軸承作為重要的機(jī)械基礎(chǔ)件，其質(zhì)量直接決定著機(jī)械產(chǎn)品的性能以及可靠性。國(guó)家工信部規(guī)劃司在機(jī)械領(lǐng)域“三基”（機(jī)械基礎(chǔ)件、基礎(chǔ)制造工藝和基礎(chǔ)材料）產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃中明確，指出圍繞重大裝備和高端裝備配套需求，重點(diǎn)發(fā)展高速、精密、重載軸承。
軸承作為機(jī)械裝置中最常用也最重要的零部件之一，其失效將直接導(dǎo)致設(shè)備故障、生產(chǎn)受阻甚至是人員傷亡。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在旋轉(zhuǎn)機(jī)械的現(xiàn)場(chǎng)故障中，由于軸承套圈損傷而引起的故障大約占30％，其中大約90％的故障來(lái)自軸承套圈的裂紋。因此提高軸承套圈的裂紋檢測(cè)能力尤為重要。
目前，軸承套圈檢測(cè)方法主要有磁粉檢測(cè)法、超聲檢測(cè)法、渦流檢測(cè)法、機(jī)器視覺(jué)法、巴克豪森法、聲發(fā)射檢測(cè)法等。其中，磁粉檢測(cè)法、超聲檢測(cè)法、渦流檢測(cè)法使用較為普遍。
磁粉檢測(cè)法檢驗(yàn)靈敏度高，缺陷顯示直觀，不受工件大小和形狀的限制，但是操作復(fù)雜，生產(chǎn)率低，且對(duì)環(huán)境有一定污染，磁痕觀察需要人工參與，檢測(cè)結(jié)果受檢測(cè)人員主觀意識(shí)和操作經(jīng)驗(yàn)影響，難以踐行統(tǒng)一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；超聲檢測(cè)法在國(guó)外使用較為廣泛，歐洲已頒布相應(yīng)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)《EN12080：Railway applications - Axleboxes -Rolling bearings》，但超聲檢測(cè)法由于裂紋取向及聲耦合對(duì)其影響大，難以適應(yīng)軸承套圈形狀，檢測(cè)精度不高，需要檢測(cè)者有豐富經(jīng)驗(yàn)，所以影響了其在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的推廣；渦流檢測(cè)法可實(shí)現(xiàn)非接觸式檢測(cè)，但是受工件形狀影響大，且結(jié)果多以阻抗分析圖的形式展現(xiàn)，不直觀，多用于軸承圓柱滾子的檢測(cè)。
為解決軸承生產(chǎn)中出現(xiàn)的實(shí)際問(wèn)題，下面介紹一種基于漏磁原理的軸承套圈裂紋檢測(cè)方法與裝置，可實(shí)現(xiàn)軸承套圈的自動(dòng)化高效檢測(cè)。
一、檢測(cè)原理
軸承套圈作為一種精密零部件，其表面質(zhì)量較高，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋多呈現(xiàn)出開(kāi)口窄、長(zhǎng)度短、深度淺的特點(diǎn)，屬于典型的微小尺寸裂紋檢測(cè)問(wèn)題。
1. 軸承套圈的材料、結(jié)構(gòu)、待檢測(cè)部位及缺陷形式
a. 軸承鋼的主要種類
1）高碳鉻軸承鋼：年產(chǎn)量約占軸承鋼總產(chǎn)量的80％，包含GCr4、GCr15、GCr15SiMn、GCr15SiMo、GCr18Mo等系列，而其中GCr15 高碳鉻軸承鋼由德國(guó)于1905年研制成功，得到了廣泛應(yīng)用。
