轴承沟道自动检测系统研究

摘要

目前，研制一种能够在工厂普遍使用的高精度自动化轴承沟道检测设备，是我国轴承沟道检测领域急需解决的问题。滚动轴承是机械行业最常见的通用部件之～，90％以上的回转机械都要用到滚动轴承。较普通轴承而言，四点接触球轴承以其可承受径向负荷和任何一方向的轴向负荷或轴、径向联合负荷，承载能力强的特点在工业生产中得到了广泛地应用。我国对这种轴承的检测手段还很落后，检测手段的发展不能适应设计加工手段的发展速度，而国外的相关检测仪器往往价格昂贵，所以开发高效、高精度、低成本的自动化轴承参数检测仪器，正是符合生产实际的需要。 本文在对目前的曲面测量方法以及轴承沟道检测方法进行全面了解的基础上，以实现检测过程自动化和提高轴承沟道的检测精度为目标，提出一套高精度低成本的自动化轴承沟道检测方案：以轴承外圈几何中心为极点建立极坐标系，用步进电动机通过同步齿形带传动，带动与主轴同轴的工件转动，用光栅位移传感器和光电角度编码器分别采集线位移和角位移，用单片机对数据进行处理，作出拟合曲线并输出参数值，从而检测出四点接触球轴承双弧半径R和中心距e。 本系统把现代传感技术与单片机技术结合起来，通过对仪器的各个关键部件及系统的精度进行了详细的分析，从理论分析的角度证明了系统切实可行，并将本系统测量试件的结果与三坐标测量机的测量结果进行对比，从实践角度证明本系统的实用性和可靠性。

目录

文摘

英文文摘

声明

1概述

1.1检测技术的历史与发展

1.2现代曲面测量方法简述

1.3轴承曲面轮廓检测的发展现状及存在的问题

1.4本论文主要研究内容

2轴承曲面轮廓检测系统的工作原理

2.1检测系统数学模型的建立

2.2检测系统的工作原理

3轴承曲面轮廓检测系统设计

3.1检测系统组成概述

3.2单片机系统组成

3.3位移传感器及接口电路

3.3.1光栅位移传感器的特点

3.3.2莫尔条纹测量原理和特征

3.3.3光栅位移传感器的选择

3.4角度编码器及接口电路

3.4.1光电角度编码器原理

3.4.2光电绝对式编码器的特点

3.4.3光电编码器的选择

3.4.4接口电路

3.5步进电动机及驱动系统

3.5.1步进电动机的选择

3.5.2驱动系统设计

3.6信号倍频与微步控制技术应用

3.6.1信号鉴相倍频技术

3.6.2微步控制

3.7测力机构设计

3.8测头设计

4轴承曲面轮廓检测系统软件

4.1信号采集模块

4.2信号处理模块

4.2.1论基础

4.2.2拟合方法

4.3结果评价模块

5轴承曲面轮廓检测系统精度分析

5.1精度分析概述

5.2传感器的精度分析

5.2.1光栅位移传感器的精度

5.2.2光电角度编码器的精度

5.3机械结构精度分析

5.3.1测力机械误差

5.3.2 工件定位误差

5.3.3主轴回转误差

5.4测量精度理论及系统总体精度分析

5.4.1测量问题中的数据处理

5.4.2测量误差的传递

5.4.3不确定度的合成

5.4.4轴承曲面轮廓检测系统精度分析

5.5实验与对比分析

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