CN107202544A - 一种螺杆的检测装置和检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种螺杆的检测装置和方法，更改了以往的机械操作检测的方法，使用视频系统快速准确的测量，减少人工操作的工作量；一种螺杆检测装置，底座上一端安装相机，相机包括相机支架，相机镜头前端有螺杆支架，螺杆支架连接有转动机构，可以带动螺杆转动，在镜头前端设有白色背光光源和光源频闪控制器，螺杆支架在相机和白色背光光源的中间部分；白色背光光源和光源频闪控制器电连接，相机通过相机电缆和图像传感器连接，图像传感器通过输出电缆和人机交互装置连接，光源频闪控制器通过数据线和人机交互装置连接；检测主要分为螺杆内径的测量、螺杆外径的测量和螺纹间距的测量,根据测量的结果，与控制参数的对比，得到我们需求的结果。

Description

一种螺杆的检测装置和检测方法
技术领域
本发明提供了一种检测方法，尤其涉及到一种螺杆的检测方法。
背景技术
一般外螺纹和内螺纹啮合时，外螺纹的外径与内螺纹的谷径，以及内螺纹的内径与外螺纹的谷径之间，会存在有微小的间隙，而螺纹面则应互相抵接 ；该互相抵接的部位即为该外螺纹及内螺纹的节圆相切处，为螺纹之间实际传递力量的部位，并定义出该外螺纹及内螺纹的「节圆直径」，又称「有效径」。外螺纹和内螺纹的有效径相近时，二者相互啮合的情况较好 ；相对地，有效径相差大则会产生间隙，造成啮合不良的问题。因此，外螺纹及内螺纹的有效径是否符合规范，为检视该螺纹件是否为合格品的重要检测项目之一。
对设有外螺纹的螺杆而言，早期检测其外螺纹的有效径是否合格，都是使用「螺纹环规」。检测时，应备有二个具有内螺纹的螺纹环规，其中一螺纹环规的内螺纹的有效径为螺杆公称尺寸的下限值，另一螺纹环规的内螺纹的有效径则为螺杆公称尺寸的上限值。据此，使用者可检测螺杆的外螺纹是否能螺入该二螺纹环规的内螺纹。其中，无法螺入具有螺纹公称尺寸上限值的螺纹环规的螺杆，及能够螺入具有螺纹公称尺寸下限值的螺纹环规的螺杆均为不良品 ；可螺入具有螺纹公称尺寸上限值的螺纹环规而不可螺入具有螺纹公称尺寸下限值的螺纹环规的螺杆，则为符合品管标准的良品，亦即，该螺杆的有效径落于公称尺寸的上、下限之间，该螺杆可螺入符合公称尺寸的螺帽，且结合后不会产生松动。因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
随着科技的发展，电子电器设备的不断更新，提供了一种洁净高效的电子检测方法，能够快速的准确的检测螺杆是否合格。
发明内容
本发明提供了一种螺杆的检测方法,检测方法如下；
一种螺杆检测装置：包括螺杆内径的测量装置、螺杆外径的测量装置和螺纹间距的测量装置；检测装置包括相机、白色背光光源、光源频闪控制器、相机电缆、输出电缆、图像传感器和带有四核处理器的人机交互装置、转动机构、螺杆支架和底座；
所述底座上一端安装相机，所述相机包括相机支架，所述相机镜头前端有螺杆支架，螺杆支架连接有转动机构，可以带动螺杆转动，在所述镜头前端设有白色背光光源和光源频闪控制器，所述螺杆支架在所述相机和所述白色背光光源的中间部分；所述白色背光光源和所述光源频闪控制器电连接，所述相机通过所述相机电缆和所述图像传感器连接，所述图像传感器通过所述输出电缆和所述人机交互装置连接，所述光源频闪控制器通过数据线和所述人机交互装置连接。
进一步，一种螺杆检测方法，包括螺杆内径的测量方法、螺杆外径的测量方法和螺纹间距的测量方法：
螺杆内径的测量方法：
1）进行相机内部参数的设定；
2）校正白色背光光源、光源频闪控制器和相机的位置及相关参数；
3）放置螺杆到支架上，核实参数及设备正产工作。
4）拍摄螺杆的通过光源频闪控制器控制背光光源，使用相机对螺杆内径进行拍照，得到一张图像；
5）得到的图像经相机电缆传送给图像传感器，并经过输出电缆传送到人机交互装置；
6）通过对扫描边缘位置中掩膜尺寸的设定扫描拍照的图像处理；
7）利用基于灰度或颜色的图像分割算法，提取图像并拟和方程，根据相机的成像参数和相对位置参数，获得图像的空间坐标，测量出螺杆内径检测数据。
8）转动机构驱动待检测弓箭，令其转动一个已知角度，并记录此角度；
