CN102840826A - 一种利用玻璃转盘进料的精密螺纹件高速检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用玻璃转盘进料的精密螺纹件高速检测设备，包括控制器和安装在平板工作台上的转盘、限位装置、拨料装置、竖直光源及相机调节座、水平相机调节座、水平光源调节座、送料机构及不合格品下料口、混料下料口、合格品下料口；所述送料机构、限位装置、竖直光源及相机调节座、水平相机调节座、水平光源调节座、拨料装置顺时针安装在转盘的周围；本发明在不变更装置的情况下，调整水平相机调节座，竖直光源及相机调节座，可实现对不同规格的待测螺钉进行检测。

Description

一种利用玻璃转盘进料的精密螺纹件高速检测设备

技术领域

本发明涉及高速检测领域，具体涉及一种利用玻璃转盘进料的精密螺纹件高速检测设备。通过调节检测设备的限位及拨料装置，能对不同规格的螺纹件进行测量，实现对螺纹件进行高速、稳定地识别，判断是否合格，并将不良品筛选出。可以提高螺纹件检测领域的技术水平，代替当前依靠人工的检测手段，提高检测精度和检测速度。

背景技术

玻璃转盘式精密螺纹件高速检测设备的原理是一种非破坏检测。按检验后样品的状况，检测可分为破坏性检验和非破坏性检验。非破坏性检验又称无损检验，是指检验时产品不受到破坏。由于无损检查技术的发展，非破坏性检验的范围在扩大。非破坏性检验可以直接获得经济效益，因此检测中应尽可能选用非破坏性检测方法。

最传统的螺纹件检测，一般采用肉眼直接观察或者采用游标卡尺等工具测量。这种检测不仅费时，且同时检测的参数很少，并且由于仅凭人的肉眼进行，检测速度很慢，误差很大，也非常依赖检测员的个人经验。

故后来出现了自动的螺纹检测装置。由于现有装置在螺纹夹持结构方面的设计缺陷，不能够适应多型号螺纹件测量，一般仅能够用于常规大螺纹件的检测，且检测参数很少，仅能识别螺纹件型号，对于螺纹件的识别精度不够，适用范围较为受限。传统的螺纹件检测设备，包括U型槽转盘式和直线式两种。

U型槽转盘式螺纹件检测设备一般包括振动盘、输送导轨、转盘和检测器。待测螺纹件由振动盘经由输送导轨被送至转盘，该转盘边缘依据一定间隔设有数个弧形槽，待测螺纹件便放置与其中。当转盘转动时，待测螺纹件便接受安装在转盘外的检测器的检测，根据长度来识别出最后分辨出合格品和劣品。

U型槽转盘式螺纹件检测设备虽在检测速率上以及检测误差上有所改进，但仍有很大缺陷，详细叙述如下：首先，传统的转盘式螺纹件检测设备，在面对不同规格的螺纹件时，必须更换转盘，不仅费事费力，不同规格的转盘也需不菲的费用。

直线式的螺纹件检测设备一般包括振动盘，输送导轨和两辊轴，辊轴之间呈一定夹角，当螺纹件被输送到辊轴时，由于辊轴之间的间隙是逐变的，根据不同螺纹件的头部尺寸的不同而在辊轴的不同轴向位置掉出，可以筛选出螺纹件。

直线式的螺丝检测设备的速度较快，但只能对螺纹件头部大小做出筛选，对螺牙的参数检测不到，如牙距、牙升角等参数。不适合精密多参数螺纹件的检测。

发明内容

为了现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种利用玻璃转盘进料的精密螺纹件高速检测设备。

本发明采用如下技术方案：

一种利用玻璃转盘进料的精密螺纹件高速检测设备，包括控制器和安装在平板工作台上的转盘、限位装置、竖直光源及相机调节座、水平相机调节座、水平光源调节座、拨料装置、送料机构；所述送料机构、限位装置、竖直光源及相机调节座、水平相机调节座、水平光源调节座、拨料装置顺时针安装在转盘的周围；

所述以转盘中心点为圆心，送料机构与限位装置、限位位置与竖直光源及相机调节座夹角为30度，水平相机调节座与竖直光源及相机调节座夹角45度，水平光源调节座与水平相机调节座夹角为15度，拨料装置与水平光源调节座间隔120度；

