CN105352386B - 一种螺栓螺纹品质检测装置 - Google Patents

Abstract

一种螺栓螺纹品质检测装置，第一步进电机的转动轴与T形丝杠的上端相连，T形丝杠穿过固定板并与丝杠螺母相配合，T形丝杠的下端通过空心轴与转轴相连，转轴依次穿过密封盖、开口孔和轴承孔内的轴承。棘爪、棘轮、和转轴均由导电材料制作，且棘爪、转轴、信号发射器以及电源通过导线依次相连并与棘轮一起组成信号发射回路；定位盘与第二步进电机的转动轴相连，送料轨道、定位座和检测孔上下对准；定位座的外侧面设有入口；相邻定位座与定位盘中心的连线的夹角是第二步进电机的步进角的整数倍；隔板的顶部设有舵机和盖板，收纳腔的开口在盖板的转动轨迹上。第一步进电机、第二步进电机、信号发射器、舵机均与中央控制器相连。

Description

一种螺栓螺纹品质检测装置

技术领域

本发明涉及一种螺栓螺纹品质检测装置。

背景技术

在全球工业化高度发展的今天，螺纹连接作为传统的机械连接方式，因具有结构简单，操作方便等特点，仍然是主流连接方式而被广泛使用，六角头螺栓是螺纹连接中最常用的紧固件，应用量特别大，但出现失效案例也很多。螺栓的外形缺陷是影响螺栓使用效果的主要因素。生产厂家对螺栓的检测多采用人工抽检或非接触式抽测如视觉检测。出口组装产品的企业会大量用到螺栓，为保证出口产品质量，厂家会检测每一个螺栓，工作量非常大，但目前市场上的检测设备价格都很昂贵，而且还不能进行大批量检测，这对小型企业而言是非常昂贵的。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种结构简单、价格低廉且可实现批量检测的螺栓螺纹品质检测装置。

本发明的技术方案是：

一种螺栓螺纹品质检测装置，包括设置在框架上部的检测机构、设置在框架中部的送料机构和设置在框架底部的筛选机构；

所述检测机构包括沿框架竖直固设的滑轨和水平固设的固定板，第一步进电机可上下滑动地设置在所述滑轨上，所述第一步进电机的转动轴竖直向下并与T形丝杠的上端相连，T形丝杠穿过所述固定板并与固定板上的丝杠螺母相配合，所述T形丝杠的下端可滑动地设置在空心轴内，空心轴的下端与检测头上的转轴相连，所述检测头从上到下沿中心轴依次开有开口孔、轴承孔、螺栓孔和检测孔，所述开口孔的直径大于用于安装轴承的轴承孔的直径，所述螺栓孔的内径与螺栓相适配，所述检测孔的内壁开设有与螺栓相适配的检测螺纹；所述开口孔配有密封盖，所述转轴依次穿过所述密封盖、开口孔和轴承孔内的轴承，并通过螺母拧紧在所述轴承上；

所述检测头的顶面上设有棘轮机构，所述棘轮机构包括相配合的棘轮和棘爪，所述棘轮可转动地套设在所述转轴上，所述棘爪水平设置在所述检测头的顶面上，棘爪的固定端固定在检测头上，弹簧将所述棘爪的自由端压迫在所述棘轮上，所述棘爪、所述棘轮、和所述转轴均由导电材料制作，且所述棘爪、所述转轴、信号发射器以及电源通过导线依次相连并与棘轮一起组成信号发射回路；

所述送料机构包括水平设置且相互平行的定位盘和送料盘，定位盘设置在送料盘的上方，定位盘可转动地设置在第二步进电机的转动轴上，送料盘固定在所述框架上；所述送料盘上设有环形送料轨道，且所述送料轨道上开设有进料口和退料口，所述定位盘沿周向均匀设有若干个用于竖直定位螺栓的定位座，所述送料轨道、所述定位座和所述检测孔上下对准；所述定位座的外侧面设有入口，以与所述进料口连通；相邻定位座与定位盘中心的连线的夹角是第二步进电机的步进角的整数倍；

所述筛选机构包括位于退料口正下方的收纳盒，所述收纳盒的顶部开口，且收纳盒中间的隔板将所述收纳盒分隔成两个收纳腔，所述隔板的顶部设有相互连接的舵机和盖板，所述盖板与所述收纳腔的开口相适配，所述收纳腔的开口在所述盖板的转动轨迹上。

