 下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0040] 本實用新型一種軸承滾子無損檢測系統，包括渦流檢測系統和視覺檢測系統，
[0041] 所述的渦流檢測系統包括硬度檢測模塊1和渦流探傷模塊2 ;所述的視覺檢測系 統包括外圓周表面檢測模塊3、小端面及倒角檢測模塊4和大端面及倒角檢測模塊5 ;
[0042] 所述的硬度檢測模塊1的出口端和所述的渦流探傷模塊2的入口端連接；所述的 渦流探傷模塊2的出口端和所述的外圓周表面檢測模塊3的入口端連接；所述的渦流探傷 模塊2和所述的外圓周表面檢測模塊3下方設有傳送機構6 ;所述的外圓周表面檢測模塊3 的出口端和所述的小端面及倒角檢測模塊4的入口端連接；所述的小端面及倒角檢測模塊 4包括出料頭4. 1，所述的大端面及倒角檢測模塊5包括帶有槽口的工裝盤，所述的出料頭 4. 1和所述的工裝盤5. 1的槽口對接。
[0043] 所述的渦流探傷模塊2還包括渦流探頭2. 1和渦流控制器2. 2,所述的渦流探頭 2. 1安裝於傳送機構6的上方。
[0044] 所述的外圓周表面檢測模塊3還包括第一照明模塊3. 1和第一照相裝置3. 2,所 述的第一照明模塊3. 1安裝於傳送機構6上方，所述的第一照相裝置3. 2位於第一照明模 塊3. 1的上方，所述的第一照明模塊3. 1發出的光線照射在滾子的外圓周表面後反射入第 一照相裝置3. 2成像。
[0045] 所述的小端面及倒角檢測模塊4還包括第二照明模塊4. 2、第二照相裝置4. 3和稜 鏡4. 4,所述的第二照明模塊4. 2位於傳送機構6的正前方，所述的稜鏡4. 4位於傳送機構 6的正前方，所述的第二照相裝置4. 3位於所述稜鏡4. 4的側邊，所述的第二照明模塊4. 2 發出的光線照射在滾子的小端面後經反射後通過稜鏡4. 4折射入第二照相裝置4. 3成像。
[0046] 所述的第二照明模塊4. 2包括第一球積分光源4. 2. 1和第一環形光源4. 2. 2,所述 的第一球積分光源4. 2. 1呈發光面朝前的半球型殼體且殼體中心帶有容納滾子通過的通 孔，所述的第一環形光源4. 2. 2的發光面正對於所述的第一球積分光源4. 2. 1的發光面。
[0047] 所述的大端面及倒角檢測模塊5還包括第三照明模塊5. 2和第三照相裝置5. 3,所 述的第三照明模塊5. 2位於所述的工裝盤5. 1對應槽口的正上方，所述的第三照相裝置5. 3 位於第三照明模塊5. 2的正上方，所述的第三照明模塊5. 2發出的光線照射在滾子的大端 面後反射入第三照相裝置5. 3成像。
[0048] 所述的第三照明模塊5. 2包括第二球積分光源5. 2. 1和第二環形光源5. 2. 2,所 述的第二球積分光源5. 2. 1呈發光面朝上的半球型殼體且殼體中心設有與所述的工裝盤 槽口 5. 1對應的通孔，所述的第二環形光源5. 2. 2的發光面正對於所述的第二球積分光源 5. 2. 1的發光面。
[0049] 所述的傳送機構6包括兩根可同向同步轉動的傳遞軸6. 1，所述的兩根傳遞軸6. 1 長度相同，並列安裝。
[0050] 所述的兩根傳遞軸6. 1由一根傳遞光軸6. 1. 1和一根傳遞螺杆6. 1. 2組成。
[0051] 所述的兩根傳遞軸6. 1由二根互相嚙合的傳遞螺杆6. 1. 2組成。
[0052] 此外，所述的硬度檢測模塊1包括通電線圈1. 1，所述通電線圈1. 1包括容納軸承 滾子穿過的中心孔。
[0053] 此外，所述的第一照明模塊3. 1是線性光源，保證了滾子在傳送過程中收到均勻 的光照。
[0054] 此外，所述的硬度檢測模塊1的通電線圈1. 1兩側裝有計數用的傳感器，判斷經過 線圈1. 1的滾子的數量。
[0055] 此外，所述的外圓周表面檢測模塊3還包括觸發用的傳感器，用以觸發第一照明 模塊3. 1和第一照相裝置3. 2作用，捕捉滾子外圓周表面的圖像。
[0056] 此外，大端面及倒角檢測模塊5還包括對接用的傳感器，幫助出料頭4. 1與工裝盤 5. 1的槽口對接。
