用于高精度磨盘平面度检测的在机测量装置及方法

本发明涉及平面度测量，特别涉及用于高精度磨盘平面度检测的在机测量装置及方法。

背景技术：

1、轴承圆柱滚子的加工精度决定了轴承的使用性能。高精度轴承作为高铁及高端装备中不可或缺的核心零部件之一，其轴承圆柱滚子的加工精度往往达到g1级或g1a级。高精度轴承圆柱滚子的有效获得手段为双平面加工方式，其加工原理：包括上下两块具有极高平面度(通常小于0.3μm)的陶瓷磨盘，通过磨盘驱动圆柱滚子，使磨盘、磨粒和工件之间产生相对运动，实现磨粒对工件圆柱面的材料去除，从而达到圆柱滚子的高精度加工。

2、但是上下磨盘并不是可以一直使用，在滚子加工一段时间后，陶瓷磨盘表面会产生磨损，平面度会下降，加工出的滚子圆度也将下降，此时需要将磨盘取下进行修整，使其平面度再次达到极高平面度(通常小于0.3μm)要求后，才能进行继续加工，所以需要定时检查磨盘的磨损程度。在目前的加工过程中，当上下磨盘使用一段时间后，需将其取下，用激光干涉仪对磨盘的平面度进行测量，若测量的平面度仍满足加工需求，则磨盘可继续用于加工。若磨盘的平面度不能满足要求，则需对磨盘进行修整。在磨盘修整过程中，磨盘需要边修整，边使用激光干涉仪对其修整后的平面度进行测量，直到修整至磨盘达到平面度要求。在磨盘修整及测量过程中，上下磨盘拆卸、平面度检测的过程十分繁琐，费时费力，严重影响测量及加工效率。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供用于高精度磨盘平面度检测的在机测量装置，通过配合使用的测头和气阀及供气组件实现对磨盘的平面度检测，免去传统对磨盘拆卸后进行检测的复杂操作，实现在机测量，有效提高测量效率，可以通过气阀实现通气量检测来判断磨盘的磨损程度，操作简单、方便；另外，本发明还提供了用于精度磨盘平面度测量的气动测量方法，通过将检测的通气量与设定的磨损通气量进行比较来判断磨盘是否磨损，检测方式便利，检测过程直观。

2、为解决上述技术问题，本发明公开了用于高精度磨盘平面度检测的在机测量装置，包括：测头、气阀和供气组件；所述测头的下盘面为平面结构能够在测量时置于磨盘上与所述磨盘的上盘面贴合，所述气阀密封设于所述测头上，所述供气组件连接所述气阀并在测量时向所述气阀和所述测头进行气体供给用以所述磨盘精度检测；在所述测头的中轴线位置处开设有贯穿所述测头的通气孔，所述气阀上开设有通气槽，所述通气槽的一端与所述通气孔连通，所述通气槽的另一端与所述供气组件连通。

3、本发明技术方案中通过测头和气阀以及供气组件的设置，能够实现对磨盘的平面度检测，供气组件为气阀和测头提供测量气压，利用通气槽、通气孔和磨盘之间形成通气空间，测量时，磨盘表面的平面度越差，测头与磨盘间的间隙就越大，气体从间隙溢出的量就越大，从而可以根据气体流量大小确定磨盘的磨损程度，且采用本发明的装置测量，不需要将磨盘从抛光设备上拆下，可以在机测量，从而测量效率高且测量操作方便。

4、进一步的，所述供气组件包括：气管件和供气罐；所述气管件分别与所述供气罐和所述通气槽连接，所述供气罐为所述气阀和所述测头提供稳定的气压，且所述气管件与所述通气槽之间通过密封卡环密封连接。

5、本发明技术方案中供气罐用于提供气压以及气体存储，气管件将气体从供气罐中输送至气阀内实现气压提供以及对磨盘的测量，供气罐为气阀和测头提供恒定气压，能够有效避免由于气压不稳定而造成测量时的误差，此外密封卡环的设置能够提高整体结构的密封性，提高通气量检测的准确度。