所述第一步进电机、第二步进电机、所述信号发射器、所述舵机均与中央控制器相连，所述中央控制器具有与所述信号发射器相配合的信号接收器。

进一步，所述空心轴的两侧开有滑槽，水平贯穿所述T形丝杠的第一螺栓可滑动地设置所述滑槽内。

进一步，所述转轴是阶梯轴，所述转轴的轴肩抵挡在所述密封盖上。

进一步，所述固定板的中间开有通孔，所述丝杠螺母同轴固定在所述通孔内，所述T形丝杠穿过所述丝杠螺母并与所述丝杠螺母相配合。

进一步，所述定位盘上设有辅助定位盘，所述辅助定位盘固定在所述框架上；所述辅助定位盘上开有与所述定位盘相对应且面积大于所述定位盘的缺口，所述缺口的边缘与所述定位座的壁面围合成螺栓的定位套，且所述辅助定位盘上对应送料盘的进料口设有辅助进料口。

进一步，所述定位盘下设有驱动盘，所述定位盘固定在所述驱动盘上，所述驱动盘通过第一联轴器与所述第二步进电机的转轴相连。

进一步，所述送料轨道呈圆环状。

进一步，所述第一步进电机上设有与所述滑轨相配合的滑块，所述滑块可滑动地设置在所述滑轨上。

启动后，本发明进行复位初始化，检测头处于待命状态。当检测头正下方有待检测的螺栓后，第一步进电机驱动检测头螺旋下降，直至与螺栓顶部接触。第二步进电机促使驱动盘转动，驱动盘驱动定位盘将螺栓一一送至检测下方。检测头检测时，若螺栓品质合格，检测孔中的螺纹将顺利地旋入螺栓；若螺栓品质不合格，检测头会因旋转时扭矩过大而触发一个间断的电信号输送给中央控制器，并终止当前检测。检测完成后，随着驱动盘转动，已完成检测的螺栓通过退料口根据检测结果进入不同的收纳腔内，以进行分类。

本发明的有益效果是：结构简单、使用方便，可实现螺栓螺纹品质的自动批量检测。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是检测机构的结构示意图。

图3是检测头和空心轴的结构示意图。

图4是检测头的结构示意图。

图6是检测头的剖视图。

图5是棘轮和棘爪相配合的结构示意图。

图7是送料机构和筛选机构的结构示意图

图8是辅助定位盘和定位盘相配合的结构示意图

图9是送料盘的结构示意图

图10是本发明的工作流程图

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明。

参照附图，一种螺栓螺纹品质检测装置，包括设置在框架4上部的检测机构、设置在框架中部的送料机构和设置在框架底部的筛选机构；

所述检测机构包括沿框架4竖直固设的滑轨11和水平固设的固定板15，第一步进电机12可上下滑动地设置在所述滑轨11上，所述第一步进电机12的转动轴竖直向下并与T形丝杠14的上端相连，T形丝杠14穿过所述固定板15并与固定板15上的丝杠螺母151相配合，所述T形丝杠14的下端可滑动地设置在空心轴16内，空心轴16的下端与检测头18上的转轴17相连，所述检测头18从上到下沿中心轴依次开有开口孔184、轴承孔185、螺栓孔186和检测孔187，所述开口孔184的直径大于用于安装轴承1851的轴承孔185的直径，所述螺栓孔186的内径与螺栓相适配，所述检测孔187的内壁开设有与螺栓相适配的检测螺纹；所述开口孔184配有密封盖1841，所述转轴17依次穿过所述密封盖1841和轴承孔185内的轴承1851，并通过螺母1852拧紧在所述轴承1851上；

所述检测头18的顶面上设有棘轮机构，所述棘轮机构包括相配合的棘轮181和棘爪182，所述棘轮181可转动地套设在所述转轴17上，所述棘爪182水平设置在所述检测头18的顶面上，棘爪182的固定端固定在检测头18上，弹簧183将所述棘爪182的自由端压迫在所述棘轮181上，所述棘爪182、所述棘轮181和所述转轴17均由导电材料制作，且所述棘爪182、所述转轴17、信号发射器以及电源通过导线依次相连并与棘轮181一起组成信号发射回路；

所述送料机构包括水平设置且相互平行的定位盘22和送料盘23，定位盘22设置在送料盘23的上方，定位盘22可转动地设置在第二步进电机25的转动轴上，送料盘23固定在所述框架4上；所述送料盘23上设有环形送料轨道231，且所述送料轨道231上开设有进料口233和退料口232，所述定位盘22沿周向均匀设有若干个用于竖直定位螺栓的定位座221，所述送料轨道231、所述定位座221和所述检测孔187上下对准；所述定位座221的外侧面设有入口，以与所述进料口234连通；相邻定位座221与定位盘22中心的连线的夹角是第二步进电机25的步进角的整数倍；

