关节轴承类研磨加工和检测一体设备及其控制方法

技术领域

本发明属于机械轴承研磨技术领域，具体提供了一种关节轴承类研磨加工和检测一体设备及其控制方法。

背景技术

关节轴承及类关节轴承零件是一种球面滑动轴承，其滑动接触表面由一个内球面和一个外球面组成，通过利用内外球面接触形成运动副，从而使两个被连接的构件在连接处进行摆动运动或旋转运动时具有较高的灵活度。然而，正因为关节轴承的这种高度灵活性，使得其在航空航天和国防军工等领域被重点应用。也由于关节轴承较多应用于国家重要领域的关键设备中，因此，关节轴承的制造精度对关键装备服役性能的优劣起到了决定性的作用，因此提高关节轴承及类关节轴承零件产能和精度是当前的迫切需求，也是升级该类零件生产模式的必然趋势。

而现有的用于提高关节轴以及类关节轴承的性能和精度提高的研磨加工设备，往往需耗费大量人力物力操作，才能使得设备能够完成研磨加工、加液和精度检测的过程，而过于依赖操作人员的操作使得关节轴承的精度和性能方面相对较差且不统一，以使得人工操作成为造成误差的一大重要原因之一。同时，大量人力物力的投入很大程度上也增加了关节轴承的加工成本，并且对于成品的产出效率也具有较大的影响。

因此，现急需一种能够减少人工操作误差并提高关节轴承的研磨精度和加工效率的用于关节轴承类的研磨加工和检测的一体设备，以解决上述问题。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种能够对关节轴承类进行研磨加工和对关节轴承的精度进行检测的一体设备。

为实现上述目的，本发明提供了一种关节轴承类研磨加工和检测一体设备，包括：

设备框架，包括安装架和工作平台，所述安装架安装在所述工作平台上；

研磨加工模块，所述研磨加工模块安装在所述安装架上，所述研磨加工模块包括升降模组、旋转模组和研磨杆组，所述旋转模组连接于所述升降模组，所述研磨杆组连接于所述旋转模组；

定位模块，用于将所述关节轴承限定在所述工作平台的指定位置处；

检测模块，包括力检测模块和间隙检测模块，力检测模块被配置为检测研磨过程中所述研磨杆组的力矩和扭矩，所述间隙检测模块被配置为检测所述关节轴承内外环之间的间隙。

进一步地，所述定位模块包括外环定位件，所述外环定位件包括定位结构和锁紧结构，所述定位结构固定安装于所述工作平台，所述锁紧结构用于将所述关节轴承固定在所述定位结构上；并且/或者，

所述定位模块还包括内环定位件，所述内环定位件用于与所述关节轴承内环的安装孔插接，以使得所述研磨杆组中的研磨杆与所述内环定位件连接。

进一步地，所述升降模组包括升降电机组件、丝杠、升降轴轴承轴座、升降平台和导向构件，所述升降电机组件的输出端与所述丝杠驱动连接，所述丝杠与所述升降平台连接，所述升降平台与所述旋转模组连接，所述导向构件位于所述安装架和所述升降平台之间，且所述导向构件被配置为在所述升降电机组件的驱动下带动所述升降平台相对于所述安装架移动。

进一步地，所述旋转模组包括旋转电机组件，所述研磨杆组包括竖杆和连杆，所述旋转电机组件的输出端与所述竖杆的一端连接，所述竖杆的另一端与所述连杆的一端铰接，所述研磨杆的顶端与所述连杆的另一端铰接。

进一步地，所述间隙检测模块包括双轴气缸和位移传感器，所述双轴气缸位于所述工作平台上，所述位移传感器设置在所述双轴气缸的输出端，所述双轴气缸的输出端用于带动所述位移传感器跨越所述关节轴承的外环并与所述关节轴承内环抵接，所述位移传感器用于检测所述关节轴承内外环之间的间隙。

进一步地，加液模块，用于向所述关节轴承供给研磨液。

进一步地，所述加液模块包括若干箱体、蠕动泵、软管、连接件和喷嘴；所述箱体用于盛放研磨液；所述软管的一端穿过所述蠕动泵与所述箱体的出水口流体连接，所述软管的另一端通过所述连接件与所述喷嘴流体连接，所述喷嘴用于向所述关节轴承处输送研磨液；并且/或者，

