軸承滾道槽測量裝置以及軸承滾道槽測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種軸承滾道槽測量裝置以及軸承滾道槽測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] -般，軸承由內(nèi)圈、外圈、多個滾動體以及保持架構(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），所述多個滾動體以滾動自如的方式介于內(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，并將各滾動體保持為在圓周方向上等間隔。
[0003] 因此，作為供滾動體（滾珠）滾動的軸承滾道槽，需要高精度地進行加工。因此， 需要對軸承滾道槽的剖面形狀進行測量。在對軸承滾道槽的剖面形狀進行測量的情況下， 例如，能夠使用專利文獻1中所示的形狀測量儀。
[0004] 該專利文獻1所記載的形狀測量儀使支承為在X軸方向以及Z軸方向上移動自如 的觸針沿被測量物的表面移動。
[0005] 在先技術(shù)文獻
[0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻1 :日本專利2992625號公報
[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軸這兩個軸向移動的測量方法中，對觸針施加較大的負載，無法進行高精度的測量。并且， 在被測量部件（工件）為大型軸承的內(nèi)圈、外圈的情況下，測量行程變大，導致測量裝置的 大型化以及高成本化。另外，對于工件無法設(shè)置于測量裝置這種更大型的軸承，需要進行將 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)明提供一種能夠進行高精度的測量、并且即使工件為大型軸承的內(nèi)圈、 外圈也能夠在不進行破壞檢查的情況下進行測量的軸承滾道槽測量裝置以及軸承滾道槽 測量方法。
[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，并對從該位移傳感器的轉(zhuǎn)動中心到槽底面的尺寸、即半徑值進行檢 測；轉(zhuǎn)動角度檢測機構(gòu)，其對所述位移傳感器的轉(zhuǎn)動角度進行檢測；以及計算機構(gòu)，其根據(jù) 由所述位移傳感器檢測出的半徑值以及由轉(zhuǎn)動角度檢測機構(gòu)檢測出的轉(zhuǎn)動角度計算軸承 滾道槽的形狀波形。
[0013] 本發(fā)明的軸承滾道槽測量方法用于測量軸承滾道槽的橫截面形狀，包括以下工 序：半徑檢測工序，其通過以軸承滾道槽的橫截面的槽中心作為中心而轉(zhuǎn)動的位移傳感器 來檢測從該轉(zhuǎn)動中心到槽底面的尺寸、即半徑值；轉(zhuǎn)動角度檢測工序，其對由所述位移傳感 器檢測出的半徑值處的轉(zhuǎn)動角度進行檢測；以及計算工序，其根據(jù)由所述位移傳感器檢測 出的半徑值以及由轉(zhuǎn)動角度檢測機構(gòu)檢測出的半徑值處的轉(zhuǎn)動角度，計算軸承滾道槽的形 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，一邊對從轉(zhuǎn)動中心到槽底面的尺寸、即半徑值進行檢測。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)動角度進行檢測。因此，能夠根據(jù) 半徑值和轉(zhuǎn)動角度計算軸承滾道槽的形狀波形。并且，由于無需使觸針沿著兩個軸向移動， 因此能夠?qū)⑾蛭灰苽鞲衅魇┘拥呢撦d抑制得較小。
[0015] 也可以是，軸承滾道槽測量裝置具備固定機構(gòu)，該固定機構(gòu)固定具有軸承滾道槽 的工件，所述固定機構(gòu)具有夾緊機構(gòu)，該夾緊機構(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。對于這種具有夾緊機構(gòu)的軸承滾道槽測量裝置，無需 將工件設(shè)置于測量裝置內(nèi)，能夠通過相對于工件調(diào)節(jié)夾緊機構(gòu)的夾緊寬度來安裝該測量裝 置。即，由于無需使工件本身移動，因此即使是難以移動的大型工件，也能夠計算出軸承滾 道槽的形狀波形。
[0016] 另外，也可以是，軸承滾道槽測量裝置具備進行所述位移傳感器的定位的定位機 構(gòu)，所述定位機構(gòu)具有與軸承滾道槽嵌合的槽嵌合體。也可以是，軸承滾道槽測量裝置具備 能夠進行所述槽嵌合體的上下方向的位移的浮動結(jié)構(gòu)。