9）重复执行4，直到转动360度。
10）通过得到的图像，重复以上的操作，测量出每次图像中螺杆内径的检测数据。
11）在9的操作中，的到四五张图像，同时产生四五个螺杆内径的检测数据。
12）取平均值得到稳定的螺杆内径的检测数据。
螺纹间距的测量方法：
1）进行相机内部参数的设定；
2）校正白色背光光源、光源频闪控制器和相机的位置及相关参数；
3）放置螺杆到支架上，核实参数及设备正产工作。
4）拍摄螺杆的通过光源频闪控制器控制背光光源，使用相机对螺纹齿间距进行拍照，得到一张图像；
5）得到的图像经相机电缆传送给图像传感器，并经过输出电缆传送到人机交互装置 ；
6）通过位置修正功能，把图像调整到标准的位置；
7）通过背景消除法，消除背景，得到清晰的边缘位置；
8）通过边缘兼具功能对螺纹间的间距进行检测。
9）转动机构驱动待检测螺杆，令其转动一个已知角度，并记录此角度；
9）重复执行4，直到转动360度。
10）通过得到的图像，重复以上的操作，测量出每次图像中螺纹间的检测数据。
11）在9的操作中，得到四五张图像，同时产生四五个螺纹间检测数据；
12）取平均值得到稳定的螺杆内径的检测数据。
螺杆外径的测量方法：
螺杆外径可以通过多种已知的方法快速的测量，也可以直接拍照测量取得。
进一步，螺纹间距的测量方法中，测得的螺纹间距是一段区间中多个螺纹之间的总间距，并记录间距内螺纹的个数。
相对于现有技术的有益效果是，采用上述方案，本发明实现螺杆检测的非机械操作，检测方式简单快捷，也易于程序实现，提高了数据后期处理的自动化，简化测量操作。
附图说明
为了更清楚的说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种螺杆的检测装置结构示意图；
图2为本发明一种螺杆的检测方法需要检测部分示意图；
图3为本发明一种螺杆的内径检测方法的掩膜效果示意图；
图4为本发明一种螺杆的螺纹间距检测方法的背景消除效果示意图。
附图说明：底座 1 ，相机支架 2，相机 3，螺杆放置处 4，螺杆支架 5，白色背光光源 6。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“固定”、“一体成型”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，在图中，结构相似的单元是用以相同标号标示。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。
本发明的一个实施例是：
一种螺杆检测方法，包括螺杆内径的测量方法、螺杆外径的测量方法和螺纹间距的测量方法：
螺杆内径的测量方法
1）进行相机内部参数的设定；
2）校正白色背光光源、光源频闪控制器和相机的位置及相关参数；
3）放置螺杆到支架上，核实参数及设备正产工作。
4）拍摄螺杆的通过光源频闪控制器控制背光光源，使用相机对螺杆内径进行拍照，得到一张图像；
5）得到的图像经相机电缆传送给图像传感器，并经过输出电缆传送到人机交互装置
6）通过对扫描边缘位置中掩膜尺寸的设定扫描拍照的图像处理；其中掩膜尺寸的设定是在测量前处理，得到图3 的效果，方框中的部分被掩膜处理后消除。可以轻松的测量出内径的尺寸。
8）转动机构驱动待检测弓箭，令其转动一个已知角度，并记录此角度；
9）重复执行4，直到转动360度。
10）通过得到的图像，重复以上的操作，测量出每次图像中螺杆内径的检测数据。
11）在9的操作中，的到四五张图像，同时产生四五个螺杆内径的检测数据。在9-11的步骤中，转动螺杆，在转动一周的过程中，取得四五张照片，通过同样的方式，测量出内径的尺寸。
12）取平均值得到稳定的螺杆内径的检测数据L1。
螺纹间距的测量方法：
1）进行相机内部参数的设定；
2）校正白色背光光源、光源频闪控制器和相机的位置及相关参数；
3）放置螺杆到支架上，核实参数及设备正产工作；
4）拍摄螺杆的通过光源频闪控制器控制背光光源，使用相机对螺纹齿间距进行拍照，得到一张图像；
5）得到的图像经相机电缆传送给图像传感器，并经过输出电缆传送到人机交互装置
6）通过位置修正功能，把图像调整到标准的位置；