所述加液模块还包括喷嘴固定装置，所述喷嘴固定装置用于固定所述喷嘴。

进一步地，每个所述箱体对应设置有两个所述蠕动泵和两根所述软管，所述连接件为三通连接件，两个所述蠕动泵被配置为同向差速运转，以使得研磨液在两根所述软管内循环流通，并使得部分研磨液能够通过所述三通连接件导向所述喷嘴，以向所述关节轴承供给研磨液。

进一步地，推杆装置，所述推杆装置包括推杆，所述推杆作用于所述研磨杆的上部，以使得所述研磨杆组达到死点状态或推动所述研磨杆组由死点状态转换为非死点状态；

其中，所述死点状态为所述竖杆、所述连杆和所述研磨杆三者处于竖直共线状态；所述非死点状态为所述竖杆、所述连杆和所述研磨杆三者处于非竖直共线状态。

进一步地，一种关节轴承类研磨加工和检测一体设备的控制方法，应用于上文任一项所述的关节轴承类研磨加工和检测一体设备；所述控制方法包括：

将所述关节轴承固定在所述工作平台的指定位置处；控制所述升降模组和所述旋转模组开始运行；控制所述力检测模块检测所述研磨杆组在研磨过程中的力矩和扭矩，并控制所述间隙检测模块检测所述关节轴承内外环之间的间隙。

基于前文的描述，本领域技术人员能够理解的是，在本发明前述的技术方案中，通过定位模块将关节轴承限定在指定位置后，使得研磨加工模块对关节轴承进行研磨工作，并通过力检测模块和间隙检测模块检测关节轴承在各个方向的力矩以及关节轴承的内、外环的之间的间隙，以实现关节轴承研磨加工和精度检测一体，提高关节轴承的精度，同时提高关节轴承要加工和检测的自动化程度，减少大量人力物力的投入，降低关节轴承类的研磨加工成本。

进一步地，通过外环定位件和内环定位件对关节轴承内外环进行定位固定，避免了关节轴承在研磨过程中脱离研磨位置而增加人工安装成本的问题；同时，内外环定位件能够使得研磨杆对关节轴承的各个方向进行精准研磨，有效提高研磨精度。

进一步地，通过将双轴气缸安装于工作平台上，并将位移传感器设置在双轴气缸的输出端，使得双轴气缸的输出端能够带动位移传感器跨越关节轴承的外环并与关节轴承内环抵接，位移传感器用于检测关节轴承内外环之间的间隙，实现对关节轴承内外环间隙的自动检测，进一步提高了设备的自动化程度。

进一步地，通过增设加液模块，使得设备能够自动向关节轴承进行研磨液的供给，进一步的提高了设备的自动化程度。

进一步地，通过增设推杆装置，并使得推杆装置的推杆作用于研磨杆的上部，以使得研磨杆组达到死点状态或推动研磨杆组由死点状态转换为非死点状态，使得设备在不需要工作的情况下，能够通过推杆装置将研磨杆组锁止在初始位置；并使得设备在需要启动时，能够通过推杆装置快速摆脱初始位置，提高研磨效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，后文将参照附图来描述本发明的部分实施例。本领域技术人员应当理解的是，同一附图标记在不同附图中所标示的部件或部分相同或类似；本发明的附图彼此之间并非一定是按比例绘制的。附图中：

图1示出了本发明一些实施例中关节轴承类研磨加工和检测一体设备的整体结构示意图；

图2示出了本发明一些实施例中关节轴承类研磨加工和检测一体设备的部分结构放大图；

图3示出了本发明一些实施例中箱体的部分结构示意图；

图4示出了本发明一些实施例中的间隙检测模块的结构示意图；

图5示出了本发明一些实施例中的关节轴承类研磨加工和检测一体设备的控制方法的流程框图。

具体实施方式

本领域技术人员应当理解的是，下文所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，该一部分实施例旨在用于解释本发明的技术原理，并非用于限制本发明的保护范围。基于本发明提供的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所获得的其它所有实施例，仍应落入到本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“顶部”“底部”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参照图1至图4来对本发明一些实施例中的关节轴承200类研磨加工和检测一体设备100进行详细说明。其中，图1示出了本发明一些实施例中关节轴承类研磨加工和检测一体设备100的整体结构示意图；图2示出了本发明一些实施例中关节轴承类研磨加工和检测一体设备100的部分结构放大图；图3示出了本发明一些实施例中箱体4a1的部分结构示意图；图4示出了本发明一些实施例中的间隙检测模块5b的结构示意图。

