CN107202688A - 一种螺纹自动检测装置及使用方法 - Google Patents

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CN107202688A CN201710554682.4A CN201710554682A CN107202688A CN 107202688 A CN107202688 A CN 107202688A CN 201710554682 A CN201710554682 A CN 201710554682A CN 107202688 A CN107202688 A CN 107202688A
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张良安
茆诚
张壮
叶增林
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Abstract

本发明公开一种螺纹自动检测装置及使用方法,包括振动盘装置、输送线装置和综合检测台；振动盘装置包括振动盘和振动盘底座；输送线装置包括输送线、支撑立柱、间距调节装置及限位板；综合检测台包括检测台机架、工件旋转输送装置、定位装置、螺纹通止规检测装置、螺纹视觉检测装置及工件下料装置；振动盘装置与所述输送线装置一端相连接；输送线装置另一端安装在所述综合检测台上。该装置能够检测螺纹能够准确检测螺纹尺寸大小及外观缺陷，自动化程度高，节省劳动力。

Description

一种螺纹自动检测装置及使用方法
技术领域
本发明属于机械自动化领域，具体涉及一种螺纹自动检测装置及使用方法。
背景技术
螺纹是人类最早发明的简单机械之一。螺纹具有容易装配、容易拆卸的优越性，使得其广泛地应用于机械制造、航空航天、核电、化工、军工等领域。螺纹零件的机械性能除了与材料、加工工艺相关外，几何参数的加工质量也是影响其性能的重要因素。因此，螺纹几何参数的检测是螺纹零件生产过程中的重要环节。对螺纹进行测量分析可以有效减少不会合格螺纹的使用，预防连接失效。传统的螺纹检测方法大多为手工式检测，利用螺纹量规进行接触式检测，工人根据手工检测结果对待检测产品进行判定产品是否合格，其工作量大、工作效率低且测量结果易受人为因素影响，不仅缺乏测量效率，而且缺少整体的合格判定依据，已不能满足生产的实际需求。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供一种螺纹自动检测装置及使用方法，该螺纹检测设备自动化程度高，节省劳动力，能够实现常规螺纹的尺寸及外观检测。
本发明所提供一种螺纹自动检测装置及使用方法，包括振动盘装置、输送线装置和综合检测台；振动盘装置包括振动盘和振动盘底座，振动盘固定安装于振动盘底座上，振动盘底座固定安置于地面；输送线装置包括输送线、支撑立柱、间距调节装置及限位板，输送线一端与振动盘水平相连，支撑立柱一端固定连接于输送线上，另一端固定连接于综合检测台上，间距调节装置位于所述输送线正上方，限位板固定安装于输送线一侧；综合检测台包括检测台机架、工件旋转输送装置、定位装置、螺纹通止规检测装置、滑动立柱、螺纹视觉检测装置及工件下料装置，检测台机架与振动盘底座位于同一水平面，工件旋转装置包括旋转托盘、第一伺服电机、减速器及工件卡槽，旋转托盘与减速器同轴连接，减速器与第一伺服电机同轴连接，工件卡槽固定安装于旋转托盘边缘，定位装置包括定位通孔、定位杆、定位支撑座及第二伺服电机，定位通孔位于旋转托盘上，定位杆与第二伺服电机同轴相连，定位支撑座固定安装于检测台机架上，螺纹通止规检测装置包括螺纹通止规、夹装卡盘、力矩传感器、弹性联轴器、螺纹检测电机和端部浮动机构，螺纹通