CN109297405A - 精密结构件任意孔径螺牙位置度及尺寸快速检测器具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了精密结构件任意孔径螺牙位置度及尺寸快速检测器具，包括底座以及设置在底座上的分度盘，所述分度盘的轴向外周上均匀设置有多个位于同一圆周上用于安装产品的治具，多个所述治具均设置有垂直的基准块，所述基准块位于治具的内周同一圆周上，所述分度盘上设置有视觉检测装置，所述视觉检测装置通过机架组件与底座连接，所述底座的一侧设置有控制系统，所述控制系统包括计算机以及与计算机连接的控制器，所述控制器与分度盘和视觉检测装置连接，所述视觉检测装置包括用于检测产品位置的第一视觉传感器以及用于检测产品斜孔位置的第二视觉传感器。本发明设计新颖，安装方便，能够同时测量多个产品上的不同斜孔，且测量准确、精度高，速度快。

Description

精密结构件任意孔径螺牙位置度及尺寸快速检测器具

技术领域

本发明涉及产品检测领域，尤其涉及精密结构件任意孔径螺牙位置度及尺寸快速检测器具。

背景技术

公知常见的形状位置度检测方面的装备，目前基本上是使用三坐标测量仪或工具显微镜，通常价格非常高昂，虽然形状位置度检测的设备多种多样，但因缺乏相应的专用测量检测工具装备，操作复杂，外形庞大，也无法应用于车间进行产线现场检测，尤其是不适合频繁更换工件和频繁改变检测目标的角度、位置和距离，重复安装和拆解容易产生专用治具的磨损和重复定位的累积误差，因此在实际生产中，三坐标测量仪或工具显微镜无法很好地落实贯彻检测方面的要求，检测结果不可靠，不但需要大量的三坐标测量仪或工具显微镜，单个流水线的设备成本高企，并且因为检测效率低下，严重制约了生产线的班产产量，现代机械装备业的高速发展，越来越急迫地要求工具业提供相应的配套检测工具装备。

现有技术中的不足是，对于具有位置度和尺寸关系较为重要的装配孔，会受到产品零件本身的尺寸与结构的影响，不便于通用设备的检测，而且检验的效率低下，检测结果不精确，误判率较高，为避免不良品误判为合格品，只能提高公差要求，这又导致合格品被误判为不合格品的数量比率大幅上升，整体判决零部件不良品率较高，批量性生产的时候，直接导致成本居高不下和效率低下，难以满足生产效率和检验效率的要求。例如，我司客户生产的applewatch的金属外壳，其内部的四侧设置有三维斜面，斜面并不平整和规则，且斜面上设置有重要的装配孔，很多装配孔为插销孔或螺牙孔，然而，由于传统的检测设备只能选用辅助基准垂直于产品进行单个独立斜孔检测，无法检测不同孔向斜孔彼此之间的位置度以及角度是否正确，且当前缺陷无法克服。

专利号为CN201720970513.4的专利，公开了一种手机、平板电脑辅料检测设备，包括工作台和控制系统，所述工作台的中部设有分度盘组件，所述分度盘组件上设有数个产品治具，分度盘组件的一侧设有光源组件和CCD视觉检测组件，所述光源组件位于其中一个产品治具的正上方，所述CCD视觉检测组件位于光源组件上方，所述光源组件与CCD视觉检测组件设置在固定座上，所述固定座与工作台固定连接，所述光源组件和CCD视觉检测组件的一侧设有上下料组件，所述控制系统与各组件中的电子元器件电连接。本专利手机、平板电脑辅料检测设备具有可以实现多项指标同时检测、提升检测效率、提升产品检测质量、降低人工成本、适用性好且可以保护产品无损伤等优点。

专利号为CN201410100729.6的专利，公开了一种自动检测装置，属于机械技术领域。它解决了现有工件检测设备进料和出料采用人工方式，效率低下的问题。本自动检测装置包括机架和转盘，在机架上设置有进料装置、第一检测装置、第二检测装置、合格品收料装置和瑕疵品收料装置，在转盘上均匀分布有若干基准板，进料装置包括导柱、旋转台及转动电机，在导柱上垂直安装有取料伸缩气缸，在取料伸缩气缸上安装有进料吸嘴，在旋转台上放置有产品放置治具，合格品收料装置包括储料机构和安装在机架上的收料机构，瑕疵品收料装置包括回收组件以及抓取组件，且通过抓取组件可将检测后的瑕疵品工件转移至回收组件内。本自动检测装置具有工作效率高、检测精度高、自动化程度高的优点。