在此之前需要说明的是，为了方便描述，以及为了使本领域技术人员能够快速地理解本发明的技术方案，后文仅对与本发明所要解决的技术问题和/或技术构思关联程度较强（直接相关或间接相关）的技术特征进行描述，对于与发明所要解决的技术问题和/或技术构思关联程度较弱的技术特征不再进行赘述。由于该关联程度较弱的技术特征属于本领域的公知常识，因此本发明即便是不描述该关联程度较弱的特征，也不会导致本发明的公开不充分。

在本发明的一些实施例中，提供了一种关节轴承类研磨加工和检测一体设备100。其中，关节轴承200一般包括关节轴承内环和关节轴承外环，关节轴承200内环具有安装孔。本实施例中的关节轴承类研磨加工和检测一体设备100能够自动对关节轴承200进行高精度研磨并对其进行精度检测，以提高关节轴承200的研磨精度，同时将研磨加工和精度检测一体设置不仅能够有效地减少人力投入，有效降低关节轴承200的研磨加工的成本，另一方面全机械操作能够减少人工操作过程中产生的误差，有效提高关节轴承200的研磨精度。

如图1和2所示，关节轴承类研磨加工和检测一体设备100包括设备框架1、定位模块2、研磨加工模块3、加液模块4、检测模块5和控制模块6。设备框架1具有提供设备支撑、上下件平台、零部件安装等功能。定位模块2用于将关节轴承200进行限位。研磨加工模块3具有研磨杆3b3，研磨加工模块3用于驱动研磨杆3b3对关节轴承200进行研磨。加液模块4用于向关节轴承200供给研磨液。

其中，设备框架1整体与地面相对静止，设备框架1具有防护功能的同时还可将设备空间进行分割，以形成不同功能区，实现分区隔离，以保障设备与人身安全。

其中，设备框架1是通过钣金工艺制成的。

设备框架1包括支撑架1a、工作平台1b和安装架1c。其中，支撑架1a用于支撑工作平台1b，安装框架设置在工作平台1b上，安装架1c可与工作平台1b一体形成，也可设置为通过螺孔连接、铆接或粘接等方式固定到工作平台1b上。研磨加工模块3整体位于工作平台1b上方，并且研磨加工模块3部分与安装架1c连接。

定位模块2用于对关节轴承200的内环、外环进行定位及夹紧，定位模块2包括外环定位件2a和内环定位件2b。

外环定位件2a与工作平台1b固定连接，用于将关节轴承200外环限定在指定位置并将其固定。其中，固定方式可以设置为螺孔连接、铆接或粘接等固定连接方式中的任一种。

虽然图中并未示出，但本发明的一些实施例中，外环定位件2a包括定位结构和锁紧结构。定位结构安装于工作平台1b上，用于对关节轴承200外环进行精确定位。具体地，根据关节轴承200的尺寸大小的不同，将定位结构设置为仿形靠沿、止口、定位销、V型槽中的任一种或多种结构，以便于在对不同尺寸的关节轴承200进行安装的过程中能够调节定位结构的结构，以适用于所有尺寸的关节轴承200。锁紧结构用于将定位后的关节轴承200外环进行固定。锁紧结构可以设置为压板、螺钉、电动/气动元件中的任一种或多种结构。

内环定位件2b可插入到关节轴承200内环内，并与关节轴承200内环的内壁紧贴。

在本实施例中的内环定位件2b与关节轴承200具有两种运动方式。具体地，内环定位件2b与关节轴承200内环相对固定或可沿轴线相对滑动；或者，内环定位件2b与关节轴承200内环相对固定或可绕轴线相对转动。并且，本领域技术人员可以理解的是，在内环定位件2b与关节轴承200处设置有密封元件，以避免研磨过程中内环定位件2b从关节轴承200内安装孔处脱落。

