軸承滾道槽測(cè)量裝置以及軸承滾道槽測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種軸承滾道槽測(cè)量裝置以及軸承滾道槽測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] -般，軸承由內(nèi)圈、外圈、多個(gè)滾動(dòng)體以及保持架構(gòu)成主要部分，所述內(nèi)圈在外徑 面形成有內(nèi)側(cè)軌道面（軸承滾道槽），所述外圈在內(nèi)徑面形成有外側(cè)軌道面（軸承滾道 槽），所述多個(gè)滾動(dòng)體以滾動(dòng)自如的方式介于內(nèi)圈的內(nèi)側(cè)軌道面與外圈的外側(cè)軌道面之間， 所述保持架配置在內(nèi)圈與外圈之間，并將各滾動(dòng)體保持為在圓周方向上等間隔。
[0003] 因此，作為供滾動(dòng)體（滾珠）滾動(dòng)的軸承滾道槽，需要高精度地進(jìn)行加工。因此， 需要對(duì)軸承滾道槽的剖面形狀進(jìn)行測(cè)量。在對(duì)軸承滾道槽的剖面形狀進(jìn)行測(cè)量的情況下， 例如，能夠使用專利文獻(xiàn)1中所示的形狀測(cè)量?jī)x。
[0004] 該專利文獻(xiàn)1所記載的形狀測(cè)量?jī)x使支承為在X軸方向以及Z軸方向上移動(dòng)自如 的觸針沿被測(cè)量物的表面移動(dòng)。
[0005] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利2992625號(hào)公報(bào)
[0008] 然而，在使觸針在如軸承滾道槽那樣底面為圓弧曲面的形狀的構(gòu)件上沿X軸以及 Z軸這兩個(gè)軸向移動(dòng)的測(cè)量方法中，對(duì)觸針施加較大的負(fù)載，無法進(jìn)行高精度的測(cè)量。并且， 在被測(cè)量部件（工件）為大型軸承的內(nèi)圈、外圈的情況下，測(cè)量行程變大，導(dǎo)致測(cè)量裝置的 大型化以及高成本化。另外，對(duì)于工件無法設(shè)置于測(cè)量裝置這種更大型的軸承，需要進(jìn)行將 工件切斷的破壞檢查。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明要解決的課題
[0010] 因此，本發(fā)明提供一種能夠進(jìn)行高精度的測(cè)量、并且即使工件為大型軸承的內(nèi)圈、 外圈也能夠在不進(jìn)行破壞檢查的情況下進(jìn)行測(cè)量的軸承滾道槽測(cè)量裝置以及軸承滾道槽 測(cè)量方法。
[0011] 用于解決課題的方法
[0012] 本發(fā)明的軸承滾道槽測(cè)量裝置具備：位移傳感器，其以軸承滾道槽的橫截面的槽 中心作為中心而轉(zhuǎn)動(dòng)，并對(duì)從該位移傳感器的轉(zhuǎn)動(dòng)中心到槽底面的尺寸、即半徑值進(jìn)行檢 測(cè)；轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其對(duì)所述位移傳感器的轉(zhuǎn)動(dòng)角度進(jìn)行檢測(cè)；以及計(jì)算機(jī)構(gòu)，其根據(jù) 由所述位移傳感器檢測(cè)出的半徑值以及由轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出的轉(zhuǎn)動(dòng)角度計(jì)算軸承 滾道槽的形狀波形。