止规、夹装卡盘、力矩传感器、弹性联轴器均与螺纹检测电机同轴连接，端部浮动机构固定安装于螺纹检测电机一侧；滑动立柱包括检测机架安装板、检测机架、线性滑轨及第三伺服电机，检测机架安装板固定安装于检测台机架上，检测机架固定安装于检测机架安装板上，线性滑轨与第三伺服电机相连，并固定安装于检测机架上，螺纹通止规检测装置与线性滑轨相连；螺纹视觉检测装置包括工业相机、相机机架及相机机架安装板，相机机架通过相机机架安装板固定安装于检测台机架上，工业相机安装于相机机架上；工件下料装置包括料箱、第一接料管道、第二接料管道、气缸推板、气缸连接板及气缸，料箱位于检测台机架一侧同一水平面上，第一接料管道和第二接料管道并排布置且固定安装于检测台机架上，气缸连接板固定安装于旋转托盘上，气缸固定安装于气缸连接板，气缸推板一侧与气缸固定连接，一侧与旋转托盘相连；螺纹通止规检测装置与螺纹视觉检测装置在同一平面内垂直布置。
一种螺纹自动检测装置及使用方法，使用方法如下：在使用时，将螺纹工件装入振动盘中，在振动盘的自动整形筛选作用下完成工件的自动上料，并到达输送线上，在输送线上经由间距调节装置对螺纹工件进行二次整形；螺纹工件到达输送线末端时，旋转托盘经由所述第一伺服电机带动旋转至指定位置，螺纹工件进入旋转托盘上对应的工件卡槽中；之后，螺纹工件跟随旋转托盘旋转，经过传感器位置时触发传感器，记录位置并将其传送至系统中，尔后螺纹工件继续跟随旋转托盘旋转，到达一定位置后，位于综合检测台表面上的螺纹视觉检测装置上的工业相机启动，并完成对螺纹工件表面螺纹的360度全面检测，并将所获得的检测图片结果与事先准备的模板做对比，在计算机的匹配下自动完成螺纹表面的外观检测，并经由计算机将所得信号反馈实现，若匹配结果不同，则螺纹工件表面螺纹不合格，若匹配结果相同，则螺纹工件表面螺纹合格，至此完成对螺纹工件表面螺纹的外观检测；之后螺纹工件再次跟随旋转托盘旋转，当螺纹工件到达螺纹通止规检测装置正下方时，第二伺服电机驱动定位杆垂直向上运动，并插入至定位通孔中，完成对旋转托盘的固定，防止其运动，螺纹工件固定后，线性滑轨带动螺纹通止规检测装置向下移动，螺纹通止规在螺纹检测电机的带动下发生旋转运动，端部浮动机构能够确保螺纹通止规在接触螺纹工件端部时不会伤及工件，当螺纹通止规旋转运动到螺纹工件端部被检测的螺纹内时，螺纹通止规在螺纹工件螺纹内继续向下旋转，若通规旋转通过被检测的螺纹，螺纹通止规继续向下旋转运动，若止规旋转不过被检测螺纹的2.5圈，止规在螺纹内旋转将会受到扭矩阻力，此时力矩传感器能够检测出止规所受到的扭矩阻力并传递至螺纹检测电机，螺纹检测电机输出轴反转并在第三伺服电机的带动下上升，使得螺纹通止规反向旋转并向上复位，根据“通规过，止规不过为合格”的原则，则该螺纹工件表面螺纹尺寸合格；若通规旋转通过被检测的螺纹，螺纹通止规继续向下旋转运动，若止规旋转也通过被检测螺纹，此时螺纹通止规反向旋转并向上复位，根据“通规过，止规过未不合格”的原则，则该螺纹工件表面螺纹尺寸较大，不合格；夹装卡盘能够实现对不同型号螺纹通止规的快速换装；完成对螺纹工件的视觉检测以及通止规检测之后，下一步实现对工件的分装下料；若螺纹工件经过螺纹通止规检测及螺纹视觉外观检测之后均合格，则说明被检测螺纹工件表面螺纹合格，此时螺纹工件跟随旋转托盘旋转，当到达第一接料管道正上方时，由于此时对应的旋转托盘底部有固定通孔，于是工件自动掉落并经由第一接料管道进入料箱一侧；若螺纹工件经过螺纹通止规检测及螺纹视觉外观检测之后有一项不合格，则说明被检测螺纹工件表面螺纹不合格，此时螺纹工件跟随旋转托盘旋转，当到达第二接料管道正上方时，气缸推动位于其前方的气缸推板运动，此时螺纹工件掉落，并经由第二接料管道进入料箱另一侧，至此完成对螺纹工件的检测及分类，尔后完成后续工位或封装。