研磨加工模块3包括驱动机构3a和研磨杆组3b，驱动机构3a用于驱动研磨杆组3b进行研磨工作。

其中，驱动机构3a包括升降模组和旋转模组。

升降模组包括升降电机组件、丝杠3a4、升降轴轴承座3a5、升降平台3a7和导向构件。升降电机组件的输出端与丝杠3a4驱动连接。丝杠3a4与升降平台3a7连接，升降平台3a7与旋转模组连接，导向构件位于安装架1c和升降平台3a7之间，且导向构件被配置为在升降电机组件的驱动下带动升降平台3a7相对于安装架1c移动。

升降电机组件包括升降轴伺服电机3a1、升降轴联轴器3a3，升降轴伺服电机3a1输出轴通过升降轴联轴器3a3与丝杠3a4相连。

本实施例中的升降轴轴承座3a5为两个，两个升降轴轴承座3a5分别上下对应设置，两个升降轴轴承座3a5均与安装架1c相连，每个升降轴轴承座3a5均具有一个轴承孔。

丝杠3a4两端分别穿入两个升降轴轴承座3a5内对应的轴承孔中，丝杠3a4上的螺母3a6与升降平台3a7连接。

升降平台3a7与安装架1c之间通过导向机构3a8连接，从而将升降轴伺服电机3a1的转动转化为升降平台3a7的升降运动。具体地，升降平台3a7与安装架1c通过导向构件滑动连接，在升降轴伺服电机3a1的驱动下能够带动升降平台3a7移动。

在本发明的另一些实施例中，导向构件3a8的结构可以根据如下示例设置：

示例一，导向机构3a8可以配置为导轨与滑块配合滑动结构。具体地，升降平台3a7和安装架1c中的任一项上配置有导轨，另一项配置为滑块结构，以使得升降平台3a7能够在升降轴伺服电机3a1的驱动下相对安装架1c移动。

示例二，导向机构3a8还可以配置为导向柱与轴承的配合结构。具体地，可将升降平台3a7和安装架1c中的任一项上配置有导向柱，另一项配置有轴承，以使得升降平台3a7能够在升降轴伺服电机3a1的驱动下相对安装架1c移动。在一些更具体的实施例中，可将导向柱配置在安装架1c上，将轴承配置在升降平台3a7上。

示例三，导向机构3a8还可以配置为花键轴与花键套的配合结构。具体地，可将升降平台3a7和安装架1c中的任一项上配置有花键轴，另一项配置有花键套，以使得升降平台3a7能够在升降轴伺服电机3a1的驱动下相对安装架1c移动。在一些更具体的实施例中，可将花键轴配置在安装架1c上，将花键套配置在升降平台3a7上。

需要说明一下的是，本发明的实施例中升降轴伺服电机3a1驱动升降平台3a7相对于安装架1c移动的方向并不做限制。其移动方向可以是上下移动、左右移动、前后移动或者其他便于驱动研磨杆组3b移动的设置。

旋转模组包括旋转驱动组件和旋转轴轴承座3b4，旋转轴伺服电机3a2的输出端与旋转轴轴承座3b4驱动连接。

旋转驱动组件包括旋转轴伺服电机3a2和旋转轴联轴器3a9。其中，旋转轴伺服电机3a2安装于升降平台3a7上，旋转轴伺服电机3a2输出轴与旋转轴联轴器3a9直接连接。

由于不同关节轴承200摩擦力矩的不同，为了增加输出力矩，本发明的另一些实施例中的旋转模组还包括减速器3a10，减速器3a10设置在旋转轴伺服电机3a2的输出轴与旋转轴联轴器3a9之间，用于增大输出扭矩。

虽然图中并未示出，但在本发明的一些实施例中，研磨加工模块3还设置有防护罩，在研磨加工模块3不需要工作时，可将防护罩遮盖研磨加工模块3，以避免灰尘堆积或液体溅到设备上，造成设备的毁坏。

研磨杆组3b包括竖杆3b1、连杆3b2和研磨杆3b3。竖杆3b1的上端与旋转模组的输出端驱动连接。具体地，竖杆3b1上端穿入旋转轴轴承座3b4内的轴承孔中，旋转轴轴承座3b4安装于升降平台3a7上，竖杆3b1上端与旋转轴联轴器3a9连接。竖杆3b1下端与连杆3b2上端铰接，连杆3b2下端与研磨杆3b3上端铰接，研磨杆3b3下端与内环定位件2b连接。

