CN102288112A - 内外螺纹非接触式检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供内外螺纹非接触式检测仪，包括三爪卡盘、回转工作台、隔热罩、支撑座、“C”形杆、红外测温仪、两个滑块、两个直角块、两个床身、两个激光位移传感器和两个三棱反射镜，第一滑块通过第一直角块与第一床身形成滑动副，用于夹持被测管件的三爪卡盘通过回转工作台安装在第一滑块上，第二滑块通过第二直角块与第二床身形成滑动副，隔热罩安装在第二滑块上，支撑座安装在隔热罩里，“C”形杆和红外测温仪安装在支撑座上，两个激光位移传感器和两个三棱反射镜安装在“C”形杆上。本发明具有更高的检测效率，是一种新型的集光，电，计算机及自动控制技术于一体的智能化设备。

Description

内外螺纹非接触式检测仪

技术领域

本发明涉及的是一种检测装置，具体地说是用于检测管件的检测仪。

背景技术

随着工业的发展，特别是航空航天工业的发展，对螺纹连接的可靠性和互换性要求愈来愈高，对产品质量在线检测监控技术的要求也越来越高，传统的机械探针式接触测量方法存在测量力，测量时间长，需对测头的半径进行补偿，不能测量较软质材料等局限性，所以传统的接触式测量方法已经远远不能满足工业自动化系统高效率，高精度的要求。但是，目前国内外对内螺纹检测的方法主要是接触式测量法，该方法测量大多不能进行批量检测，并且对测量件的要求非常高，为此，存在一定的局限性。在这种情况下，非接触测量技术比较成功地解决了上述问题，以其高响应高分辨率而倍受重视，该方法具有测量精度高、数据多、效率高、无损伤，受环境电磁场影响小，工作距离大并且可以对非金属面进行测量等优点，逐渐代替接触式测量而成为当今检测系统的主流。

非接触测量是以光电、电磁等技术为基础，在不接触被测物体表面的情况下，得到物体表面参数信息的测量方法。典型的非接触测量方法如激光三角法、电涡流法、超声测量法、机器视觉测量等等。在最近二十年内，由于电子技术，计算机技术，光学技术，传感技术，信号分析及处理技术等其他技术的迅猛发展，在非接触测量领域内出现了许多新技术和新方法，测量精度也不断提高，已从微米尺度进入纳米尺度。目前，已有实践的非接触式测量技术主要有三类：(1)超声波(声学)式；(2)电波式(一般用雷达)；(3)光学式(激光)。三种技术都基于两种测验信号发射方式，即脉冲波测流和连续波测流(CW方式).实用中还有更加复杂的技术组合和变化，但脉冲波测流和连续波测流是常用的两类技术。随着各种高性能器件如半导体激光器LD，电荷耦合器件CCD，CMOS图象传感器和位置敏感器件PSD等的出现，光学非接触测量技术得到迅猛的发展，新型传感器不断出现，传感器的性能也得到了大幅度的提高。

我国对于非接触检测技术的研究水平也有极大提高，取得了大量的科研成果。非接触测量的最大优点是在被测物加工过程中便可对其进行测量，即在线实时测量，从而实现对加工过程的控制，降低废品率，可大大减少检测时间，提高生产效率，这是接触式测量所无法比拟的。目前，非接触式测量主要是以激光检测和红外探测为代表。