优选的，第一伺服电机、第二伺服电机及第三伺服电机均采用伺服电机-减速器结构；螺纹检测电机采用伺服电机-谐波减速器结构；气缸采用气动装置。
本发明具有以下特点：
（1）本发明采用振动盘自动上料方式，降低企业成本和人员劳动强度，提高工作效率；
（2）本发明采用旋转托盘方式实现工件在输送线和检测台上的运输和检测，工件卡槽规格可变，大大提高了不同工件之间的柔性需求；
（3）本发明采用螺纹通止规检测与机器视觉检测相结合的方式检测螺纹，检测过程不需要人为干预，保证产品质量的稳定和检测结果可靠，极大程度地实现了品质检测自动化。
附图说明
图1是本发明等轴测视角的结构示意图。
图2是本发明正视视角的结构示意图。
图3 是本发明俯视视角的结构示意图。
图4是本发明中综合检测台的局部结构示意图。
图5是本发明中螺纹通止规检测装置的结构示意图。
图中：1：振动盘；2：振动盘底座；3：螺纹工件；4：间距调节装置；5：输送线；6：支撑立柱；7：限位板；8：料箱；9：第一接料管道；10：第二接料管道；11：检测机架安装板；12：检测机架；13：线性滑轨；14：第三伺服电机；15：螺纹通止规检测装置；16：旋转托盘；17：工业相机；18：相机机架；19：相机机架安装板；20：检测台机架；21：第一伺服电机；22：第二伺服电机；23：减速器；24：螺纹通止规；25：夹装卡盘；26：力矩传感器；27：弹性联轴器；28：螺纹检测电机；29：端部浮动机构；30：定位通孔；31：工件卡槽；32：气缸推板；33：气缸连接板；34：气缸；35：定位杆；36：定位支撑座；37：传感器支架；38：传感器。
具体实施方式
实施例一
如图1、图2、图3、图4所示，一种螺纹自动检测装置及使用方法由振动盘装置、输送线装置及综合检测台组成。振动盘装置包括振动盘1和振动盘底座2，振动盘1固定安装于振动盘底座2上，振动盘底座2固定安置于地面；输送线装置包括输送线5、支撑立柱6、间距调节装置4及限位板7，输送线5一端与振动盘1水平相连，支撑立柱6一端固定连接于输送线5上，另一端固定连接于综合检测台上，间距调节装置4位于输送线5正上方，限位板7固定安装于输送线5一侧，综合检测台包括检测台机架20、工件旋转输送装置、定位装置、螺纹通止规检测装置15、滑动立柱、螺纹视觉检测装置及工件下料装置，检测台机架20与振动盘底座2位于同一水平面，工件旋转装置包括旋转托盘16、第一伺服电机21、减速器23及工件卡槽31，旋转托盘16与减速器23同轴连接，减速器23与第一伺服电机21同轴连接，工件卡槽31固定安装于旋转托盘16边缘，定位装置包括定位通孔30、定位杆35、定位支撑座36及第二伺服电机22，定位通孔30位于旋转托盘16上，定位杆35与第二伺服电机22同轴相连，定位支撑座36固定安装于检测台机架20上，螺纹通止规检测装置15包括螺纹通止规24、夹装卡盘25、力矩传感器26、弹性联轴器27、螺纹检测电机28和端部浮动机构29，螺纹通止规24、夹装卡盘25、力矩传感器26、弹性联轴器27与螺纹检测电机28同轴连接，端部浮动机构29固定安装于螺纹检测电机28一侧，滑动立柱包括检测机架安装板11、检测机架12、线性滑轨13及第三伺服电机14，检测机架安装板11固定安装于检测台机架20上，检测机架12固定安装于检测机架安装板11上，线性滑轨13与第三伺服电机14相连，并固定安装于检测机架12上，螺纹通止规检测装置15与线性滑轨13相连，螺纹视觉检测装置包括工业相机17、相机机架18及相机机架安装板19，相机机架18通过相机机架安装板19固定安装于检测台机架20上，工业相机17安装于相机机架18上，工件下料装置包括料箱8、第一接料管道9、第二接料管道10、气缸推板32、气缸连接板33及气缸34，料箱8位于检测台机架20一侧同一水平面上，第一接料管道9和第二接料管道10并排布置且固定安装于检测台机架20上，气缸连接板33固定安装于旋转托盘16上，气缸34固定安装于气缸连接板33，气缸推板32一侧与气缸34固定连接，一侧与旋转托盘16相连，螺纹通止规检测装置15与螺纹视觉检测装置在同一平面内垂直布置。