需要说明一下的是，在研磨加工模块3工作过程中，竖杆3b1始终保持竖直状态，竖杆3b1的轴线与关节轴承200外环的轴线重合设置，研磨杆3b3具有摆动功能。

虽然图中并未示出，但本领域技术人员可以理解的是，竖杆3b1下端与连杆3b2上端和/或连杆3b2下端与研磨杆3b3上端处均设置有限位结构，限位结构用于在研磨杆3b3处于摆动状态时，避免研磨杆3b3越过竖杆3b1、连杆3b2和研磨杆3b3的竖直共线的极限位置而造成设备100的损坏。

为了更好的提高关节轴承200的精度，本发明的升降模组和旋转模组能够带动研磨杆3b3与关节轴承200进行三种不同运动。具体地，研磨杆3b3带动关节轴承200内环绕关节轴承200外环的轴线进行旋转运动；或者，研磨杆3b3带动关节轴承200内环相对于关节轴承200的外环进行摆动运动；或者，研磨杆3b3带动关节轴承200内环沿关节轴承200外环的轴线进行加载运动。

虽然图中并未示出，但本领域技术人员可以理解的是，研磨杆组3b还包括加载装置，用于对研磨杆组3b增加负载，使得研磨杆组3b能够进行加载运动。

在本发明的较优实施例中，研磨加工模块3还包括一个推杆装置3b5，推杆装置3b5包括驱动部和推杆，驱动部与工作平台1b固定连接，其用于驱动推杆；推杆作用于研磨杆3b3的上部，以使得研磨杆组3b达到死点状态或推动研磨杆组3b由死点状态转换为非死点状态。其中，死点状态为竖杆3b1、连杆3b2和研磨杆3b3三者处于竖直共线状态；非死点状态为竖杆3b1、连杆3b2和研磨杆3b3三者处于非竖直共线状态。具体地，在研磨杆组3b需要达到死点状态的情况下，当研磨杆组3b即将接近竖直共线状态时，通过推杆末端辅助推动作用使竖杆3b1、连杆3b2和研磨杆3b3三者竖直共线；在研磨杆组3b需要从死点状态进入非死点状态的情况下，控制升降轴伺服电机3a1与推动装置3b5共同作用，先以推杆末端辅助推动为主要动力使研磨杆3b3摆动脱离竖直状态，再由升降轴伺服电机3a1精确调整研磨杆3b3摆动角度。

推杆装置3b5可以设置为推动气缸和电缸中的任一种。

加液模块4设置在工作平台1b上并避免与研磨加工模块3产生干涉。加液模块4包括若干箱体4a1、蠕动泵4a2、软管4a4、连接件4a7和喷嘴4a5。

若干箱体4a1放置于工作平台1b上，箱体4a1用于盛放研磨液，软管4a4的一端穿过蠕动泵4a2与箱体4a1的出水口流体连接，软管4a4的另一端通过连接件4a7与喷嘴4a5流体连接，喷嘴4a5用于向关节轴承200处输送研磨液。软管4a4穿过蠕动泵4a2后一端伸入箱体4a1内，另一端与喷嘴4a5相连，喷嘴4a5利用喷嘴固定装置4a6摆好姿态后可以向关节轴承200研磨部位输送研磨液，蠕动泵4a2可在加液过程中精确控制流量，同时泵体与研磨液不直接接触，以起到保护泵体结构的作用。

本实施例中的研磨液可以是水或者其他能够有助于关节轴承200进行研磨的其他液体成分。

其中，蠕动泵4a2的数量可以设置为每个箱体4a1对应设置有一个、两个或多个蠕动泵4a2，或者也可以将蠕动泵4a2的数量设置为多个箱体4a1对应设置有一个蠕动泵4a2。

在本实施例中，每个箱体4a1对应设置有两个蠕动泵4a2和两根软管4a4，连接件4a7设置为三通连接件，三通连接件具有三个连接口。具体地，两根软管4a4的一端均与箱体4a1的出水口流体连接，并且两根软管4a4分别对应穿过一个蠕动泵4a2。两根软管4a4的另一端分别与三通连接件的任意两个连接口流体连通，三通连接件中另一连接口与喷嘴4a5的进水口流体连通，喷嘴4a5的出水口与关节轴承200对准。