2）滲碳軸承鋼：經(jīng)滲碳處理，兼具表面高硬高耐磨性及內(nèi)部韌性。在美國(guó)的產(chǎn)量約占軸承鋼總產(chǎn)量的30％，在中國(guó)僅占3％左右。
3）中碳軸承鋼：工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，且同樣達(dá)到表面硬化效果，近年來(lái)發(fā)展較快。
4）不銹鋼軸承鋼：用于制造在腐蝕環(huán)境下工作的軸承及某些部件。
不同材質(zhì)或是相同材質(zhì)、不同熱處理工藝均會(huì)對(duì)軸承鋼的磁化特性產(chǎn)生巨大影響，不同的磁化特性對(duì)應(yīng)不同的磁化裝置參數(shù)，本書(shū)使用最為廣泛的GCr15軸承鋼作為研究對(duì)象。
b. 軸承套圈的結(jié)構(gòu)及待檢測(cè)部位 成品軸承一般由軸承外套圈、軸承內(nèi)套圈、滾子保持架、滾子及附件組成，軸承套圈結(jié)構(gòu)形式較為多樣，同一套裝備難以同時(shí)滿足所有類型軸承套圈的檢測(cè)需求，研究其中使用較為廣泛的圓錐滾子軸承套圈具有重要意義，相關(guān)研究方法可方便地變通之后推廣到其他類型軸承套圈。
如圖7-62所示，圓錐滾子軸承套圈為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱零件，外圈可看作由梯形繞中心軸旋轉(zhuǎn)360°而成，上下端面為圓環(huán)平面，外表面為圓柱面，內(nèi)表面為圓錐面；內(nèi)圈結(jié)構(gòu)稍顯復(fù)雜，上下端面為圓環(huán)平面，外表面主體為圓錐面，沿軸向兩端含工藝槽及滾子定位臺(tái)階，內(nèi)表面為圓柱面。
軸承外圈待檢測(cè)面包含內(nèi)圓錐面1、外圓柱面2、下端面3和上端面4。軸承內(nèi)圈待檢測(cè)面包含外圓錐面1、內(nèi)圓柱面2、下端面3、上端面4。
c. 軸承套圈的裂紋形式及產(chǎn)生原因
1）材料裂紋：材料裂紋產(chǎn)生的原因主要是內(nèi)部氣泡、嚴(yán)重的非金屬夾雜等，沿軋制方向呈直線分布，以表面裂紋或折疊的形式呈現(xiàn)，在內(nèi)部走向多指向圓心，且折疊裂紋走向與表面近乎平行，漏磁場(chǎng)微弱。
2）發(fā)紋：材料表面或近表面毛發(fā)狀的細(xì)小裂紋，由鋼錠皮下氣泡或夾雜引起。外觀細(xì)小，一般長(zhǎng)1～3mm，目檢時(shí)不易發(fā)現(xiàn)。
3）鍛造裂紋：包括鍛造折疊裂紋（切料不齊、毛刺、飛邊以及操作不當(dāng)?shù)仍蛟斐桑?、過(guò)燒（鍛件溫度過(guò)高或保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成）、濕裂（停鍛溫度較高，冷卻時(shí)局部或全部碰到冷卻水而急冷）、內(nèi)裂（鍛造時(shí)加熱速度過(guò)快，表面升溫高而內(nèi)部升溫慢引起，一般出現(xiàn)在壁厚較大處）。鍛造裂紋較粗大，形狀不規(guī)則，存在鍛件表面，磁化時(shí)漏磁場(chǎng)較弱，磁痕顯示不太清晰，剩磁法檢測(cè)容易產(chǎn)生漏檢。
4）淬火裂紋：因淬火時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力及組織應(yīng)力引起，外貌極不規(guī)則，多在外徑上，嚴(yán)重時(shí)延伸到端面，一般較深。
5）磨削裂紋：磨削時(shí)冷卻不良，瞬時(shí)高溫引起表面應(yīng)力集中，即會(huì)產(chǎn)生磨削裂紋，主要分布在端面、擋邊、滾道、內(nèi)徑及打字處，外徑表面較少出現(xiàn)，呈現(xiàn)短、淺、細(xì)的特點(diǎn)，與磨削方向垂直或成一定角度。