所述控制器控制转盘的转动及处理相机输入的图片数据。

所述转盘包括玻璃盘、玻璃托盘和转动轴，所述玻璃盘通过玻璃托盘与转动轴相连接，所述玻璃盘通过三个定位柱安装在玻璃托盘上。

所述沿着玻璃托盘底部圆周分别均匀分布6个螺纹沉孔、40-60个螺纹孔，所述40-60个螺纹孔位于螺纹沉孔和玻璃托盘圆心之间，所述每个螺纹孔安装有光电传感器，所述玻璃托盘中间为下沉结构。

所述转动轴由主轴、轴承座和电机构成，所述轴承座的上部轴承为深沟球轴承，下部轴承为推力球轴承。

所述限位装置由支撑架及内限位片、外限位片构成，所述支撑架由两块横板、一块竖直板构成，所述两块横板分别安装于竖直板的顶端和底端，所述内限位片、外限位片垂直安装于顶端的横板上，且在同一水平面，距离玻璃盘上表面1～2mm，用于将螺纹件定位在同一圆周上。

所述内限位片和外限位片均为长方体结构，内限位片中长方体的一个面为圆弧形，外限位片中长方体的一个面为波浪形，所述内限位片的圆弧面和外限位片波浪形面在安装时为面对面结构。

所述竖直光源及相机调节座中包括竖直方形光源座、环形光源座、竖直相机座，所述竖直相机座位于玻璃盘的下方，所述竖直方形光源座、环形光源座分别位于玻璃盘的上、下方，且竖直方形光源座、环形光源座的中心点与相机的中心点在同一竖直直线上。

还包括不合格品下料口、混料下料口、合格品下料口；所述不合格品下料口、混料下料口安装在水平光源调节座和拨料装置之间，所述不合格品下料口与混料下料口的夹角为15度，所述合格品下料口安装在拨料装置与送料机构之间。

本发明的有益效果：

1.检测速度快。本实用玻璃转盘式新型精密螺纹件高速检测设备采用转盘式结构，通过步进电机驱动转动轴，可以使位于玻璃盘边缘的螺纹件获得较大的线速度，故相对于人工检测方式以及待测螺纹件沿线性条状体运动的高速精密螺纹件检测设备方式，能够实现高速检测，大幅提高检测效率。

2.调节装置可以灵活调整，适应螺纹件的不同规格。本发明高速精密螺纹件检测设备采用组合式转盘设计，故可以通过固定的限位片调整螺纹件位置，限位片安装在支撑架上，垂直于玻璃盘与玻璃盘上表面距离1~2mm。固定限位片的波浪形侧面通过和随玻璃盘转动的待测螺纹件接触，达到调整待测螺钉与玻璃盘边缘距离的目的。从而使待测螺纹件与相机的间隙可以依据不同螺纹件的规格而作出调节，无须更换转盘，可以降低成本，方便快捷。

3.运行稳定，判断准确。本发明高速精密螺纹件检测设备采用独特的支持装置支撑转动轴，从而是玻璃盘传动平稳，螺纹件放置稳当，降低了因为震动而带来的获取的图像的失真与模糊，从而有效提高了检测精度与准确度。

4.量测范围广，测量指标全面。本实用玻璃转盘式新型精密螺纹件高速检测设备采用双光源设计，下沉式光源，光线投射均匀，不会受到投影光线被装置阻挡的影响。本高速精密螺纹件检测设备可以获得甄别螺纹件所需的完整图像，可以测量螺纹件颈部、头部等的尺寸，测量指标全面。

5.速度可连续调节。本发明高速精密螺纹件检测设备没有采用齿轮传动，可以通过对电机速度进行控制，从而实现设备速度的连续调整。

附图说明

图1是一种利用玻璃转盘进料的精密螺纹件高速检测设备的结构示意图；

图2是图1中的转盘结构示意图；

图3是图1中转盘剖视图；

图4是图1中的限位装置结构示意图；

图5是图4中的内限位片结构示意图；

图6是图4中的外限位片结构示意图；

图7是图1中的竖直光源及相机调节座结构示意图。

图中示出：

010-平板工作台，020-转盘，021-定位柱，022-玻璃盘，023-玻璃托盘，024-转动轴，030-限位装置，031-支撑架，032-内限位片，033-外限位片，040-竖直光源及相机调节座，041-竖直方形光源座，042-环形光源座，043-竖直相机座，050-水平相机调节座，060-水平光源调节座，070-拨料装置，081-不合格品下料口，082-混料下料口，083-合格品下料口，090-送料机构。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，一种利用玻璃转盘进料的精密螺纹件高速检测设备，包括：控制器和安装在平板工作台010上的转盘020、限位装置030、竖直光源及相机调节座040、水平相机调节座050、水平光源调节座060、拨料装置070、送料机构090及不合格品下料口081、混料下料口082、合格品下料口083；所述控制器控制转盘020的转动及处理相机输入的图片数据。

