PLC转向轴承轴圈沟道参数测量仪的测控系统设计(2)
1.2.1 检测技术经历的发展阶段 轴圈沟道参数检测的发展阶段到目前为止主要分为3个阶段，第一个阶段是人工测试阶段，精确度很低并且效率较低，用时长；第二个阶段是自动测试阶段，测量精度和效率有所提高，测试也更加方便；第三个阶段是计算机辅助测试阶段，精确度大幅度提高，且操作简单方便[4]。 现在国内外已有多种轴圈参数测量装置，下面主要介绍两种轴圈参数测量装置：(1)ZD0903轴承自动检测装置[5] 此装置是按照标准中规定的测量方法设计，用于轴承轴圈各参数的全自动测量，特点是采用双工位测量，机、电、气一体化，自动化程度高。全自动地实现上料和下料，对待测件精确定位，其测控系统主要使用PLC和计算机进行设计操控，使测控过程高效稳定，测量结果精准可靠。 (2)ZQ1001系列轴承外圈参数测量仪[6] 此测量仪主要通过激光传感器对轴承外圈进行测量，并使用光电开关、接近开关和磁性开关等多种开关对机械位置进行测量，运用PLC技术对系统进行控制。此轴承外圈参数测量仪机、电、气一体，技能使用手动控制，也可以实现自动控制。 1.2.2轴承外圈沟道参数测量方法 现在已有的轴承轴圈参数测量法有多种，一是通过片形样板比对测量[7]，属于人工测量的方法，测量时需要事先加工并检定样板作为比对样件，该方法操作简单直观，成本较低，但只能定性检测，无法定量，且需要准备多个标准量具样板检测三个参数，如用标准检测球测量沟道曲率，用片形沟心距样板检测沟心距等，另外，该方法中样板检测误差较大，与操作者的熟练程度有关，尤其对高精度的沟道参数测量，样板控制方法无法实现。测量图如图1-2所示。
图1-2 片形样板比对测量图 二是夹球测量法[8] ，选择一个半径比待测轴承的轴圈沟道曲率半径小一点的小钢球，测得小钢球的直径为d， 使钢球刚好与轴承外圈沟道的沟底接触， 利用千分尺加紧球和轴圈，测出尺寸h，则可以求得轴圈沟道直径为： D1=D-2b=D-2(h-d) 式中 D1——外圈沟道直径 D ——外圈外径 H ——千分尺夹球测量的实际尺寸 D ——钢球直径 b ——沟底厚度 测量原理图如图1-3所示: 夹球测量法主要利用已有的技术对轴圈沟道参数进行人工测量，操作简单，没有繁琐的测量过程，但是测量的精度较低，并且只能测量其直径的大小，无法测量其他参数[8,9]。 三是轴承外径测量仪[10]， D系列沟道测量仪是用来测量轴承轴圈沟道直径的测量仪。在外径沟道测量仪的底座上通过螺栓与一个表架相连接，根据测量的需要，表架可以随机调动一定的角度。表架由上下两个部分组成，上面的表架用来测量轴承外圈沟道直径，表架上有两个用于定位的球形支撑点，还有一个测量球安装在有压紧力作用的杠杆上，那么这三个球就实现了对轴承的定位和对轴圈沟道参数的测量。该测量仪上又有微调的功能，对于仪器的安装和使用仪器对轴圈沟道参数的测量及其方便[6]。放置在下面的表架作用是测量轴圈沟道的位置和沟道的对称度等，在其上面装有用以测量轴圈沟道位置的小球。该测量仪上的小钢球都是可以进行更换的，这样就防止了因为长期的使用对钢球压坏或者变形带来的测量的不准确，从而增加量测量的精度[11]。 D系列轴圈沟道参数测量仪的结构图[12]如图1-4所示。 四是使用轮廓仪检测[14]，此种测量法主要是利用轮廓仪上的V形块和固定挡板对轴圈沟道参数进行测量，利用高精度数字式线性传感器与待测工件接触，传感器触头在待测工件表面移动，与计算机共同工作，在直角坐标系中显示测量数据。优点在于可以一次性的得出三个测量参数，但是此方法也有明显的缺点，此方法的定位精度不高，无法控制，每次装夹工件的位置及倾斜角度无法保证，致使测量结果不准确，误差较大，另外，由于轮廓仪含有一个移动测头，因此当需要测量中心距时，需要测头贯穿整个轴圈截面，移动行程较大，这导致测量效率不高，仅适用于抽检。