所述筛选机构包括位于退料口232正下方的收纳盒31，所述收纳盒31的顶部开口，且收纳盒31中间的隔板34将所述收纳盒31分隔成两个收纳腔311，所述隔板34的顶部设有相互连接的舵机32和盖板33，所述盖板33与所述收纳腔311的开口相适配，所述收纳腔311的开口在所述盖板33的转动轨迹上。

所述第一步进电机12、第二步进电机25、所述信号发射器、所述舵机33均与中央控制器相连，所述中央控制器具有与所述信号发射器相配合的信号接收器。

所述空心轴16的两侧开有滑槽161，水平贯穿所述T形丝杠14的第一螺栓163可滑动地设置所述滑槽161内。

所述转轴17是阶梯轴，所述转轴17的轴肩抵挡在所述密封盖1841上。

所述固定板15的中间开有通孔，所述丝杠螺母151同轴固定在所述通孔内，所述T形丝杠14穿过所述丝杠螺母151并与所述丝杠螺母151相配合。

所述定位盘22上设有辅助定位盘21，所述辅助定位盘21固定在所述框架4上；所述辅助定位盘21上开有与所述定位盘21相对应且面积大于所述定位盘21的缺口，所述缺口211的边缘与所述定位座221的壁面围合成螺栓的定位套，且所述辅助定位盘21上对应送料盘23的进料口233设有辅助进料口212，所述进料口233与所述辅助进料口212上下对齐并贯通。

所述定位盘22下设有驱动盘24，所述定位盘22固定在所述驱动盘24上，所述驱动盘24通过第一联轴器与所述第二步进电机25的转轴相连。

所述送料轨道231呈圆环状。

所述第一步进电机12上设有与所述滑轨11相配合的滑块121，所述滑块121可滑动地设置在所述滑轨11上。

本发明的工作原理是：

复位初始化后，检测头18处于待命状态。当检测头18正下方有待检测的螺栓后，第一步进电机12驱动检测头18螺旋下降，直至与螺栓顶部接触。第二步进电机25促使驱动盘24转动，驱动盘24驱动定位盘22将螺栓一一送至检测下方。检测头18检测时，若螺栓品质合格，检测孔187中的螺纹将顺利地旋入螺栓；若螺栓品质不合格，检测头18会因旋转时扭矩过大而触发一个间断的电信号输送给中央控制器，并终止当前检测。检测完成后，随着驱动盘24转动，已完成检测的螺栓通过退料口232根据检测结果进入不同的收纳腔311内，以进行分类。

第一步进电机12正转，第一步进电机12的转动轴通过第二联轴器13带动T形丝杠14正转，T形丝杠14通过与丝杠螺母151的配合不断上升，并通过空心轴16带动检测头17同步上升，第一步进电机12沿着滑轨11向上滑动；反之，第一步进电机12反转，带动T形丝杠14反转，T形丝杠14通过与丝杠螺母151的配合不断下降，并通过空心轴16带动检测头18同步下降，第一步进电机12沿着滑轨11向下滑动，从而通过控制第一步进电机12的正转或者反转就可以调节检测头18在竖直方向上的高度。

启动第二步进电机25，第二步进电机25带动驱动盘24转动，驱动盘24带动定位盘22转动，随着定位盘22的转动，定位座221的入口依次与进料口233相贯通，所述进料螺栓一一进入定位座221内；螺栓进入定位座221后，沿着所述送料盘23上的送料轨道231在所述定位座221的带动下转动，螺栓的头部朝下，螺杆朝上，当螺栓的螺杆触碰到检测头18时，通过调节检测头18高度，使螺杆末端插入检测头18的检测孔187；此时第一步进电机12正转，驱动检测头18转动，且检测头18不断下降，以实现与螺栓的拧合。

棘轮181和棘爪182均为金属导电材质，若检测头18中的检测孔187能顺利旋入螺栓，则因扭矩较小棘爪182与棘轮181基本同步转动；若检测头18中的检测孔187无法旋入螺栓，则因扭矩过大棘爪182会跳动，棘爪182与棘轮181间隔的接触或脱离。