[0017] 浮動結(jié)構(gòu)能夠由彈簧部件構(gòu)成，或由促動器機構(gòu)構(gòu)成。在此，促動器是指將輸入的 能量轉(zhuǎn)換為物理運動的機構(gòu)，是構(gòu)成機械/電路的機械要素。該促動器主動地工作或驅(qū)動。 另外，促動器為驅(qū)動物體的驅(qū)動裝置、以及通過該動作進行控制的機械裝置或液壓氣壓裝 置。作為促動器的種類，有動力工作缸（液壓缸、氣缸、電動缸）、線性促動器（基于直線馬 達的往復驅(qū)動裝置）、以及橡膠促動器（利用對橡膠管進行的加減壓所帶來的變形的往復 驅(qū)動裝置）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] 對于軸承滾道槽的橫截面形狀，計算機構(gòu)能夠使用最小二乘法，采用圓弧近似法 來計算槽的半徑值與槽中心坐標。另外，還能夠根據(jù)軸承滾道槽的半徑值和槽中心坐標的 計算值，制圖出在兩點與哥特圓接觸的假想圓。此外，還能夠計算哥特圓與假想圓的接觸點 角度，計算哥特圓與假想圓的接觸點距離。
[0022] 軸承滾道槽測量裝置能夠具備針對轉(zhuǎn)動中心與位移傳感器的檢測值的關(guān)系校正 機構(gòu)，此時，關(guān)系校正機構(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 接觸式測頭的檢測器將微小位移轉(zhuǎn)換為電量而進行測量的比較測量儀。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)光元件中使用半導體激光器。半導體激光器的光通過投光透鏡而聚光，向測量對象 物照射。并且，從對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 于每當該對象物移動時，光斑也進行移動，因此能夠通過檢測該光斑的位置而得知距離對 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)動角度對軸承滾道槽的形狀波形進行計算，并 且能夠?qū)⑾蛭灰苽鞲衅魇┘拥呢撦d抑制得較小。因此，能夠進行高精度的軸承滾道槽的形 狀測量。
[0026] 對于具備具有夾緊機構(gòu)的固定機構(gòu)的軸承滾道槽測量裝置，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，由此不需要進行工件側(cè)的移動，即使 對于難以移動的大型工件，也能夠進行軸承滾道槽的穩(wěn)定的高精度的形狀測量。
[0027] 在所述固定機構(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 能夠進行傳感器的穩(wěn)定的定位，能夠進行更高精度的測量。
[0028] 在具有能夠進行槽嵌合體的上下方向的位移的浮動結(jié)構(gòu)的軸承滾道槽測量裝置 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)成浮動結(jié)構(gòu)或利用促動器機 構(gòu)構(gòu)成浮動結(jié)構(gòu)，因此裝置的設(shè)計方面的自由度大，是容易設(shè)計的裝置。
[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， 能夠進行精度更好的定位。并且，槽嵌合體在強度和剛性方面也優(yōu)異，能夠長期使用，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)對各種工件。
[0031] 對于具備關(guān)系校正機構(gòu)的軸承滾道槽測量裝置，能夠進行更高精度的測量。并且， 關(guān)系校正機構(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 分尺作為檢測傳感器，能夠進行響應(yīng)性方面優(yōu)異的精密測量，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傳感器， 則能夠有效地防止測量時劃傷工件。
【附圖說明】
[0033] 圖1是示出本發(fā)明的實施方式的軸承滾道槽測量裝置的簡略框圖。
[0034] 圖2是所述圖1所示的軸承滾道槽測量裝置的主要部分簡略剖視圖。
[0035] 圖3是所述圖1所示的軸承滾道槽測量裝置的主要部分簡略側(cè)視圖。
[0036] 圖4是示出所述圖1所示的軸承滾道槽測量裝置的位移傳感器與滾道槽的關(guān)系的 簡圖。
[0037] 圖5是示出使用鋼球的假想圓的簡略圖。
[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、接觸點以及接觸角度的說明圖。
[0041] 圖9是哥特量、接觸點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)明的實施方式的軸承滾道槽測量裝置測量出的、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量裝置進行槽測量后的軸承的簡略 剖視圖。
【具體實施方式】
[0045] 以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0046] 圖11示出通過本發(fā)明的軸承滾道槽測量裝置進行槽測量后的軸承（球軸承）。軸 承由外圈1、內(nèi)圈2、多個作為滾動體的滾珠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，