目前，激光超声检测技术以其独特的优势在在非接触检测和高温检测中被使用，但成本偏高也是使用中要考虑的因素。激光全息检测(ESPI)因精度高，可实时测量，非接触，可用于远距，高温，水下等非常场合，有着重要的理论和实用研究价值。激光全息检测诊断技术是20世纪60年代末发展起来的，并且是激光技术在无损检测领域应用最早，用得最多的方法。近几十年来，激光全息无损检测的理论，技术和照相系统都有了很大的发展，使该技术在更广泛的工业领域应用的可行性和实用性有了长足进展，成为无损检测工程学的重要组成部分。目前，激光全息无损检测约占激光全息术总应用的25％。当然，目前全息无损检测技术真正应用到生产实际上的项目并不多，大多数项目仍在试验阶段，离人们的期望相差甚远。这是由于这项技术始终没有摆脱实验室的束缚，没有与计算机技术的图象处理技术很好的结合起来，因而无法实现自动化在线检测而不能扩大其应用范围。激光全息检测同其他检测方法相比较，其特点是：(1)由于激光全息检测是一种干涉计量术，其干涉计量精度与激光波长同数量级。因此，极微小的变形均能被检测出来，而且检测的灵敏度甚高。(2)由于激光作为光源，而激光的相干长度很大，因此可以检验大尺寸的产品，只要激光能够充分照射到整个产品表面，都能一次检验完毕。(3)激光全息检测对被检对象没有特殊要求，它可以对任何材料和粗糙表面进行检验。(4)可借助干涉条纹的数量分布来确定缺陷的大小，部位和深度，便于对缺陷进行定量分析。(5)激光全息检测具有直观感强，非接触检测，检测结果便于保存等特点。

发明内容

本发明的目的在于提供能够在电磁辐射、易燃易爆等恶劣环境下既可以对管件内表面螺纹同时也可以对管件外表面螺纹的螺距、牙高、大径、小径、齿厚等参数进行在线测量，或者对其他管形件的内外表面的形位公差同时进行测量的内外螺纹非接触式检测仪。

本发明的目的是这样实现的：

本发明内外螺纹非接触式检测仪，其特征是：包括三爪卡盘、回转工作台、隔热罩、支撑座、“C”形杆、红外测温仪、两个滑块、两个直角块、两个床身、两个激光位移传感器和两个三棱反射镜，第一滑块通过第一直角块与第一床身形成滑动副，第一滑块可在第一床身上自由移动，用于夹持螺纹管件的三爪卡盘通过回转工作台安装在第一滑块上，第二滑块通过第二直角块与第二床身形成滑动副，第二滑块可在第二床身上自由移动，隔热罩安装在第二滑块上，支撑座安装在隔热罩里，“C”形杆和红外测温仪安装在支撑座上，“C”形杆的上半部安装两个激光位移传感器，且“C”形杆的上半部位于隔热罩里，“C”形杆的下半部安装两个三棱反射镜，且第一三棱反射镜位于被测管件外、接收第一激光位移传感器发出的激光并将接收到的激光反射给第二三棱反射镜，第二三棱反射镜位于被测管件里、接收第一三棱反射镜的激光并将其反射到被测管件内壁，被测管件内壁将接收到的激光沿两个三棱反射镜反射回第一激光位移传感器，第二激光位移传感器发出的激光射到被测管件外表面上。

本发明还可以包括：

1、所述的隔热罩上安装防辐射玻璃。

本发明的优势在于：本发明能够在电磁辐射、易燃易爆等恶劣环境下既可以对管件内表面螺纹同时也可以对管件外表面螺纹的螺距、牙高、大径、小径、齿厚等参数进行在线测量，又可以对其他管形件的内外表面的形位公差同时进行测量，与原有的基于激光位移传感器的管形件检测方法相比，具有更高的检测效率，是一种新型的集光，电，计算机及自动控制技术于一体的智能化设备。

附图说明

图1为本发明的俯视图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的左视图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

实施方式1：

结合图1～3，本实施方式包括床身1、普通丝杠2、六角头螺栓3、三爪卡盘4、回转工作台5、垫圈6，滑块7、直角块8、六角头螺栓9、滑块10、矩形块11、键12、大齿轮13、套筒联轴器14、销15、支撑板16、小齿轮17、轴18、套筒19、套筒20、滑块21、支撑板22、轴承端盖23、圆锥滚子轴承24、隔热罩25、防辐射玻璃26、步进电机27、“C”形杆28、红外测温仪29、床身30、步进电机31、滚珠丝杠32、步进电机33、三棱反射镜34、管件35、激光位移传感器36、激光位移传感器37，支撑座38。

