基于LabVIEW的圆锥滚子轴承装配高在线自动检测系统

　　0　引言

　　文中介绍了研制的一种适应圆锥滚子轴承装配线的装配高在线自动检测系统,该系统的检测部分基于虚拟仪器技术,控制部分基于PLC控制技术,实现了轴承装配高检测过程中工件的自动定位、装配高自动测量和数据处理,并返回测量结果[1-2]。

　　1　装配高检测原理及机械系统结构

　　1. 1　装配高检测原理

　　轴承装配高即轴承宽度,是轴承轴心线与限定轴承宽度的套圈实际端面的2个切平面交点间的距离。GB/T307. 2-2005标准规定了圆锥滚子轴承装配高检测的主要方法,如图1所示,图中T即为被测圆锥滚子轴承的装配高。该方法采用相对法测量装配高的原理为:首先利用辅助平板与标准件(或合适高度的量块)叠加置于测量平台上,并按要求施加稳定的中心轴向载荷,将指示仪对零,进行标定;然后取出标准件,将辅助平板置于被测轴承外圈的基准端面上,并将指示仪置于辅助平板中心。旋转轴承外圈若干次,以保证外圈和内组件充分配合,达到最小宽度后,读取指示仪读数,此即为被测轴承相对标准轴承的装配高偏差值。

　　1. 2　机械系统结构

　　依据上述测量原理,所研制测量系统的机械装置结构示意如图2所示,其主要通过对被测轴承加载负荷块和调整配合状实现被测轴承的粗、精定位,同时传送传感器至测量位置。测量过程如下:

　　(1)粗定位调整被测轴承内组件传送到测量工位后,提升气缸带动提升托板下移,同时悬挂在上面的外圈罩在重力作用下随之下移,使得装在其中的标准外圈和内组件套合,然后笔形气缸带动旋转台摆动一次,使被测轴承在摩擦力作用下随之摆动一次,以完成粗定位。

　　(2)精定位调整粗定位调整完成后,提升气缸带动提升托板及外圈罩等再上升下降一次,实现冲击定心及负荷块加载,之后笔形气缸带动旋转台来回摆动2次,将被测轴承内组件和标准外圈充分套合,通过合套调整实现被测轴承的精定位。此时传感器亦到达测量位置,完成了测量准备。

　　(3)测量及复位上述过程后,由PLC发送采样通知信号,工控机开始采集装配高数据,并进行分析处理。当测量结束后,提升气缸带动提升托板上升,外圈罩和内组件分离,回到初始状态。

　　2　检测系统硬件结构

　　装配高检测系统主要由工控机、PLC、传感器及信号变换电路等组成,硬件结构框图如图3所示。

　　2. 1　工作过程控制系统

　　测量过程中,位置传感器检测到各执行气缸及工件所处的状态,并将信号输入到PLC; PLC控制电磁阀换位,以控制执行气缸的伸出或缩回,达到使相应机构按工作程序作直线往复运动或摆动等。