螺纹自动检测装置及使用方法，将螺纹工件3装入振动盘1中，在振动盘1的自动整形筛选作用下完成工件的自动上料，并到达输送线5上，在输送线5上经由间距调节装置4对螺纹工件3进行二次整形；螺纹工件3到达输送线5末端时，旋转托盘16经由第一伺服电机21带动旋转至指定位置，螺纹工件3进入旋转托盘16上对应的工件卡槽31中；之后，螺纹工件3跟随旋转托盘16旋转，经过传感器38位置时触发传感器38，记录位置并将其传送至系统中，尔后螺纹工件3继续跟随旋转托盘16旋转，到达一定位置后，位于综合检测台表面上的螺纹视觉检测装置上的工业相机17启动，并完成对螺纹工件3表面螺纹的360度全面检测，并将所获得的检测图片结果与事先准备的模板做对比，在计算机的匹配下自动完成螺纹表面的外观检测，并经由计算机将所得信号反馈实现，若匹配结果不同，则螺纹工件3表面螺纹不合格，若匹配结果相同，则螺纹工件3表面螺纹合格，至此完成对螺纹工件3表面螺纹的外观检测；之后螺纹工件3再次跟随旋转托盘16旋转，当螺纹工件3到达螺纹通止规检测装置15正下方时，第二伺服电机22驱动定位杆35垂直向上运动，并插入至定位通孔30中，完成对旋转托盘16的固定，防止其运动，螺纹工件3固定后，线性滑轨13带动螺纹通止规检测装置15向下移动，螺纹通止规24在螺纹检测电机28的带动下发生旋转运动，端部浮动机构29能够确保螺纹通止规24在接触螺纹工件3端部时不会伤及工件，当螺纹通止规24旋转运动到螺纹工件3端部被检测的螺纹内时，螺纹通止规24在螺纹工件3螺纹内继续向下旋转，若通规旋转通过被检测的螺纹，螺纹通止规24继续向下旋转运动，若止规旋转不过被检测螺纹的2.5圈，止规在螺纹内旋转将会受到扭矩阻力，此时力矩传感器26能够检测出止规所受到的扭矩阻力并传递至螺纹检测电机28，螺纹检测电机28自动操作输出轴反转并在在第三伺服电机14的带动下上升，使得螺纹通止规24反向旋转并向上复位，根据“通规过，止规不过为合格”的原则，则该螺纹工件表面螺纹尺寸合格；若通规旋转通过被检测的螺纹，螺纹通止规24继续向下旋转运动，若止规旋转也通过被检测螺纹，此时螺纹通止规24反向旋转并向上复位，根据“通规过，止规过未不合格”的原则，则该螺纹工件3表面螺纹尺寸较大，不合格；夹装卡盘25能够实现对不同型号螺纹通止规的快速换装；完成对螺纹工件3的视觉检测以及通止规检测之后，下一步实现对工件的分装下料；若螺纹工件3经过螺纹通止规检测及螺纹视觉外观检测之后均合格，则说明被检测螺纹工件3表面螺纹合格，此时螺纹工件3跟随旋转托盘16旋转，当到达第一接料管道9正上方时，由于此时对应的旋转托盘底部有固定通孔，于是工件自动掉落并经由第一接料管道9进入料箱8一侧；若螺纹工件3经过螺纹通止规检测及螺纹视觉外观检测之后有一项不合格，则说明被检测螺纹工件3表面螺纹不合格，此时螺纹工件3跟随旋转托盘16旋转，当到达第二接料管道10正上方时，气缸34推动位于其前方的气缸推板32运动，此时螺纹工件3掉落，并经由第二接料管道10进入料箱8另一侧；至此完成对螺纹工件3的检测及分类，之后完成后续工位或封装。
第一伺服电机21、第二伺服电机22及第三伺服电机14均采用伺服电机-减速器结构，螺纹检测电机28采用伺服电机-谐波减速器结构；气缸34采用气动装置。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种螺纹自动检测装置及使用方法，其特征在于,包括振动盘装置、输送线装置和综合检测台；