7）通过背景消除法，消除背景，得到清晰的边缘位置；在得到的图像中，通过修正，调整位置和背景消除，得到图4清洗的边缘位图像，通过边缘位置测量螺纹间距的尺寸；
8）转动机构驱动待检测螺杆，令其转动一个已知角度，并记录此角度；
9）重复执行4，直到转动360度；
10）通过得到的图像，重复以上的操作，测量出每次图像中螺纹间的检测数据；
11）在9的操作中，得到四五张图像，同时产生四五个螺纹间检测数据；
12）取平均值得到稳定的螺杆内径的检测数据L3。
螺杆外径L2的测量方法：
在生产中，通过得到的L1、L2、L3的尺寸的大小，同时对比螺纹公称尺寸上限值和螺纹公称尺寸下限值，该螺杆的有效径落于公称尺寸的上、下限之间，则为符合品管标准的良品，亦即，该螺杆可螺入符合公称尺寸的螺帽，且结合后不会产生松动。在此过程中，只需给出指定的参数和要求，人机交互系统可以直接区分螺杆的好坏以及各种情况，大大减少人工及提高工作的准确度。
需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种螺杆检测装置和检测方法，其特征在于：检测方法包括螺杆内径的测量方法、螺杆外径的测量方法和螺纹间距的测量方法；检测装置包括相机、白色背光光源、光源频闪控制器、相机电缆、输出电缆、图像传感器和带有四核处理器的人机交互装置、转动机构、螺杆支架和底座；
所述底座上一端安装相机，所述相机包括相机支架，所述相机镜头前端有螺杆支架，螺杆支架连接有转动机构，可以带动螺杆转动，在所述镜头前端设有白色背光光源和光源频闪控制器，所述螺杆支架在所述相机和所述白色背光光源的中间部分；所述白色背光光源和所述光源频闪控制器电连接，所述相机通过所述相机电缆和所述图像传感器连接，所述图像传感器通过所述输出电缆和所述人机交互装置连接，所述光源频闪控制器通过数据线和所述人机交互装置连接。
2.根据权利要求1所述的一种一种螺杆检测方法，其特征在于：包括螺杆内径的测量方法、螺杆外径的测量方法和螺纹间距的测量方法：
螺杆内径的测量方法
1）进行相机内部参数的设定；
2）校正白色背光光源、光源频闪控制器和相机的位置及相关参数；
3）放置螺杆到支架上，核实参数及设备正产工作；
4）拍摄螺杆的通过光源频闪控制器控制背光光源，使用相机对螺杆内径进行拍照，得到一张图像；
5）得到的图像经相机电缆传送给图像传感器，并经过输出电缆传送到人机交互装置
6）通过对扫描边缘位置中掩膜尺寸的设定扫描拍照的图像处理；
7）利用基于灰度或颜色的图像分割算法，提取图像并拟和方程，根据相机的成像参数和相对位置参数，获得图像的空间坐标，测量出螺杆内径检测数据；
8）转动机构驱动待检测弓箭，令其转动一个已知角度，并记录此角度；
9）重复执行4，直到转动360度；
10）通过得到的图像，重复以上的操作，测量出每次图像中螺杆内径的检测数据；
11）在9的操作中，得到四五张图像，同时产生四五个螺杆内径的检测数据；
12）取平均值得到稳定的螺杆内径的检测数据；
螺纹间距的测量方法：
1）进行相机内部参数的设定；
2）校正白色背光光源、光源频闪控制器和相机的位置及相关参数；
3）放置螺杆到支架上，核实参数及设备正产工作；
4）拍摄螺杆的通过光源频闪控制器控制背光光源，使用相机对螺纹齿间距进行拍照，得到一张图像；
5）得到的图像经相机电缆传送给图像传感器，并经过输出电缆传送到人机交互装置；
6）通过位置修正功能，把图像调整到标准的位置；
7）通过背景消除法，消除背景，得到清晰的边缘位置；
8）通过边缘兼具功能对螺纹间的间距进行检测；
9）转动机构驱动待检测螺杆，令其转动一个已知角度，并记录此角度；重复执行4，直到转动360度；
10）通过得到的图像，重复以上的操作，测量出每次图像中螺纹间的检测数据；
11）在9的操作中，得到四五张图像，同时产生四五个螺纹间检测数据；
12）取平均值得到稳定的螺杆内径的检测数据；
螺杆外径的测量方法：
螺杆外径可以通过多种已知的方法快速的测量，也可以直接拍照测量取得。
3.根据权利要求2中一种螺杆的检测方法，其特征在于；螺纹间距的测量方法中，测得的螺纹间距是一段区间中多个螺纹之间的总间距，并记录间距内螺纹的个数。
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