专利号为CN201721409582.4的专利，公开了一种热焊检测设备，包括机架、工作平台、电控箱，所述工作平台固定设置于机架中部，所述工作平台上设置有转盘机构、上下料机构、1000V耐压测试机构、NG取料机构以及热焊机构；所述转盘机构位于工作平台的中部，并沿着工作平台中心在逆时针方向上做旋转动作；所述转盘机构外缘处沿逆时针方向上依次设置有上下料工位、耐压测试工位、NG取料工位以及热焊工位；所述电控箱设置于机架侧部。本专利采用机械化代替人工化，省时省力，提高了工作效率，同时由于定位准确，整个工作过程中产品未发生变动，能够提高产品的一致性，增加了产品的合格率，减少了生产成本。

综合上述所述，目前市面上的检测装置主要还停留在平面检测，例如，申请号CN201720970513.4的专利，公开了一种手机、平板电脑辅料检测设备，该设备主要是通过CCD视觉检测组件拍摄产品上的结构，对于分度盘所要旋转的精度相对来说就比较的低，且主要适用于平面检测，因此，本领域的发明人有必要制作一款用于检测产品斜孔位置的设备。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供精密结构件任意孔径螺牙位置度及尺寸快速检测器具，本发明设计新颖，安装方便，能够同时测量多个产品上的不同斜孔，且测量准确、精度高，速度快。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

精密结构件任意孔径螺牙位置度及尺寸快速检测器具，包括底座以及设置在底座上的分度盘，所述分度盘的轴向外周上均匀设置有多个位于同一圆周上用于安装产品的治具，多个所述治具均设置有垂直的基准块，所述基准块位于治具的内周同一圆周上，并安装有检测产品安装位置的检测装置，所述分度盘上设置有视觉检测装置，所述视觉检测装置通过机架组件与底座连接，所述底座的一侧设置有控制系统，所述控制系统包括计算机以及与计算机连接的控制器，所述控制器与检测装置、分度盘和视觉检测装置连接，所述视觉检测装置包括用于检测产品平面位置的第一视觉传感器以及用于检测产品斜孔位置的第二视觉传感器，所述第二视觉传感器和/或第一视觉传感器设置有光源组件，所述光源组件与控制器连接。采用此技术方案，第一视觉传感器用于拍摄产品的平面图，第二视觉传感器用于拍摄产品上的斜孔位置。

作为优选，所述分度盘的设置有转轴，所述转轴与底座上设置的分度电机连接，所述分度电机与控制器连接。采用此技术方案，由分度电机控制分度盘精确转动。

作为优选，所述机架组件包括连接底座的支撑柱以及设置在支撑柱上的X轴导轨，所述X轴导轨上设置有X轴滑块和X轴驱动装置，所述X轴驱动装置与X轴滑块连接，所述X轴滑块上安装有Y轴导轨，所述Y轴导轨上安装有Y轴滑块和Y轴驱动装置，所述Y轴驱动装置与Y轴滑块连接，所述Y轴滑块上设置有连接视觉检测装置的调节机构，所述调节机构与控制器连接。采用此技术方案，由X轴驱动装置驱动X轴滑块在X轴导轨上移动，Y轴驱动装置驱动Y轴滑块在Y轴导轨上移动。

作为优选，所述X轴驱动装置和/或Y轴驱动装置包括设置在X轴导轨和/或Y轴导轨上的驱动电机以及与驱动电机主轴连接的丝杆，所述丝杆与X轴滑块和/或Y轴滑块底部设置的丝杆螺母连接。

作为优选，所述调节机构包括连接Y轴滑块的机架以及设置在机架上的支架，所述支架上安装有遮阳罩和关节，所述关节设置于遮阳罩内，并与第二视觉传感器连接；所述第一视觉传感器与支架连接；所述支架设置有两个，两个所述的支架分别安装有视觉检测装置，用于检测相邻的两侧个治具上的产品；所述第一视觉传感器和/或第二视觉传感器设置为CCD相机。采用此技术方案，由关节调节第二视觉传感器的角度，使其垂直于产品上的斜孔；CCD相机用于将拍摄的产品图上传至控制系统。

作为优选，所述视觉检测装置设置有多个，多个所述的视觉检测装置设置于多个治具的上方，并与多个机架组件中的调节机构连接。采用此技术方案，可用于同时拍摄多个产品不同位置的斜孔。

作为优选，所述控制器包括连接计算机的控制电路板以及设置在控制电路板上的控制开关。采用此技术方案，可由控制开关控制电路板所连接的光源组件、分度电机、X轴驱动装置、Y轴驱动装置以及第一视觉传感器和第二视觉传感器。