2. 軸承套圈裂紋漏磁檢測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)
軸承套圈裂紋漏磁檢測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于：可實(shí)現(xiàn)上下料、檢測(cè)、分選、退磁一體化自動(dòng)化，極大地提高了檢測(cè)效率，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
然而，在具體的工程實(shí)施中，存在以下要點(diǎn)及難點(diǎn)：
1）軸承套圈尺寸形狀規(guī)格繁多，如何實(shí)現(xiàn)通用化檢測(cè)或者實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的通用化檢測(cè)存在工程實(shí)施難度。
2）隨著軸承套圈加工工藝的提升，軸承套圈表面加工質(zhì)量越來(lái)越高，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋多呈現(xiàn)出開(kāi)口窄、深度淺的特點(diǎn)，屬于典型的微小尺寸裂紋檢測(cè)問(wèn)題，提高磁化能力、提高傳感器檢測(cè)靈敏度及空間分辨力、提高信號(hào)處理能力以在較強(qiáng)背景噪聲中提取有效信號(hào)是關(guān)鍵。
3）軸承套圈尤其是軸承內(nèi)圈的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，需從結(jié)構(gòu)及布置方式著手，減小提離值并最大限度地覆蓋待檢測(cè)部位。
4）自動(dòng)化生產(chǎn)線多為流水式，效率高、速度快，因此高速檢測(cè)工藝應(yīng)簡(jiǎn)潔高效，且可以順暢地與生產(chǎn)線相融合。
3. 軸承套圈漏磁檢測(cè)的勵(lì)磁方法與裝置
軸承套圈的磁化方式直接和漏磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)弱相關(guān)，其選擇及設(shè)計(jì)非常重要。常見(jiàn)的軸承套圈周向磁化方法有中心導(dǎo)體法、直接通電法和繞電纜法，其優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表7-5。
對(duì)比之后不難看出，上述方法均不適用于自動(dòng)化漏磁檢測(cè)，為此，采用如圖7-63所示的軸承周向磁化方法，磁化器由U形鐵心纏繞線圈制成，可更換的磁極可以滿足不同規(guī)格軸承套圈的磁化需求。通過(guò)ANSYS仿真可以看出，此種磁化方式在遠(yuǎn)離磁極的位置可以獲得比較均勻的周向磁場(chǎng)，且該磁化器結(jié)構(gòu)可以方便地與流水生產(chǎn)線相結(jié)合，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
選用16種軸承套圈中橫截面積最大的27315EK 02軸承內(nèi)圈，為保證仿真順利進(jìn)行，此處對(duì)仿真裂紋進(jìn)行了一定的簡(jiǎn)化，裂紋尺寸為0.5mm（寬）x0．mm（深）x3.0mm（長(zhǎng)），x0.2mm上、下端面各1條裂紋，沿軸向內(nèi)表面等間距均勻分布3條裂紋，外表面1條裂紋。周向磁化器仿真模型如圖7-64所示。
仿真結(jié)果如圖7-65所示，通過(guò)對(duì)比可知：
1）上端面和內(nèi)表面裂紋漏磁場(chǎng)B，分量圖像基本吻合，表明在該磁化方式及磁化強(qiáng)度下，上端面與內(nèi)表面具有較為一致的磁化效果。