[0057] 滾子在本實用新型軸承滾子無損檢測系統中被檢測的全過程如下所述：
[0058] 將滾子以小端面朝前的方式進入本實用新型無損檢測系統，滾子經過渦流線圈 1. 1時，通電線圈1. 1的磁場受到滾子表面及近表面產生磁場的影響，發生阻抗效應，通電 線圈1. 1中的電流發生變化，渦流控制器2. 2根據阻抗效應反饋出滾子材質硬度的不同，可 測得滾子材質硬度。
[0059] 與此同時硬度檢測模塊1的通電線圈1. 1兩側裝有第一傳感器，當滾子經過第一 傳感器時，第一傳感器便進行計數，以判斷滾子經過的數量。
[0060] 隨後滾子進入了轉送裝置，傳送機構6的兩根傳遞軸6. 1同步同向轉動，現以傳遞 軸6. 1由傳遞螺杆6. 1. 2和傳遞光軸6. 1. 1為例進行說明。傳遞螺杆6. 1. 2的螺紋內徑與 傳遞光軸6. 1. 1的軸壁之間形成料倉，所形成的料倉以螺距劃分，每個滾子被置於料倉中， 滾子的外圓周表面與傳遞螺杆6. 1. 2的螺紋內徑與傳遞光軸6. 1. 1的軸壁相貼，隨著傳遞 螺杆6. 1. 2的轉動，滾子被傳遞螺杆6. 1. 2的外螺紋向前推移，滾子隨著傳送機構6的運行 而邊旋轉邊移動。
[0061] 渦流探頭2. 1置於傳送機構6的上方，對滾子進行檢測，渦流探頭2. 1內部的小線 圈的磁場受到滾子磁場影響，發生阻抗效應，渦流控制器2. 2根據阻抗效應反饋出滾子表 面是否有裂紋等缺陷，滾子的進入影響渦電流傳感器信號發生改變。滾子在檢測範圍內旋 轉一周或以上，根據傳感器的信號變化可測得滾子表面及近表面是否存在缺陷。
[0062] 隨著傳送機構6的繼續轉動，滾子邊旋轉邊移動進入了第二傳感器的檢測範圍， 第二傳感器感應到滾子的進入，隨後觸發第一照明模塊3. 1閃亮，在第一照明模塊3. 1閃亮 的同時第一照相裝置3. 2進行拍攝，滾子在第一照相裝置3. 2的光照及檢測範圍內旋轉一 周或以上，所述的第一照明模塊3. 1發出的光線照射在滾子的外圓周表面後反射入第一照 相裝置3. 2成像，以檢測整個滾子的外圓周表面。
[0063] 繼而滾子進入小端面及倒角檢測模塊4,滾子的小端面朝向滾子運行的正前方，所 述的第二照明模塊4. 2的球積分光源4. 2. 1、環形光源4. 2. 2和稜鏡4. 4依次位於滾子運行 的正前方，所述的第二照相裝置4. 3位於稜鏡4. 4的側邊，當滾子進入球積分光源4. 2. 1的 球殼內部後，所述的第一球積分光源4. 2. 1和第一環形光源4. 2. 2發出的光線照射到整個 滾子上，滾子的小端面面向稜鏡4. 4,光線經反射通過稜鏡4. 4,再折射入第二照相裝置4. 3 成像，以檢測滾子的小端面及倒角。
[0064] 滾子從小端面及倒角檢測模塊4的出料頭4. 1出來依次裝入工裝盤5. 1的槽口， 滾子的小端面朝向工裝盤5. 1軸心，滾子的大端面朝外，隨著工裝盤5. 1的轉動，滾子堅直 於水平面方向時，處於第三照明模塊5. 2和第三照相裝置5. 3的第二球積分光源5. 2. 1和 第二環形光源5. 2. 2的正下方，滾子的大端面朝向第三照明模塊5. 2和第三照相裝置5. 3， 所述的第二球積分光源5. 2. 1和第二環形光源5. 2. 2發出的光線照射在滾子上，滾子的大 端面朝上面向第三照相裝置5. 3,光線從滾子上反射入第三照相裝置5. 3,以檢測滾子的大 端面及倒角。
[〇〇65] 以上僅就本實用新型的最佳實施例作了說明，但不能理解為是對權利要求的限 制。本實用新型不僅限於以上實施例，凡在本實用新型獨立權利要求的保護範圍內所作的 各種變化均在本實用新型的保護範圍內。
【權利要求】