[0013] 本發(fā)明的軸承滾道槽測(cè)量方法用于測(cè)量軸承滾道槽的橫截面形狀，包括以下工 序：半徑檢測(cè)工序，其通過以軸承滾道槽的橫截面的槽中心作為中心而轉(zhuǎn)動(dòng)的位移傳感器 來檢測(cè)從該轉(zhuǎn)動(dòng)中心到槽底面的尺寸、即半徑值；轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)工序，其對(duì)由所述位移傳感 器檢測(cè)出的半徑值處的轉(zhuǎn)動(dòng)角度進(jìn)行檢測(cè)；以及計(jì)算工序，其根據(jù)由所述位移傳感器檢測(cè) 出的半徑值以及由轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出的半徑值處的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，計(jì)算軸承滾道槽的形 狀波形。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明，能夠使位移傳感器一邊以軸承滾道槽的橫截面的槽中心作為中心而 轉(zhuǎn)動(dòng)，一邊對(duì)從轉(zhuǎn)動(dòng)中心到槽底面的尺寸、即半徑值進(jìn)行檢測(cè)。由此，能夠求出軸承滾道槽 的橫截面形整體的半徑值。另外，能夠?qū)Ω靼霃街堤幍霓D(zhuǎn)動(dòng)角度進(jìn)行檢測(cè)。因此，能夠根據(jù) 半徑值和轉(zhuǎn)動(dòng)角度計(jì)算軸承滾道槽的形狀波形。并且，由于無需使觸針沿著兩個(gè)軸向移動(dòng)， 因此能夠?qū)⑾蛭灰苽鞲衅魇┘拥呢?fù)載抑制得較小。
[0015] 也可以是，軸承滾道槽測(cè)量裝置具備固定機(jī)構(gòu)，該固定機(jī)構(gòu)固定具有軸承滾道槽 的工件，所述固定機(jī)構(gòu)具有夾緊機(jī)構(gòu)，該夾緊機(jī)構(gòu)在將所述工件固定在規(guī)定設(shè)置位置的狀 態(tài)下調(diào)整夾緊寬度，夾緊所述工件。對(duì)于這種具有夾緊機(jī)構(gòu)的軸承滾道槽測(cè)量裝置，無需 將工件設(shè)置于測(cè)量裝置內(nèi)，能夠通過相對(duì)于工件調(diào)節(jié)夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊寬度來安裝該測(cè)量裝 置。即，由于無需使工件本身移動(dòng)，因此即使是難以移動(dòng)的大型工件，也能夠計(jì)算出軸承滾 道槽的形狀波形。
[0016] 另外，也可以是，軸承滾道槽測(cè)量裝置具備進(jìn)行所述位移傳感器的定位的定位機(jī) 構(gòu)，所述定位機(jī)構(gòu)具有與軸承滾道槽嵌合的槽嵌合體。也可以是，軸承滾道槽測(cè)量裝置具備 能夠進(jìn)行所述槽嵌合體的上下方向的位移的浮動(dòng)結(jié)構(gòu)。
[0017] 浮動(dòng)結(jié)構(gòu)能夠由彈簧部件構(gòu)成，或由促動(dòng)器機(jī)構(gòu)構(gòu)成。在此，促動(dòng)器是指將輸入的 能量轉(zhuǎn)換為物理運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，是構(gòu)成機(jī)械/電路的機(jī)械要素。該促動(dòng)器主動(dòng)地工作或驅(qū)動(dòng)。 另外，促動(dòng)器為驅(qū)動(dòng)物體的驅(qū)動(dòng)裝置、以及通過該動(dòng)作進(jìn)行控制的機(jī)械裝置或液壓氣壓裝 置。作為促動(dòng)器的種類，有動(dòng)力工作缸（液壓缸、氣缸、電動(dòng)缸）、線性促動(dòng)器（基于直線馬 達(dá)的往復(fù)驅(qū)動(dòng)裝置）、以及橡膠促動(dòng)器（利用對(duì)橡膠管進(jìn)行的加減壓所帶來的變形的往復(fù) 驅(qū)動(dòng)裝置）等。