两个蠕动泵4a2被配置为同向差速运转，以使得研磨液在两根软管4a4内循环流通，并使得部分研磨液能够通过三通连接件的一个连接口导向喷嘴4a5，以向关节轴承200供给研磨液，以实现精确控制研磨液的流量的同时，防止研磨液在软管4a4中沉积。

进一步的，蠕动泵4a2的安装位置可以设置在箱体4a1的上方、下方、后方等位置处。当然，本领域技术人员也可以根据需要将蠕动泵4a2安装到靠近箱体4a1的其他位置处，以便于向关节轴承200添加研磨液。

在本发明的再一些实施例中，加液模块4还包括蠕动泵安装架4a3，蠕动泵安装架4a3与工作平台1b固定连接，蠕动泵安装架4a3包括平台和支架。平台上方放置有蠕动泵4a2，支架用于支撑平台并限定出箱体4a1的放置位置，箱体4a1放置在平台的下方，蠕动泵4a2整体位于箱体4a1的上方。

在本发明的又一些实施例中，加液模块4还包括喷嘴固定装置4a6，喷嘴固定装置4a6用于固定喷嘴4a5。喷嘴固定装置4a6包括固定结构和支架结构，固定结构固定设置在工作平台上，支架结构的一端与固定结构连接，另一端与连接件4a7连接。其中，支架结构的两端可以分别与固定部和连接件4a7固定连接；或者，支架结构的两端也可以分别相对固定部和连接件4a7转动，以使得操作人员可以根据需要转动支架结构以调整喷嘴4a5的固定位置。

如图3所示，在本发明的较优实施例中，箱体4a1包括搅拌电机4a8和搅拌桨4a9，搅拌电机4a8安装在箱体4a1外，搅拌桨4a9位于箱体4a1内，搅拌电机4a8用于驱动搅拌浆搅动，以防止研磨液在箱体4a1中沉积。

虽然图中并未示出，但本领域技术人员可以理解的是，箱体4a1设置有液位监测装置和加液口，操作人员可通过液位检测装置检测箱体4a1内的研磨液的水位，以便通过加液口对箱体4a1内进行加液。进一步的，本实施例中的箱体4a1表面还可以设置有提醒装置，在水位低于最低基准线时生成提醒信息，以提醒操作人员进行研磨液的添加。其中，提醒信息可以设置为由LDE/RGB灯发出的光、蜂鸣声、语音文字或短信等提醒方式。

在本发明的较优实施例中，加液模块4还包括隔离板和引导管4a11，隔离板用于将加液模块4与其他模块分隔开。引导管4a11的一端与箱体4a1的出水口流体连接，引导管4a11的另一端穿过隔离板并于软管4a4流体连通，以便于操作人员更换/安装软管4a4，同时也能够有效避免软管4a4缠绕的问题。

在本发明的较优实施例中，软管4a4进水口与箱体4a1出水口的连接处设置有快插接头4a10，进一步便于操作人员更换和插接软管4a4。

在本发明的较优实施例中，加液模块4还设置有收液盒4a12，收液盒4a12位于关节轴承200下方，且定位模块2上开设有研磨液通过孔，关节轴承200内的研磨液可以通过研磨液通过控流向收液盒4a12，以实现对废旧研磨液的收集。

检测模块5包括力检测模块5a和间隙检测模块5b。

力检测模块5a用于检测关节轴承200研磨摆动和转动力矩、研磨过程中内外环的摩擦扭矩和/或关节轴承200内、外环的轴向加载载荷。

力检测模块5a组成包括力传感器5a1和信号传输装置5a2。

其中，力传感器5a1安装于研磨杆3b3上，研磨杆3b3可以拆分为两段分别连接到力传感器5a1的两端，力传感器5a1的Z方向沿研磨杆3b3轴向方向，X方向或Y方向沿研磨杆3b3摆动方向。

力传感器5a1配置为三维测力传感器。

信号传输装置5a2被配置为随研磨杆组3b一起旋转，以避免研磨加工模块3连续旋转运动使信号传输装置5a2发生线缆缠绕的发生。优选地，信号传输装置5a2安装于竖杆3b1上。当然，本领域技术人员也可将信号传输装置5a2安装在其他不干涉研磨加工模块3进行研磨加工的位置处。