6、进一步的，还包括架体，所述架体上设有用于放置所述测头的保护盘以及用于所述供气罐放置的支撑盘；所述架体包括：上架体和下架体；所述保护盘设于所述上架体上，所述支撑盘设于所述下架体上；所述供气罐的一端置于所述支撑盘上，其另一端穿过所述上架体位于所述上架体的上方。

7、由此，可以通过移动架体对不同抛光设备上的磨盘进行检测，实用性强。另外保护盘的设置对测头的下盘面起到一定的保护作用，方便测量装置的放置，支撑盘能够对供气罐起到支撑固定及限位作用，整体结构占用空间少，在操作使用以及空闲存放上都较为便利。

8、进一步的，所述测头的上盘面设有握持件，所述握持件通过握持脚环形设于所述测头的上面盘上，所述握持件的上端部形成有用于测量装置拿取或按压的把手。

9、本发明技术方案中，握持件的设置能够方便对测头进行拿取，同时在测量时通过握持件对测头进行按压，以保证测头和磨盘之间的接触，提高通气量测量的准确度。

10、进一步的，所述测头和所述气阀之间设有密封垫片，所述气阀靠近所述测头的一端向外凸起形成凸起部，所述测头上开设有凹槽，在所述气阀安装至所述测头上时，所述凸起部置于所述凹槽内。

11、本发明技术方案中，密封垫片的设置能够减少气阀和测头之间漏气导致通气量测量的误差，凸起部和凹槽的设置能够提高气阀和测头之间的配合，避免移动气阀时气阀和测头分离脱落，同时能够提高内部结构的密封效果，使测量结构准确度更高。

12、进一步的，所述气阀上设有用于测量通气数值显示和警报的数显装置，所述测头由氧化铝陶瓷材料制成，且所述测头下盘面的平面度小于0.1μm。

13、本发明技术方案中氧化铝陶瓷支撑的测头具有极好的耐磨特性，能够使测头在经过长时间的测量使用不会产生磨损，避免由于测头的磨损对测量结构造成影响，另外数显装置的设置能够方便用户直观显示测量时的通气量以及当通气量过大时的自动警报。

14、本发明还公开了用于高精度磨盘平面度检测的在机测量方法，该方法采用上述用于高精度磨盘平面度检测的在机测量装置实现，具体如下：

15、a、设定磨损通气量；

16、b、将装有气阀的测头下盘面置于待测磨盘上；

17、c、启动供气组件提供测量气压，气体经通气槽和通气孔至待测磨盘上；

18、d、通过握持件将测头按压在待测磨盘上，并在待测磨盘上水平移动测头；

19、e、气阀检测经通气槽和通气孔至待测磨盘上的实时通气量，并将实时通气量与磨损通气量进行比较。

20、本发明技术方案通过直接将测量装置的测头置于磨盘上，利用供气组件提供的测量气压来检测内部的通气量，无需拆卸磨盘即可实现对磨盘的平面度测量，实现对磨盘的在机测量，测量方法简单，测量效率高。

21、进一步的，当实时通气量大于或等于磨损通气量时，判定磨盘为严重磨损状况，进行警报；检查完磨盘的整个盘面，若没有出现报警，磨盘可以继续使用。(当实时通气量小于磨损通气量或为0时，磨盘为轻度磨损或无磨损状况可以继续使用)。

22、本发明技术方案中实时通气量和磨损通气量的对比能够判断出磨盘的磨损状况，并实现自动警报提醒用户，测量结果可靠且测量过程方便简单。

23、进一步的，所述磨损通气量可以按照如下方法确定：取平面度在区间[0.9x，x]内的一块磨盘，将测头置于该磨盘上，对其进行测量，将此时气阀显示的数值定为磨损通气量；其中，x为磨盘磨损至无法继续使用的平面度临界值。

24、磨损通气量按照上述方法确定，磨损通气量为磨盘刚磨损至或即将磨损至无法继续使用时的通气量，以此为对比基准，判断磨盘的磨损程度，合理性高，适合产业上使用。