[0018] 能夠利用鋼球構(gòu)成槽嵌合體。如果以此方式使用鋼球，能夠非常穩(wěn)定地使槽嵌合 體與軸承滾道槽嵌合。
[0019] 具有滾道槽的工件既可以在內(nèi)徑面形成滾道槽，且槽嵌合體從工件內(nèi)徑側(cè)與滾道 槽嵌合，也可以在外徑面形成滾道槽，且槽嵌合體從工件外徑側(cè)與滾道槽嵌合。
[0020] 軸承滾道槽的橫截面形狀可以為單一圓形狀，也可以為哥特圓形狀，還可以為多 曲率圓形狀。
[0021] 對(duì)于軸承滾道槽的橫截面形狀，計(jì)算機(jī)構(gòu)能夠使用最小二乘法，采用圓弧近似法 來計(jì)算槽的半徑值與槽中心坐標(biāo)。另外，還能夠根據(jù)軸承滾道槽的半徑值和槽中心坐標(biāo)的 計(jì)算值，制圖出在兩點(diǎn)與哥特圓接觸的假想圓。此外，還能夠計(jì)算哥特圓與假想圓的接觸點(diǎn) 角度，計(jì)算哥特圓與假想圓的接觸點(diǎn)距離。
[0022] 軸承滾道槽測(cè)量裝置能夠具備針對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)中心與位移傳感器的檢測(cè)值的關(guān)系校正 機(jī)構(gòu)，此時(shí)，關(guān)系校正機(jī)構(gòu)能夠使用槽形狀模型或使用平面模型。
[0023] 所述位移傳感器能夠使用電子千分尺或激光位移傳感器。電子千分尺是使用具有 接觸式測(cè)頭的檢測(cè)器將微小位移轉(zhuǎn)換為電量而進(jìn)行測(cè)量的比較測(cè)量?jī)x。該位移傳感器以通 過位移來改變作為電阻抗的電阻、電容、電磁感應(yīng)等電路要素的方式連接，利用在該位移傳 感器的電路中產(chǎn)生的電流、電壓的變化。激光位移傳感器由發(fā)光元件與感光元件組合而構(gòu) 成，在發(fā)光元件中使用半導(dǎo)體激光器。半導(dǎo)體激光器的光通過投光透鏡而聚光，向測(cè)量對(duì)象 物照射。并且，從對(duì)象物漫反射的光線的一部分通過感光透鏡而在感光元件上形成光斑。由 于每當(dāng)該對(duì)象物移動(dòng)時(shí)，光斑也進(jìn)行移動(dòng)，因此能夠通過檢測(cè)該光斑的位置而得知距離對(duì) 象物的位移量。
[0024] 發(fā)明效果
[0025] 根據(jù)本發(fā)明，能夠根據(jù)半徑值和轉(zhuǎn)動(dòng)角度對(duì)軸承滾道槽的形狀波形進(jìn)行計(jì)算，并 且能夠?qū)⑾蛭灰苽鞲衅魇┘拥呢?fù)載抑制得較小。因此，能夠進(jìn)行高精度的軸承滾道槽的形 狀測(cè)量。
[0026] 對(duì)于具備具有夾緊機(jī)構(gòu)的固定機(jī)構(gòu)的軸承滾道槽測(cè)量裝置，能夠在將工件固定在 規(guī)定設(shè)置位置的狀態(tài)下調(diào)整夾緊寬度，夾緊所述工件，由此不需要進(jìn)行工件側(cè)的移動(dòng)，即使 對(duì)于難以移動(dòng)的大型工件，也能夠進(jìn)行軸承滾道槽的穩(wěn)定的高精度的形狀測(cè)量。
[0027] 在所述固定機(jī)構(gòu)具有槽嵌合體的情況下，如果使槽嵌合體與軸承滾道槽嵌合，則 能夠進(jìn)行傳感器的穩(wěn)定的定位，能夠進(jìn)行更高精度的測(cè)量。