2）沿軸向等間距分布的內(nèi)表面裂紋1、2、3漏磁場(chǎng)分量圖像基本吻合，表明在該磁化強(qiáng)度下，內(nèi)表面磁化一致性較好，與裂紋離磁極的距離無(wú)關(guān)。
3）下端面裂紋漏磁場(chǎng)B分量圖像與外表面裂紋漏磁場(chǎng)B,分量圖像基本吻合，但是相比于上端面、內(nèi)表面強(qiáng)度更小。這是由于下端面壁厚較大，而外表面由于位于套圈外圍，距離磁化場(chǎng)較遠(yuǎn)，且磁場(chǎng)向空氣中擴(kuò)散更為嚴(yán)重。
為了補(bǔ)償壁厚及套圈高度引起的磁化效果不一致，需要進(jìn)一步加強(qiáng)磁化強(qiáng)度，使得軸承套圈達(dá)到過(guò)飽和磁化狀態(tài)。然而在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，使得軸承套圈各個(gè)部分均達(dá)到飽和磁化狀態(tài)需要極多的線圈匝數(shù)或極大的磁化電流，對(duì)于非定量軸承套圈檢測(cè)而言，磁化的意義在于使得最苛刻指標(biāo)的缺陷仍可得到較理想的信噪比即可，磁化效果不一致引起的漏磁場(chǎng)信號(hào)不一致可在軟件中予以修正。
如圖7-66所示，以GCr15（840℃油淬，190℃回火）為例，根據(jù)電磁檢測(cè)原理，將工件磁化至飽和或近飽和狀態(tài)時(shí)，有利于裂紋漏磁場(chǎng)的形成與擴(kuò)散，取近飽和區(qū)的H＝14800A／m點(diǎn)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B≈1.125125T。以16種軸承套圈中橫截面積最大(533.5n5m㎡)的27315EK 02軸承內(nèi)圈為例，大約為4075安匝。由于本計(jì)算模型沒(méi)有考慮泄漏到空氣中的磁通、磁滯損耗、渦流損耗，因此將計(jì)算出的結(jié)果乘以安全系數(shù)1.1，磁化器εm=NI=4482安匝。線圈匝數(shù)為600，選用φ1.7mm銅線繞制而成，通入7.5A的電流即可滿足磁化要求。
根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，設(shè)計(jì)得到如圖7-67所示的周向勵(lì)磁裝置，磁極部分可更換以適應(yīng)不同規(guī)格的軸承套圈，磁化器封罩用于保護(hù)內(nèi)部漆包線，封罩上開(kāi)百葉窗輔助散熱，加裝軸流式風(fēng)扇散熱以保證磁化器可長(zhǎng)期工作。
二、檢測(cè)探頭
圖7-68所示為永磁磁軛探頭，它主要由磁頭、永磁鐵S極、永磁鐵N極、橋接銜鐵及隔片組成，隔片用于調(diào)節(jié)磁極間距。檢測(cè)時(shí)，“N極→軸承套圈→S極→橋接銜鐵”形成磁回路，如遇裂紋，漏磁場(chǎng)將被磁頭捕捉。永磁鐵尺寸為4mm×10mm×10mm正對(duì)軸承套圈，為磁極面。信號(hào)放大電路為10×100倍兩級(jí)放大，軟件放大500倍。
如圖7-69所示，檢測(cè)對(duì)象為GCr15軸承套圈，大端面刻蝕有寬0.1mm、深0.1mm、長(zhǎng)10.0mm的人工刻槽。軸承套圈表面光滑，無(wú)銹蝕。
不同磁極間距檢測(cè)結(jié)果對(duì)比如圖7-70所示。磁極間距15mm時(shí)，可檢出信號(hào)，但信噪比不高，這是由于磁極離磁心過(guò)近使之飽和的緣故；磁極間距17mm時(shí)，可檢出信號(hào)，且信噪比最佳；磁極間距19mm時(shí)，不能檢出信號(hào)。永磁體尺寸換為6mm×10mm×10mn，其中6mm×10mm 正對(duì)軸承套圈，為磁極面時(shí)，不能檢出信號(hào)，同理這也是磁心飽和的緣故。