滑块7通过直角块8与床身30形成滑动副，“V”形与矩形组合导轨采用铸造的方法获得，由于铸造时使铸件内部留有许多气孔，这样就使导轨抗震性好，润滑性好。滑块7上通过螺栓联接装有回转工作台5和三爪卡盘4，三爪卡盘4夹持螺纹管件35可在床身30上自由移动。同样，滑块10通过直角块与床身1形成滑动副，滑块10上通过螺栓联接装有隔热罩25、防辐射玻璃26，隔热罩25里面装有支撑座38和“C”形杆28，“C”形杆28上装有红外测温仪29，激光位移传感器36、激光位移传感器37及三棱反射镜34，两个三棱反射镜34将激光位移传感器37发出的激光反射到螺纹管件35内壁，进而获得内表面的变化信息，最后再传回激光位移传感器37。“C”形杆28可在滑块10的带动下在床身1上自由移动，进而实现对螺纹管件35内腔的在线检测。

系统工作时，床身30和床身1垂直放置，“C”形杆28固定在隔热罩里面的支撑座38上，激光位移传感器36、激光位移传感器37水平固定在“C”形杆28的一侧，两个三棱反射镜34与两个激光位移传感器沿C”形杆28的中心线对称布置，安装时确保“C”形杆28两侧水平、对称。管件35通过传送装置送到床身30前的“工”字形支撑架上，然后由三爪卡盘4夹起管件35在床身30上的滑块7的带动下移向“C”形杆28，三爪卡盘4采用气压驱动方式，滑块7的移动由步进电机33驱动。当管件35移动到规定位置时，“C”形杆28装有三棱镜的一侧在床身1上的滑块10的带动下向右移动并插入管件35的内腔，进而进行在线测量，滑块10的移动由步进电机31驱动，回转工作台5的旋转由步进电机27驱动。两个三棱反射镜34将激光位移传感器37发出的激光反射到螺纹管件35内表面，进而获得螺纹管件35内表面螺纹的螺距、牙高、大径、小径、齿厚等变化信息，最后再传回激光位移传感器37，从而实现对螺纹管件35内表面信息的测量。同时，另一个激光位移传感器36发出的激光射到螺纹管件35外表面上，实现对螺纹管件35外表面的测量。

Claims (2)

1.内外螺纹非接触式检测仪，其特征是：包括三爪卡盘、回转工作台、隔热罩、支撑座、“C”形杆、红外测温仪、两个滑块、两个直角块、两个床身、两个激光位移传感器和两个三棱反射镜，第一滑块通过第一直角块与第一床身形成滑动副，第一滑块可在第一床身上自由移动，用于夹持被测管件的三爪卡盘通过回转工作台安装在第一滑块上，第二滑块通过第二直角块与第二床身形成滑动副，第二滑块可在第二床身上自由移动，隔热罩安装在第二滑块上，支撑座安装在隔热罩里，“C”形杆和红外测温仪安装在支撑座上，“C”形杆的上半部安装两个激光位移传感器，且“C”形杆的上半部位于隔热罩里，“C”形杆的下半部安装两个三棱反射镜，且第一三棱反射镜位于被测管件外、接收第一激光位移传感器发出的激光并将接收到的激光反射给第二三棱反射镜，第二三棱反射镜位于被测管件里、接收第一三棱反射镜的激光并将其反射到被测管件内壁，被测管件内壁将接收到的激光沿两个三棱反射镜反射回第一激光位移传感器，第二激光位移传感器发出的激光射到被测管件外表面上。

2.根据权利要求1所述的内外螺纹非接触式检测仪，其特征是：所述的隔热罩上安装防辐射玻璃。

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