如图2、3所示，转盘020，用于放置和传输待检测的螺纹件，包括玻璃盘022、玻璃托盘023和转动轴024，所述玻璃盘022通过玻璃托盘023固定在转动轴024上，并跟随转动轴024一起转动，所述玻璃盘022通过三个定位柱021安装在玻璃托盘023上，保证玻璃盘022和转动轴024同向转动不打滑。

所述沿着玻璃托盘023底部圆周分别均匀分布6个螺纹沉孔、40-60个螺纹孔，所述40-60个螺纹孔位于螺纹沉孔和玻璃托盘023圆心之间，通过调节安装在玻璃托盘023圆周分布的六个螺纹沉孔内的内六角螺钉，确保玻璃盘022的水平，所述每个螺纹孔安装光电传感器，用于计数，所述螺纹孔上安装的光电传感器可以反馈玻璃盘上的螺纹件的位置，传输给控制器，控制器便于控制转盘进行筛选。

所述玻璃托盘023中间为下沉结构，用于将水平光源沉下。

所述送料机构090、限位装置030、竖直光源及相机调节座040、水平相机调节座050、水平光源调节座060、拨料装置070顺时针安装在玻璃盘022的周围，所述以玻璃盘022中心点为圆心，送料机构与限位装置030、限位装置030与竖直光源及相机调节座040夹角为30度，水平相机调节座050与竖直光源及相机调节座040夹角45度，水平光源调节座060与水平相机调节座050夹角为15度，拨料装置070与水平光源调节座060间隔120度。

所述不合格品下料口081、混料下料口082安装在水平光源调节座050和拨料装置070之间，所述不合格品下料口与混料下料口的夹角为15度，所述合格品下料口083安装在拨料装置070与送料机构090之间。

所述转动轴024由主轴、轴承座和电机构成，所述轴承座的上部轴承为深沟球轴承，下部轴承为推力球轴承。

如图4所示，所述限位装置030包括支撑架031及内限位片032、外限位片033，所述支撑架031由两块横板、一块竖直板构成，所述两块横板分别安装于竖直板的顶端和底端，所述内限位片032、外限位片033垂直安装于支撑架031顶端的横板上，且在同一水平面，距离玻璃盘022上表面1~2mm，用于将螺纹件定位在同一圆周上。

所述内限位片032和外限位片033均为长方体结构，如图5所示，内限位片032中长方体的一个面为圆弧形，如图6所示外限位片033中长方体的一个面为波浪形，所述内限位片032的圆弧面和外限位片033波浪形面在安装时为面对面结构。

所述内限位片032和外限位片033的高度和方向均可调节，使内限位片032和外限位片033与玻璃盘022的表面更贴合，并通过对内限位片032和外限位片033方向的调整，使随玻璃盘022转动的螺纹件向内或向外移动，实现对螺纹件到玻璃盘022边界距离的调整，从而适应不同规格的螺纹件需要，为下一步的采集图像提供适合的位置。

如图7所示，所述竖直光源及相机调节座040可调节光源和相机的高度和角度，其中相机的镜头位于玻璃盘022外缘内侧的正下方。水平相机调节座050、水平光源调节座060都可调节高度和角度，调整光源、相机与被测螺纹件的距离和倾斜角。

在竖直光源及相机调节座中的竖直方形光源座041及环形光源座042分别位于玻璃盘上待测螺纹件影像撷取位置正上、下方，竖直相机座043位于环形光源座042正下方，通过环形光源座042的中孔采集被测螺纹件的头部图像。