通過(guò)上述分析不難發(fā)現(xiàn)，含磁心線圈用于檢測(cè)時(shí)，需特別注意磁心飽和的問(wèn)題，局部磁化在一定程度上降低了磁化成本和磁化難度，但是由于磁化器距離傳感器較近，對(duì)傳感器的影響也較大。
短路磁通損耗與磁心前端氣隙寬度g、深度h有關(guān)；提離損耗與提離值相關(guān)，在實(shí)際工程中體現(xiàn)在探頭耐磨層厚度及探頭機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；低頻損耗與裂紋漏磁信號(hào)空間分布相關(guān)，即與裂紋尺寸及磁化狀況相關(guān)；氣隙寬度損耗與氣隙寬度g、裂紋漏磁信號(hào)空間分布相關(guān)；方位角損耗可歸為提離損耗；磁滯損耗可忽略；渦流損耗可以從磁心材料、探頭工藝等方面著手降低。
因此，從探頭設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，主要關(guān)注磁心前端氣隙寬度g、深度ha。
如圖7-71所示，磁頭式傳感器主要由線圈、兩片磁心主瓣、兩片磁心旁瓣組成，前端縫隙中墊入不同厚度的POM塑料片即可得到不同的氣隙寬度g，氣隙深度h。取決于機(jī)加工主瓣、旁瓣尺寸。
如圖7-72所示，為驗(yàn)證磁心前端氣隙深度h。對(duì)信號(hào)的影響，制作了ha=0.5mm、1.5mm、2.0mm四種磁頭式傳感器，線圈匝數(shù)為400。人工傷的尺寸為（寬）×0.5mm(深）×10.0mm（長(zhǎng)）。試驗(yàn)過(guò)程中使用的信號(hào)放大板為10×100倍，軟件放大倍數(shù)為500倍。
所得原始信號(hào)經(jīng)5階 Butterworth 濾波器濾波后，試驗(yàn)結(jié)果如圖7-73所示，信號(hào)峰-峰值與前端氣隙深度h。近似成反比，氣隙深度越小，越有利于檢測(cè)，然而氣隙深度越小，探頭越不耐磨，因此實(shí)際的探頭制作中，需要在兩者之間做平衡取舍。
如圖7-74所示，為驗(yàn)證磁心前端氣隙寬度g對(duì)信號(hào)的影響，制作了氣隙深度ha＝1.5mm,g=0.1mm0.2mmn、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm六種磁頭式傳感器，線圈匝數(shù)為400。人工傷的尺寸為0.1mm（寬）)x0.5mm深）x10.0mm（長(zhǎng)）。試驗(yàn)過(guò)程中使用的信號(hào)放大板為10×100倍，軟件放大倍數(shù)為500倍。
試驗(yàn)結(jié)果如圖7-75所示，氣隙寬度mm時(shí)，信號(hào)峰-峰值Vpp最大；在氣隙寬度m時(shí)出現(xiàn)了“檢測(cè)勢(shì)井”，當(dāng)氣隙寬度m時(shí)，信號(hào)峰-峰值V在一定范圍內(nèi)呈現(xiàn)出增長(zhǎng)趨勢(shì)。這是由于在該試驗(yàn)條件下，m時(shí)氣隙寬度損耗最大，因此無(wú)法有效檢出信號(hào)。該結(jié)果表明，應(yīng)用磁頭式傳感器進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，在裂紋漏磁信號(hào)空間分布未知的情況下，應(yīng)該盡量減小前端氣隙寬度g，以防止它與裂紋漏磁場(chǎng)空間分布出現(xiàn)耦合，形成“檢測(cè)勢(shì)井”。
如圖7-76所示，縱向傷陣列傳感器主要由線圈、疊層磁心、隔離片、屏蔽罩組成，探頭單元排成兩列并沿排布方向兩兩錯(cuò)開(kāi)一段距離，以消除單列探頭之間的探測(cè)盲區(qū)。
三、檢測(cè)裝備