当螺栓螺纹不合格时，检测孔187中的检测螺纹与螺栓的螺纹无法配合，导致检测头18会受到螺栓的阻碍作用而无法随转轴17同步转动，因棘爪182是固定在检测头1上的，使得棘爪182也不会随转轴17继续同步转动，但棘轮181仍会继续随转轴17同步转动，棘爪182和棘轮181发生相对滑动，信号发射回路时而接通时而断路，信号发射器时而发射信号，时而不发射信号；中央控制器接收到的是间断的信号，中央控制器判定检测的螺栓为次品，并控制第一步进电机12反转，T形丝杠14带动检测头18上升至初始位置，检测停止；同时，中央控制器控制舵机32反转，舵机32带动盖板33转动，盖板33移到用于收纳正品的收纳腔311上方且封住正品收纳腔311，则螺栓从退料口232掉出并落入用于收纳次品的收纳腔311上方。

当螺栓螺纹不合格时，检测头无法顺利转动，T形丝杠14仍会继续转动，并沿空心轴16两侧的滑槽161下降，滑槽161为T形丝杠14提供了下降的空间，在检测头不能同步下降时，对T形丝杠14起到了缓冲保护作用。

当螺栓螺纹合格时，检测孔187中的检测螺纹与螺栓的螺纹配合，检测头18随着转轴17同步转动，则棘轮181和棘爪182也同步转动，两者不发生滑动，信号发射回路持续接通，信号发射器持续发射信号，中央控制器接收到的是连续的信号，中央控制器判定所检测的螺栓为正品，并在预设时间到达时，中央控制器控制第一步进电机12反转，T形丝杠14上升，带动检测头18上升至初始位置，停止检测；同时，中央控制器控制舵机32正转，舵机32带动盖板33转动，盖板33移到用于收纳次品的收纳腔311上方且封住收纳次品的收纳腔311，螺栓从退料口232掉出并落入用于收纳正品的收纳腔311上方。

轴承孔185内的轴承1851为角接触球轴承，轴承1851的外圈与轴承孔185内壁配合，轴承1851的内圈与转轴17配合，检测头在次品螺栓的较大扭矩的阻碍下，不能和转轴同步转动，轴承1851使得转轴17仍然可以与第一步进电机12同步转动，所述转轴17的轴肩抵挡在所述密封盖1841上，且依次穿过密封盖1841、轴承1851并在末端通过螺母1852拧紧在所述轴承1851上。开口孔184的直径大于轴承孔185的直径，使得密封盖1841压紧在开口孔184的孔肩上。

所述送料机构包括水平设置且相互平行的定位盘22和送料盘23，定位盘22设置在送料盘23的上方，定位盘22可转动地设置在第二步进电机25的转动轴上，送料盘23固定在所述框架4上；所述送料盘23上设有环形送料轨道231，且所述送料轨道231上开设有进料口233和退料口232，所述定位盘22上设有若干个用于竖直定位螺栓的定位座221，所述送料轨道231、所述定位座221和所述检测孔187上下对准；所述定位座221的外侧面设有入口，以与所述进料口234连通；相邻定位座221与定位盘22中心的连线的夹角是第二步进电机25的步进角的整数倍；

机械手将待检测的螺栓一一放置在进料口233处，且螺栓的头部向下，螺杆朝上。第二步进电机25带动定位盘22转动，促使定位座221的入口依次与进料口233对准并连通，机械手将螺栓从进料口233推入所述定位座221内，使得螺栓的头部进入送料盘23的送料轨道231内，且螺杆通过定位座221稳固，定位座221推动螺杆沿着送料轨道231依次靠近检测头18，因相邻定位座221与定位盘22中心的连线的夹角是第二步进电机25的步进角的整数倍，使得每一次中央控制器驱动第二步进电机25转动结束时，定位盘22转动的角度正好与相邻定位座221与定位盘中心连线的夹角相等，即定位座221会依次对准所述检测头。

为防止检测时螺栓从定位座221的入口处倾倒，在所述定位盘的上方设置了辅助定位盘21，辅助定位盘21的中间设有缺口，缺口的边缘与所述定位座221的壁面围合成螺栓的定位套。且所述辅助定位盘21上对应送料盘23的进料口233设有辅助进料口212，所述进料口233与所述辅助进料口212上下对齐并贯通，使得螺栓沿着进料口233和辅助进料口212由定位座221的入口进入定位套内。

所述舵机

棘爪182通过棘爪插件1821固定在检测头18顶面上，弹簧183的固定端通过弹簧固定件1831固定在检测头18顶面上。

所述信号发射器采用HC-05无线蓝牙串口透传通讯模块。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (8)