水平光源调节座060的光源位于玻璃盘022上方及待测螺纹件后方，水平光源采取下沉式设计，能够为待测螺纹件提供均匀且不受阻挡的背光源。

水平相机调节座050的相机位于待测螺纹件前方，采集螺纹件侧面轮廓图像。

若干待测螺纹件通过送料机构090，传送至转盘020，转盘020连续的旋转，限位装置030在玻璃盘的带动下对螺纹件位置进行调整，使螺纹件都分布在同一个圆周上，调整水平相机、竖直相机及光源位置，然后每个螺纹件在光源的照射下，被水平相机采集螺纹件侧面轮廓图像和竖直相机采集螺纹件的头部图像，并把照片数据传输到控制器，控制器对其分析，判断是否尺寸合格，控制器控制转盘020将不合格螺纹件旋转到不合格品下料口081时，被吹落；如果是混料，则螺纹件到达混料下料口082，将被吹落；合格品继续在旋转平台上，转到合格品下料口时，被拨料装置070拨入到合格品下料口083。该设备用于检测螺钉的螺身尺寸及螺纹精度，同时检测螺头尺寸。在不变更装置的情况下，调整水平相机调节座050，竖直光源及相机调节座040，控制器，可实现对不同规格的待测螺钉进行检测。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种利用玻璃转盘进料的精密螺纹件高速检测设备，其特征在于，包括控制器和安装在平板工作台上的转盘、限位装置、竖直光源及相机调节座、水平相机调节座、水平光源调节座、拨料装置、送料机构；所述送料机构、限位装置、竖直光源及相机调节座、水平相机调节座、水平光源调节座、拨料装置顺时针安装在转盘的周围；

所述以转盘中心点为圆心，送料机构与限位装置、限位位置与竖直光源及相机调节座夹角为30度，水平相机调节座与竖直光源及相机调节座夹角45度，水平光源调节座与水平相机调节座夹角为15度，拨料装置与水平光源调节座夹角120度；

所述控制器控制转盘的转动及处理相机输入的图片数据。

2.根据权利要求1所述的一种利用玻璃转盘进料的精密螺纹件高速检测设备，其特征在于，所述转盘包括玻璃盘、玻璃托盘和转动轴，所述玻璃盘通过玻璃托盘与转动轴相连接，所述玻璃盘通过三个定位柱安装在玻璃托盘上。

3.根据权利要求2所述的一种利用玻璃转盘进料的精密螺纹件高速检测设备，其特征在于，所述沿着玻璃托盘底部圆周分别均匀分布6个螺纹沉孔、40-60个螺纹孔，所述40-60个螺纹孔位于螺纹沉孔和玻璃托盘圆心之间，所述每个螺纹孔安装有光电传感器，所述玻璃托盘中间为下沉结构。

4.根据权利要求2所述的一种利用玻璃转盘进料的精密螺纹件高速检测设备，其特征在于，所述转动轴由主轴、轴承座和电机构成，所述轴承座的上部轴承为深沟球轴承，下部轴承为推力球轴承。

5.根据权利要求1所述的一种利用玻璃转盘进料的精密螺纹件高速检测设备，其特征在于，所述限位装置由支撑架及内限位片、外限位片构成，所述支撑架由两块横板、一块竖直板构成，所述两块横板分别安装于竖直板的顶端和底端，所述内限位片、外限位片垂直安装于顶端的横板上，且在同一水平面，距离玻璃盘上表面1～2mm，用于将螺纹件定位在同一圆周上。

6.根据权利要求5所述的一种利用玻璃转盘进料的精密螺纹件高速检测设备，其特征在于，所述内限位片和外限位片均为长方体结构，内限位片中长方体的一个面为圆弧形，外限位片中长方体的一个面为波浪形，所述内限位片的圆弧面和外限位片波浪形面在安装时为面对面结构。

7.根据权利要求1所述的一种利用玻璃转盘进料的精密螺纹件高速检测设备，其特征在于，所述竖直光源及相机调节座中包括竖直方形光源座、环形光源座、竖直相机座，所述竖直相机座位于玻璃盘的下方，所述竖直方形光源座、环形光源座分别位于玻璃盘的上、下方，且竖直方形光源座、环形光源座的中心点与竖直相机座的中心点在同一竖直直线上。

8.根据权利要求1所述的一种利用玻璃转盘进料的精密螺纹件高速检测设备，其特征在于，还包括不合格品下料口、混料下料口、合格品下料口；所述不合格品下料口、混料下料口安装在水平光源调节座和拨料装置之间，所述不合格品下料口与混料下料口的夹角为15度，所述合格品下料口安装在拨料装置与送料机构之间。

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