所述振动盘装置包括振动盘(1)和振动盘底座(2)，所述振动盘(1)固定安装于所述振动盘底座(2)上，所述振动盘底座(2)固定安置于地面；
所述输送线装置包括输送线(5)、支撑立柱(6)、间距调节装置(4)及限位板(7)；所述输送线(5)一端与所述振动盘(1)水平相连，所述支撑立柱(6)一端固定连接于所述输送线(5)上，另一端固定连接于所述综合检测台上，所述间距调节装置(4)位于所述输送线(5)正上方，所述限位板(7)固定安装于所述输送线(5)一侧；
所述综合检测台包括检测台机架(20)、工件旋转输送装置、定位装置、螺纹通止规检测装置(15)、滑动立柱、螺纹视觉检测装置及工件下料装置，所述检测台机架(20)与所述振动盘底座(2)位于同一水平面，所述工件旋转装置包括旋转托盘(16)、第一伺服电机(21)、减速器(23)及工件卡槽(31)，所述旋转托盘(16)与所述减速器(23)同轴连接，所述减速器(23)与所述第一伺服电机(21)同轴连接，所述工件卡槽(31)固定安装于所述旋转托盘(16)边缘，所述定位装置包括定位通孔(30)、定位杆(35)、定位支撑座(36)及第二伺服电机(22)，所述定位通孔(30)位于所述旋转托盘(16)上，所述定位杆(35)与所述第二伺服电机(22)同轴相连，所述定位支撑座(36)固定安装于所述检测台机架(20)上，所述螺纹通止规检测装置(15)包括螺纹通止规(24)、夹装卡盘(25)、力矩传感器(26)、弹性联轴器(27)、螺纹检测电机(28)和端部浮动机构(29)，所述螺纹通止规(24)、夹装卡盘(25)、力矩传感器(26)及弹性联轴器(27)与所述螺纹检测电机(28)同轴连接，所述端部浮动机构(29)固定安装于所述螺纹检测电机(28)一侧，所述滑动立柱包括检测机架安装板(11)、检测机架(12)、线性滑轨(13)及第三伺服电机(14)，所述检测机架安装板(11)固定安装于所述检测台机架(20)上，所述检测机架(12)固定安装于所述检测机架安装板(11)上，所述线性滑轨(13)与所述第三伺服电机(14)相连，并固定安装于所述检测机架(12)上，所述螺纹通止规检测装置(15)与所述线性滑轨(13)相连，所述螺纹视觉检测装置包括工业相机(17)、相机机架(18)及相机机架安装板(19)，所述相机机架(18)通过所述相机机架安装板(19)固定安装于所述检测台机架(20)上，所述工业相机(17)安装于所述相机机架(18)上，所述工件下料装置包括料箱(8)、第一接料管道(9)、第二接料管道(10)、气缸推板(32)、气缸连接板(33)及气缸(34)，所述料箱(8)位于所述检测台机架(20)一侧同一水平面上，所述第一接料管道(9)和第二接料管道(10)并排布置且固定安装于所述检测台机架(20)上，所述气缸连接板(33)固定安装于所述旋转托盘(16)上，所述气缸(34)固定安装于所述气缸连接板(33)，所述气缸推板(32)一侧与所述气缸(34)固定连接，一侧与所述旋转托盘(16)相连，所述螺纹通止规检测装置(15)与所述螺纹视觉检测装置在同一平面内垂直布置；