1. 一種軸承滾子無損檢測系統，其特徵在於：包括渦流檢測系統和視覺檢測系統， 所述的渦流檢測系統包括硬度檢測模塊（1)和渦流探傷模塊（2);所述的視覺檢測 系統包括外圓周表面檢測模塊（3)、小端面及倒角檢測模塊（4)和大端面及倒角檢測模塊 (5) ； 所述的硬度檢測模塊（1)的出口端和所述的渦流探傷模塊（2)的入口端連接；所述的 渦流探傷模塊（2)的出口端和所述的外圓周表面檢測模塊（3)的入口端連接；所述的渦流 探傷模塊⑵和所述的外圓周表面檢測模塊⑶下方設有傳送機構（6);所述的外圓周表 面檢測模塊（3)的出口端和所述的小端面及倒角檢測模塊（4)的入口端連接；所述的小端 面及倒角檢測模塊（4)包括出料頭（4. 1)，所述的大端面及倒角檢測模塊（5)包括帶有槽口 的工裝盤（5. 1)，所述的出料頭（4. 1)和所述的工裝盤（5. 1)的槽口對接。
2. 根據權利要求1所述的軸承滾子無損檢測系統，其特徵在於：所述的渦流探傷模塊 (2)還包括渦流探頭（2. 1)和渦流控制器（2. 2)，所述的渦流探頭（2. 1)安裝於傳送機構 (6) 的上方。
3. 根據權利要求1所述的軸承滾子無損檢測系統，其特徵在於：所述的外圓周表面檢 測模塊（3)還包括第一照明模塊（3. 1)和第一照相裝置（3. 2)，所述的第一照明模塊（3. 1) 安裝於傳送機構（6)上方，所述的第一照相裝置（3. 2)位於第一照明模塊（3. 1)的上方， 所述的第一照明模塊（3. 1)發出的光線照射在滾子的外圓周表面後反射入第一照相裝置 (3. 2)成像。
4. 根據權利要求1所述的軸承滾子無損檢測系統，其特徵在於：所述的小端面及倒角 檢測模塊（4)還包括第二照明模塊（4. 2)、第二照相裝置（4.3)和稜鏡（4. 4)，所述的第二 照明模塊（4.2)位於傳送機構（6)的正前方，所述的稜鏡（4.4)位於第二照明模塊（4.2) 的正前方，所述的第二照相裝置（4.3)位於所述稜鏡（4.4)的側邊，所述的第二照明模塊 (4.2)發出的光線照射在滾子的小端面後經反射後通過稜鏡（4.4)折射入第二照相裝置 (4. 3)成像。
5. 根據權利要求4所述的軸承滾子無損檢測系統，其特徵在於：所述的第二照明模 塊（4. 2)包括第一球積分光源（4. 2. 1)和第一環形光源（4. 2. 2)，所述的第一球積分光源 (4.2. 1)呈發光面朝前的半球型殼體且殼體中心帶有容納滾子通過的通孔，所述的第一環 形光源（4. 2. 2)的發光面正對於所述的第一球積分光源（4. 2.1)的發光面。
6. 根據權利要求1所述的軸承滾子無損檢測系統，其特徵在於：所述的大端面及倒 角檢測模塊（5)還包括第三照明模塊（5.2)和第三照相裝置（5. 3)，所述的第三照明模塊 (5. 2)位於所述的工裝盤（5. 1)對應槽口的正上方，所述的第三照相裝置（5. 3)位於第三照 明模塊（5.2)的正上方，所述的第三照明模塊（5.2)發出的光線照射在滾子的大端面後反 射入第三照相裝置（5. 3)成像。
7. 根據權利要求6所述的軸承滾子無損檢測系統，其特徵在於：所述的第三照明模 塊（5. 2)包括第二球積分光源（5. 2. 1)和第二環形光源（5. 2. 2)，所述的第二球積分光源 (5. 2. 1)呈發光面朝上的半球型殼體且殼體中心設有與所述的工裝盤（5. 1)槽口對應的通 孔，所述的第二環形光源（5.2.2)的發光面正對於所述的第二球積分光源（5.2. 1)的發光 面。
8. 根據權利要求1所述的軸承滾子無損檢測系統，其特徵在於：所述的傳送機構（6) 包括兩根可同向同步轉動的傳遞軸￠. 1)，所述的兩根傳遞軸￠. 1)長度相同，並列安裝。
9. 根據權利要求8所述的軸承滾子無損檢測系統，其特徵在於：所述的兩根傳遞軸 (6. 1)由一根傳遞光軸（6. 1. 1)和一根傳遞螺杆（6. 1. 2)組成。
10. 根據權利要求8所述的軸承滾子無損檢測系統，其特徵在於：所述的兩根傳遞軸 (6. 1)由二根互相哨合的傳遞螺杆（6. 1. 2)組成。
【文檔編號】G01N27/90GK203894193SQ201420190027
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年4月18日 優先權日:2014年4月18日
【發明者】陳輝陽, 李曉華 申請人:杭州歐譜洛博自動化技術有限公司