整套裝備主要分為檢測(cè)裝置、信號(hào)采集和處理系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、外圍供電供氣系統(tǒng)、物料傳送以及上下料裝置五部分。本節(jié)的重點(diǎn)在于檢測(cè)裝置、信號(hào)采集和處理系統(tǒng)以及高速檢測(cè)工藝。
1. 總體方案
按照功能劃分，軸承套圈裂紋漏磁檢測(cè)裝備可以分為預(yù)置、縱向傷檢測(cè)、剔除、退磁四個(gè)主要工位。預(yù)置工位為冗余過(guò)渡工位，當(dāng)前可作為軸承套圈檢測(cè)流程的過(guò)渡工位，將來(lái)可為周向傷檢測(cè)裝置提供安裝平臺(tái)。裝備主體-縱向檢測(cè)主機(jī)主要包括五個(gè)部分：軸承套圈驅(qū)動(dòng)裝置、磁化裝置、陣列探頭組件、信號(hào)調(diào)理采集處理系統(tǒng)以及自動(dòng)化控制系統(tǒng)。
軸承套圈驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)要點(diǎn)：以圓錐滾子軸承套圈為研究對(duì)象，其形狀規(guī)整，為圓環(huán)形零件，適合旋轉(zhuǎn)檢測(cè)；表面光潔，不需事先清潔處理；為便于實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化，不同尺寸規(guī)格軸承套圈的檢測(cè)工位及上下料工位最好一致。綜合上述分析，采用軸承套圈原地旋轉(zhuǎn)、探頭貼合檢測(cè)的方式。
根據(jù)軸承套圈漏磁檢測(cè)的特點(diǎn)，擬訂軸承套圈高速自動(dòng)化漏磁檢測(cè)工藝流程，如圖7-77所示。
軸承套圈裂紋漏磁檢測(cè)裝備總體方案如圖7-78所示。
2. 檢測(cè)系統(tǒng)
檢測(cè)系統(tǒng)主要包括縱向傷檢測(cè)裝置、剔除裝置和退磁裝置三部分。
如圖7-79所示，縱向傷檢測(cè)裝置可劃分為工件驅(qū)動(dòng)、規(guī)格調(diào)整、磁化、壓緊、檢測(cè)和剔除六大主體裝置。工件驅(qū)動(dòng)模塊的主要部件為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)輪L、驅(qū)動(dòng)輪R、萬(wàn)向滾珠托架等。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)與齒輪直連，經(jīng)由齒輪組變速、變轉(zhuǎn)矩之后傳遞給兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，在壓緊模塊的配合下，摩擦帶動(dòng)軸承套圈原地旋轉(zhuǎn)。
規(guī)格調(diào)整裝置主要由手輪、減速機(jī)、梯形絲杠、梯形螺母及壓緊軸承安裝座等構(gòu)成。如圖7-80所示，由于上下料機(jī)械手與檢測(cè)裝置之間的距離相對(duì)固定，為保證所有規(guī)格軸承套圈上下料工位位置相同，更換軸承套圈時(shí)，需要調(diào)整設(shè)備狀態(tài)。減速機(jī)起變速、變向的作用，30°梯形絲杠螺母機(jī)構(gòu)既可傳動(dòng)，也可自鎖，壓緊軸承安裝座上開(kāi)腰形通孔，可以調(diào)整壓緊軸承與上下料工位之間的距離，適應(yīng)軸承套圈規(guī)格的變化。
磁化裝置主要由磁化線圈、磁極、磁化器固定架和工業(yè)風(fēng)扇等組成。磁極可更換規(guī)格，以配合軸承套圈規(guī)格的變化。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)常常要求設(shè)備具有連續(xù)工作能力，因此磁化線圈的散熱問(wèn)題需要重視，此處采用軸流式工業(yè)風(fēng)扇散熱。