信号传输装置5a2用于向力传感器5a1输送电信号并将力传感器5a1测量信号传递给控制模块6。信号传输装置5a2可设置为蓝牙传输装置、WiFi传输装置或导电滑环等能够传输信号的装置。

间隙检测模块5b用于检测关节轴承200内、外环的轴向间隙。

如图4所示，间隙检测模块5b包括双轴气缸5b1和位移传感器5b2。双轴气缸5b1位于工作平台1b上，位移传感器5b2设置在双轴气缸5b1的输出端，双轴气缸5b1的输出端用于带动位移传感器5b2跨越关节轴承200的外环并与关节轴承200内环抵接，位移传感器5b2用于检测关节轴承200内外环之间的间隙。

双轴气缸5b1包含升降气缸5b3和伸缩气缸5b4。升降气缸5b3缸筒安装于工作平台1b上，升降气缸5b3具有升降杆，升降杆被配置为在竖直方向上作往复运动；伸缩气缸5b4缸筒安装于升降气缸5b3升降杆末端，伸缩气缸5b4具有伸缩杆，伸缩杆被配置为在水平方向上朝关节轴承200处作往复运动。

位移传感器5b2安装于伸缩气缸5b4的伸缩杆末端，位移传感器5b2的测头竖直向下，双轴气缸5b1能够使得位移传感器5b2跨越关节轴承200外环并抵在关节轴承200内环端面，通过测量关节轴承200内环受到轴向载荷作用后的微小位移，来表征关节轴承200内外环的轴向间隙，测量完成后伸缩气缸5b4缩回，以避免对其他模块造成干涉，同时也起到保护间隙检测模块5b的作用。

需要说明一下的是，本发明的实施例中并没有对位移传感器5b2的结构进行限定，因此本领域技术人员可以根据需要选择接触式或非接触式的传感器。

下面对本发明的一些实施例中的研磨加工模块3的不同工作模式进行简单说明：

工作模式一：旋转轴伺服电机3a2转动，以带动研磨杆组3b、内环定位件2b和关节轴承200内环一起绕关节轴承200外环的轴线做旋转运动。

工作模式二：当研磨杆组3b的竖杆3b1、连杆3b2和研磨杆3b3三者不竖直共线时，旋转轴伺服电机3a2和升降轴伺服电机3a1同时转动，使得研磨杆3b3相对关节轴承200摆动，以形成轴承内环相对于轴承外环的摆动运动。

工作模式三：当研磨杆组3b的竖杆3b1、连杆3b2和研磨杆3b3三者竖直共线时，控制旋转轴伺服电机3a2停止转动，并使得升降轴伺服电机3a1开始转动，以带动研磨杆组3b、内环定位件2b和关节轴承200内环能够在关节轴承200外环的轴向间隙做精密的升降运动。

控制模块6与研磨加工模块3、加液模块4、检测模块5均电连接，以使得控制模块6能够控制升降模组和旋转模组驱动研磨杆组3b进行研磨工作，同时控制加液模块4对关节轴承200进行研磨液的供给，研磨完成后，控制检测模块5检测关节轴承200内、外环的轴向间隙和研磨力矩和扭矩。

在本发明的较优实施例中，控制模块6与设备框架1通过连接架可活动或固定连接。并且，本发明中一体设备100还包括触屏显示设备，操作人员可通过操作触屏显示设备控制一体设备100进行研磨加工、加液以及精度检测的控制，以对关节轴承200进行加工。

该控制模块6可以使用具有一定网络传输能力以及数据存储、处理能力的工控机、嵌入式控制器或者其他电子控制来实现。控制模块6可以包括存储器以及处理器，其中存储器存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时能够执行本实施例中的任一种控制方法，完成研磨杆组3b驱动、研磨液供给和精度检测过程中数据传输和内部控制等功能。

下面参照图5，对本发明的关节轴承200类研磨加工和检测一体设备100的控制方法进行说明。图5示出了本发明一些实施例中的关节轴承类研磨加工和检测一体设备的控制方法的流程示意图。本发明中的控制方法一般性地包括：