[0028] 在具有能夠進(jìn)行槽嵌合體的上下方向的位移的浮動(dòng)結(jié)構(gòu)的軸承滾道槽測(cè)量裝置 中，槽嵌合體穩(wěn)定地與軸承滾道槽嵌合。能夠利用彈簧部件構(gòu)成浮動(dòng)結(jié)構(gòu)或利用促動(dòng)器機(jī) 構(gòu)構(gòu)成浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，因此裝置的設(shè)計(jì)方面的自由度大，是容易設(shè)計(jì)的裝置。
[0029] 如果利用鋼球構(gòu)成槽嵌合體，則能夠非常穩(wěn)定地使槽嵌合體與軸承滾道槽嵌合， 能夠進(jìn)行精度更好的定位。并且，槽嵌合體在強(qiáng)度和剛性方面也優(yōu)異，能夠長(zhǎng)期使用，從而 能夠?qū)崿F(xiàn)成本降低。
[0030] 作為工件，既可以是形成有內(nèi)徑面的滾道槽的外圈，也可以是在外徑面形成有滾 道槽的內(nèi)圈，另外，作為滾道槽，可以為單一圓形狀，也可以為哥特圓形狀，還可以為多曲率 圓形狀。這樣，能夠應(yīng)對(duì)各種工件。
[0031] 對(duì)于具備關(guān)系校正機(jī)構(gòu)的軸承滾道槽測(cè)量裝置，能夠進(jìn)行更高精度的測(cè)量。并且， 關(guān)系校正機(jī)構(gòu)可以使用槽形狀模型或使用平面模型，通用性方面優(yōu)異。
[0032] 由于電子千分尺采用將機(jī)械性的微小位移電子放大的方式，因此如果使用電子千 分尺作為檢測(cè)傳感器，能夠進(jìn)行響應(yīng)性方面優(yōu)異的精密測(cè)量，還能夠?qū)崿F(xiàn)成本降低。另外， 由于激光位移傳感器為非接觸式傳感器，因此如果使用激光位移傳感器作為檢測(cè)傳感器， 則能夠有效地防止測(cè)量時(shí)劃傷工件。
【附圖說明】
[0033] 圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的軸承滾道槽測(cè)量裝置的簡(jiǎn)略框圖。
[0034] 圖2是所述圖1所示的軸承滾道槽測(cè)量裝置的主要部分簡(jiǎn)略剖視圖。
[0035] 圖3是所述圖1所示的軸承滾道槽測(cè)量裝置的主要部分簡(jiǎn)略側(cè)視圖。
[0036] 圖4是示出所述圖1所示的軸承滾道槽測(cè)量裝置的位移傳感器與滾道槽的關(guān)系的 簡(jiǎn)圖。
[0037] 圖5是示出使用鋼球的假想圓的簡(jiǎn)略圖。
[0038] 圖6是示出軸承滾道槽的槽底的徑向位置與轉(zhuǎn)動(dòng)角度的關(guān)系的曲線圖。
[0039] 圖7是軸承滾道槽的形狀波形圖。
[0040] 圖8是哥特量、接觸點(diǎn)以及接觸角度的說明圖。
[0041] 圖9是哥特量、接觸點(diǎn)以及接觸角度的說明圖。
[0042] 圖10是示出槽形狀模型的立體圖。
[0043] 圖11是使用示出本發(fā)明的實(shí)施方式的軸承滾道槽測(cè)量裝置測(cè)量出的、使用了內(nèi) 圈與外圈的軸承的剖視圖。
[0044] 圖12是通過所述圖1等所示的軸承滾道槽測(cè)量裝置進(jìn)行槽測(cè)量后的軸承的簡(jiǎn)略 剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045] 以下，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0046] 圖11示出通過本發(fā)明的軸承滾道槽測(cè)量裝置進(jìn)行槽測(cè)量后的軸承（球軸承）。軸 承由外圈1、內(nèi)圈2、多個(gè)作為滾動(dòng)體的滾珠4以及保持架5構(gòu)成主要部分，所述外圈1在內(nèi) 徑面形成有外側(cè)軌道面（滾道槽）la，