螺纹自动检测装置及使用方法，使用方法如下：在使用时，将所述螺纹工件(3)装入所述振动盘(1)中，在所述振动盘(1)的自动整形筛选作用下完成工件的自动上料，并到达所述输送线(5)上，在输送线(5)上经由所述间距调节装置(4)对所述螺纹工件(3)进行二次整形；所述螺纹工件(3)到达所述输送线(5)末端时，所述旋转托盘(16)经由所述第一伺服电机(21)带动旋转至指定位置，所述螺纹工件(3)进入旋转托盘(16)上对应的工件卡槽(31)中；之后，螺纹工件(3)跟随所述旋转托盘(16)旋转，经过所述传感器(38)位置时触发传感器(38)，记录位置并将其传送至系统中，尔后螺纹工件(3)继续跟随所述旋转托盘(16)旋转，到达一定位置后，位于综合检测台表面上的所述螺纹视觉检测装置上的所述工业相机(17)启动，并完成对所述螺纹工件(3)表面螺纹的360度全面检测，并将所获得的检测图片结果与事先准备的模板做对比，在计算机的匹配下自动完成螺纹表面的外观检测，并经由计算机将所得信号反馈实现，若匹配结果不同，则所述螺纹工件(3)表面螺纹不合格，若匹配结果相同，则所述螺纹工件(3)表面螺纹合格，至此完成对所述螺纹工件(3)表面螺纹的外观检测；之后螺纹工件(3)再次跟随所述旋转托盘(16)旋转，当螺纹工件(3)到达所述螺纹通止规检测装置(15)正下方时，所述第二伺服电机(22)驱动所述定位杆(35)垂直向上运动，并插入至所述定位通孔(30)中，完成对旋转托盘(16)的固定，防止其运动，所述螺纹工件(3)固定后，所述线性滑轨(13)带动所述螺纹通止规检测装置(15)向下移动，所述螺纹通止规(24)在所述螺纹检测电机(28)的带动下发生旋转运动，所述端部浮动机构(29)能够确保所述螺纹通止规(24)在接触所述螺纹工件(3)端部时不会伤及工件，当螺纹通止规(24)旋转运动到所述螺纹工件(3)端部被检测的螺纹内时，所述螺纹通止规(24)在螺纹工件(3)螺纹内继续向下旋转，若通规旋转通过被检测的螺纹，螺纹通止规(24)继续向下旋转运动，若止规旋转不过被检测螺纹的2.5圈，止规在螺纹内旋转将会受到扭矩阻力，此时所述力矩传感器(26)能够检测出止规所受到的扭矩阻力并传递至螺纹检测电机(28)，螺纹检测电机(28)输出轴反转并在所述第三伺服电机（14）的带动下上升，使得螺纹通止规(24)反向旋转并向上复位，根据“通规过，止规不过为合格”的原则，则该螺纹工件表面螺纹尺寸合格；若通规旋转通过被检测的螺纹，螺纹通止规(24)继续向下旋转运动，若止规旋转也通过被检测螺纹，此时螺纹通止规(24)反向旋转并向上复位，根据“通规过，止规过未不合格”的原则，则该螺纹工件(3)表面螺纹尺寸较大，不合格；所述夹装卡盘(25)能够实现对不同型号螺纹通止规的快速换装；完成对所述螺纹工件(3)的视觉检测以及通止规检测之后，下一步实现对工件的分装下料；若所述螺纹工件(3)经过螺纹通止规检测及螺纹视觉外观检测之后均合格，则说明被检测螺纹工件(3)表面螺纹合格，此时螺纹工件(3)跟随旋转托盘(16)旋转，当到达所述第一接料管道(9)正上方时，由于此时对应的旋转托盘底部有固定通孔，于是工件自动掉落并经由所述第一接料管道(9)进入所述料箱(8)一侧；若所述螺纹工件(3)经过螺纹通止规检测及螺纹视觉外观检测之后有一项不合格，则说明被检测螺纹工件(3)表面螺纹不合格，此时螺纹工件(3)跟随旋转托盘(16)旋转，当到达所述第二接料管道(10)正上方时，所述气缸(34)推动位于其前方的气缸推板(32)运动，此时所述螺纹工件(3)掉落，并经由所述第二接料管道(10)进入所述料箱(8)另一侧，至此完成对所述螺纹工件(3)的检测及分类，尔后完成后续工位或封装。
2.根据权利要求1所述的螺纹自动检测装置及使用方法，其特征在于，所述第一伺服电机(21)、第二伺服电机(22)及第三伺服电机(14)均采用伺服电机-减速器结构；所述螺纹检测电机(28)采用伺服电机-谐波减速器结构；所述气缸(34)采用气动装置。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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