步骤S110，将关节轴承200固定在工作平台的指定位置处。

步骤S120，控制升降模组和旋转模组开始运行。

步骤S130，控制力检测模块5a检测研磨杆组3b在研磨过程中的力矩和扭矩，并控制间隙检测模块5b检测关节轴承200内外环之间的间隙。

虽然图中并未示出，但本发明的其他实施例中，自动测量关节轴承200内、外环的轴向间隙的步骤如下：

步骤一，控制升降轴伺服电机3a1正向转动，并控制推杆装置3b5的推杆作用于研磨杆3b3，使得竖杆3b1、连杆3b2和研磨杆3b3三者竖直共线。

步骤二，控制推杆装置3b5恢复至初始状态，并使升降轴伺服电机3a1继续运行，控制加载装置对研磨杆组3b以设定力值沿轴向方向进行加载，以消除关节轴承200内、外环之间的间隙。

步骤三，控制双轴气缸5b1开始运行，使得位移传感器5b2运动至测量位置，并将测头抵在关节轴承200内、环端面，检测关节轴承200内环的位置并将其记作第一检测位置。

步骤四，控制升降轴伺服电机3a1反向运行，控制加载装置对研磨杆组3b以设定力值沿轴向反方向进行加载，进而使得位移传感器5b2测头随关节轴承200内环发生微小运动。

步骤五，待轴向加载相对稳定后，则控制位移传感器5b2获取关节轴承200内环的位置并将其记作第二检测位置。

步骤六，计算第一检测位置和第二检测位置的差值，将差值记作轴承内外环轴向间隙。

步骤七，控制升降轴伺服电机3a1与推杆装置3b5恢复至初始位置。

在本发明的其他实施例中，自动测量研磨杆3b3研磨过程中的力矩和扭矩的检测方法包括如下步骤：

步骤一，控制升降轴伺服电机3a1和旋转轴伺服电机3a2转动，以对研磨杆组3b的姿态进行调整，使得关节轴承200内环相对外环具有一个偏转角度。

步骤二，控制力传感器5a1测量Y轴的力值参数，该力值参记作第一力值，将第一力值与结构力臂相乘得到关节轴承200的第一摆动力矩。其中结构力臂可以为初始设置值或通过操作人员经过多次试验后得到的经验值。

步骤三，控制升降轴伺服电机3a1和旋转轴伺服电机3a2转动，以使得关节轴承200内环绕外环轴线进行旋转使得关节轴承200内环相对外环具有多个不同位置的偏转角度，并控制力传感器5a1对各个方向进行摆动测试，得到多个摆动力矩。

本领域技术人员能够理解的是，本发明通过定位模块2将关节轴承200限定在指定位置后，使得研磨加工模块3对关节轴承200进行研磨工作，并通过力检测模块5a和间隙检测模块5b检测关节轴承200在各个方向的力矩以及关节轴承200的内、外环的之间的间隙，以实现关节轴承200研磨加工和精度检测一体，提高关节轴承200的精度，同时提高关节轴承200要加工和检测的自动化程度，减少大量人力物力的投入，降低关节轴承200类的研磨加工成本。

进一步地，通过外环定位件2a和内环定位件2b对关节轴承200内外环进行定位固定，避免了关节轴承200在研磨过程中脱离研磨位置而增加人工安装成本的问题；同时，内、外环定位件能够使得研磨杆3b3对关节轴承200的各个方向进行精准研磨，有效提高研磨精度。

进一步地，通过将双轴气缸5b1位于工作平台1b上，并将位移传感器5b2设置在双轴气缸5b1的输出端，使得双轴气缸5b1的输出端能够带动位移传感器5b2跨越关节轴承200的外环并与关节轴承200内环抵接，位移传感器5b2用于检测关节轴承200内外环之间的间隙，实现对关节轴承200内外环间隙的自动检测，进一步提高了设备的自动化程度。

进一步地，通过增设加液模块4，使得设备能够自动向关节轴承200进行研磨液的供给，进一步的提高了设备的自动化程度。

至此，已经结合前文的多个实施例描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围并不仅限于这些具体实施例。在不偏离本发明技术原理的前提下，本领域技术人员可以对上述各个实施例中的技术方案进行拆分和组合，也可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，凡在本发明的技术构思和/或技术原理之内所做的任何更改、等同替换、改进等都将落入本发明的保护范围之内。