如圖7-81所示，壓緊裝置主要由壓緊氣缸、壓緊軸承安裝座、萬(wàn)向滾珠托架和可擺動(dòng)式壓緊總成構(gòu)成。壓緊氣缸在檢測(cè)過(guò)程中提供持續(xù)的壓緊力，萬(wàn)向滾珠托舉軸承套圈，減小其在原地旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的摩擦力，雙驅(qū)動(dòng)輪加雙壓緊輪的設(shè)計(jì)雖然更加可靠，但是存在過(guò)定位的問(wèn)題，因此壓緊模塊設(shè)計(jì)為可擺動(dòng)式。下端面探頭陣列置于壓緊輪之間，規(guī)格調(diào)整時(shí)跟隨軸承一起移動(dòng)，可覆蓋所有系列軸承套圈下端面。
如圖7-82所示，檢測(cè)裝置主要由外表面陣列探頭、內(nèi)表面陣列探頭、上端面陣列探頭、下端面陣列探頭及其動(dòng)作機(jī)構(gòu)組成。其中，外表面陣列探頭由氣缸帶動(dòng)，實(shí)現(xiàn)貼合及分離工件，連接陣列探頭與氣缸的零件可拆卸，方便工件規(guī)格變化時(shí)更換相應(yīng)的外表面陣列探頭；內(nèi)表面陣列探頭鉸接于擺臂一端，擺臂由迷你氣缸帶動(dòng)，實(shí)現(xiàn)貼合及分離動(dòng)作；上端面陣列探頭鉸接于浮動(dòng)導(dǎo)桿一端，浮動(dòng)導(dǎo)桿內(nèi)置彈簧，可以適應(yīng)不同軸承套圈高度的變化并提供持續(xù)的壓緊力；內(nèi)表面陣列探頭與上端面陣列探頭固定在軸承套圈上方的鋁型材上，并且可沿鋁型材調(diào)整位置；鋁型材由氣動(dòng)滑臺(tái)帶動(dòng)，可上下移動(dòng)。檢測(cè)前，固定于鋁型材上的內(nèi)表面及上端面陣列探頭處于高位，軸承套圈上料到位后，氣動(dòng)滑臺(tái)動(dòng)作，內(nèi)表面及上端面陣列探頭處于低位，其中上端面陣列探頭貼緊上端面。隨后，迷你氣缸動(dòng)作，經(jīng)由擺臂帶動(dòng)內(nèi)表面陣列探頭貼緊內(nèi)表面。下端面陣列探頭固定于兩壓緊軸承之間，可隨壓緊軸承安裝座一起調(diào)整，長(zhǎng)度方向足以覆蓋該系列所有軸承套圈下端面，陣列探頭內(nèi)置彈簧，可實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)壓緊，內(nèi)置緊定螺釘，用于調(diào)節(jié)彈簧壓緊力。
如圖7-83所示，剔除裝置主要由剔除氣缸、氣缸導(dǎo)桿、分料板和廢品收集槽組成?？v向缺陷檢測(cè)裝置檢測(cè)完畢后，向PLC控制系統(tǒng)反饋相應(yīng)信息。若軸承套圈檢測(cè)為合格，則剔除氣缸不動(dòng)作，機(jī)械手抓取工件在分料板上方停留一段時(shí)間之后運(yùn)往下一工位（退磁工位）；若軸承套圈檢測(cè)為不合格，則剔除氣缸動(dòng)作，帶動(dòng)分料板上升，機(jī)械手抓取工件將其丟人到廢品收集槽中。
3. 高速自動(dòng)化檢測(cè)工藝
如圖7-84所示，系統(tǒng)采用流水線式工藝流程，預(yù)置工位、縱向傷檢測(cè)工位、剔除工位、退磁工位依次排開(kāi)，機(jī)械手組件將四個(gè)工位有機(jī)聯(lián)系起來(lái)。
四、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用
上述檢測(cè)系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用如圖7-85所示。
測(cè)試樣品及測(cè)試結(jié)果如圖7-86與圖7-87所示。測(cè)試結(jié)果表明，軸承套圈裂紋漏磁檢測(cè)裝置具有良好的檢測(cè)靈敏度與可靠性，檢測(cè)效率高。