1.一种螺栓螺纹品质检测装置，其特征在于：包括设置在框架上部的检测机构、设置在框架中部的送料机构和设置在框架底部的筛选机构；

所述检测机构包括沿框架竖直固设的滑轨和水平固设的固定板，第一步进电机可上下滑动地设置在所述滑轨上，所述第一步进电机的转动轴竖直向下并与T形丝杠的上端相连，T形丝杠穿过所述固定板并与固定板上的丝杠螺母相配合，所述T形丝杠的下端可滑动地设置在空心轴内，空心轴的下端与检测头上的转轴相连，所述检测头从上到下沿中心轴依次开有开口孔、轴承孔、螺栓孔和检测孔，所述开口孔的直径大于用于安装轴承的轴承孔的直径，所述螺栓孔的内径与螺栓相适配，所述检测孔的内壁开设有与螺栓相适配的检测螺纹；所述开口孔配有密封盖，所述转轴依次穿过所述密封盖、开口孔和轴承孔内的轴承，并通过螺母拧紧在所述轴承上；

所述检测头的顶面上设有棘轮机构，所述棘轮机构包括相配合的棘轮和棘爪，所述棘轮可转动地套设在所述转轴上，所述棘爪水平设置在所述检测头的顶面上，棘爪的固定端固定在检测头上，弹簧将所述棘爪的自由端压迫在所述棘轮上，所述棘爪、所述棘轮、和所述转轴均由导电材料制作，且所述棘爪、所述转轴、信号发射器以及电源通过导线依次相连并与棘轮一起组成信号发射回路；

所述送料机构包括水平设置且相互平行的定位盘和送料盘，定位盘设置在送料盘的上方，定位盘可转动地设置在第二步进电机的转动轴上，送料盘固定在所述框架上；所述送料盘上设有环形送料轨道，且所述送料轨道上开设有进料口和退料口，所述定位盘沿周向均匀设有若干个用于竖直定位螺栓的定位座，所述送料轨道、所述定位座和所述检测孔上下对准；所述定位座的外侧面设有入口，以与所述进料口连通；相邻定位座与定位盘中心的连线的夹角是第二步进电机的步进角的整数倍；

所述筛选机构包括位于退料口正下方的收纳盒，所述收纳盒的顶部开口，且收纳盒中间的隔板将所述收纳盒分隔成两个收纳腔，所述隔板的顶部设有相互连接的舵机和盖板，所述盖板与所述收纳腔的开口相适配，所述收纳腔的开口在所述盖板的转动轨迹上；

所述第一步进电机、第二步进电机、所述信号发射器、所述舵机均与中央控制器相连，所述中央控制器具有与所述信号发射器相配合的信号接收器。

2.如权利要求1所述的一种螺栓螺纹品质检测装置，其特征在于：所述空心轴的两侧开有滑槽，水平贯穿所述T形丝杠的第一螺栓可滑动地设置所述滑槽内。

3.如权利要求2所述的一种螺栓螺纹品质检测装置，其特征在于：所述转轴是阶梯轴，所述转轴的轴肩抵挡在所述密封盖上。

4.如权利要求3所述的一种螺栓螺纹品质检测装置，其特征在于：所述固定板的中间开有通孔，所述丝杠螺母同轴固定在所述通孔内，所述T形丝杠穿过所述丝杠螺母并与所述丝杠螺母相配合。

5.如权利要求4所述的一种螺栓螺纹品质检测装置，其特征在于：所述定位盘上设有辅助定位盘，所述辅助定位盘固定在所述框架上；所述辅助定位盘上开有与所述定位盘相对应且面积大于所述定位盘的缺口，所述缺口的边缘与所述定位座的壁面围合成螺栓的定位套，且所述辅助定位盘上对应送料盘的进料口设有辅助进料口。

6.如权利要求5所述的一种螺栓螺纹品质检测装置，其特征在于：所述定位盘下设有驱动盘，所述定位盘固定在所述驱动盘上，所述驱动盘通过第一联轴器与所述第二步进电机的转轴相连。

7.如权利要求6所述的一种螺栓螺纹品质检测装置，其特征在于：所述送料轨道呈圆环状。

8.如权利要求7所述的一种螺栓螺纹品质检测装置，其特征在于：所述第一步进电机上设有与所述滑轨相配合的滑块，所述滑块可滑动地设置在所述滑轨上。