作为优选，所述光源组件包括设置在遮阳罩内的第一照明灯和第二照明灯，所述第一照明灯设置于第一视觉传感器的四周；所述第二照明灯倾斜设置于第二视觉传感器的四周；所述第一照明灯设置为LED灯，所述LED灯所产生的光线照射在产品平面上；所述第二照明灯设置为激光照明灯，用于将所产生的激光光线照射到产品的斜孔中；所述第二一照明灯在第二视觉传感器上可移动，调整其光线位置。采用此技术方案，减少第一视觉传感器和第二视觉传感器所拍摄的阴影；提升拍摄的清晰度，从而有助于提高检测的精度。

作为优选，所述检测装置包括声光警报器和激光传感器。采用此技术方案，利用激光传感器检测安装在治具上的产品是否安装到位；声光警报器用于产品安装不到位时通过光或声音提醒。

作为优选，所述治具设置有八个，八个所述的治具设置于遮阳罩的底部，其治具上设置有存放产品的凹槽。

作为优选，所述分度盘上设置有定位柱，所述定位柱与治具上的定位孔连接；所述治具通过螺丝固定在分度盘上。

本发明的有益效果是：

1.本发明设计新颖，安装方便，一次安装即可完成全部孔位的所有关键指标的检测，没有重复定位不准确思维缺陷，能够同时测量多个产品上的不同位置斜孔，形成多维共同基准立体测量，不需要重复拆装反复定位，且测量准确、精度高，速度快；

2.自动化程度高，操作简单，另外也便于采用全程自动化机械化或半自动化检测，代替或减少人工检测，省时省力，工序效率提高达3-15倍；

3.由于定位准确，整个检测工作过程中产品相对位置未发生任何变动，没有多基准定位误差和数据交换的误差，能够提高产品检测数据的准确性和可靠性；

4.取消了大量的产线中通用性三坐标测量仪的采购，大幅降低流水线构建成本，设备投入的成本降低70%-90%，效果显著；

5.适应性强，能够适用任意数量的各种规则或不规则三维曲面的360度朝向的销孔、螺纹孔、盲孔；

6.检测设备方面的投入成本较低，检测成本也低，检测成本降低80%-95%，效果极其显著。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明涉及的侧视图；

图2为本发明涉及的俯视图；

图3为本发明涉及的机架组件结构示意图；

图4为本发明涉及的CCD视觉检测装置结构示意图；

图5为本发明涉及的产品治具示意图；

图6为本发明涉及的产品安装示意图；

图7为本发明涉及的第二照明灯光线示意图。

图中标号说明：底座1，分度盘2，定位柱201，治具3，定位孔301，基准块4，视觉检测装置5，机架组件6，计算机7，控制器8，光源组件9，转轴10，分度电机11，机架12，支架13，遮阳罩14，关节15，凹槽16，产品17，斜孔18，检测装置19，支撑柱601，X轴导轨602，X轴滑块603，X轴驱动装置604，Y轴导轨605，Y轴滑块606，Y轴驱动装置607，第一视觉传感器501，第二视觉传感器502，第一照明灯901，第二照明灯902。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述：

参照图1至图7所示，精密结构件任意孔径螺牙位置度及尺寸快速检测器具，包括底座1以及设置在底座1上的分度盘2，所述分度盘2的轴向外周上均匀设置有多个位于同一圆周上用于安装产品17的治具3，多个所述治具3均设置有垂直的基准块4，所述基准块4位于治具3的内周同一圆周上，并安装有检测产品安装位置的检测装置19，所述分度盘2上设置有视觉检测装置5，所述视觉检测装置5通过机架组件6与底座1连接，所述底座1的一侧设置有控制系统，所述控制系统包括计算机7以及与计算机7连接的控制器8，所述控制器8与检测装置19、分度盘2和视觉检测装置5连接，所述视觉检测装置5包括用于检测产品平面位置的第一视觉传感器501以及用于检测产品17斜孔18位置的第二视觉传感器502，所述第二视觉传感器502和/或第一视觉传感器501设置有光源组件9，所述光源组件9与控制器8连接。采用此技术方案，第一视觉传感器501用于拍摄产品17的平面图，第二视觉传感器502用于拍摄产品17上的斜孔18位置。

作为优选，所述分度盘2的设置有转轴10，所述转轴10与底座1上设置的分度电机11连接，所述分度电机11与控制器8连接。采用此技术方案，由分度电机11控制分度盘2精确转动。

作为优选，所述机架组件6包括连接底座1的支撑柱601以及设置在支撑柱601上的X轴导轨602，所述X轴导轨602上设置有X轴滑块603和X轴驱动装置604，所述X轴驱动装置604与X轴滑块603连接，所述X轴滑块603上安装有Y轴导轨605，所述Y轴导轨605上安装有Y轴滑块606和Y轴驱动装置607，所述Y轴驱动装置607与Y轴滑块606连接，所述Y轴滑块606上设置有连接视觉检测装置5的调节机构，所述调节机构与控制器8连接。采用此技术方案，由X轴驱动装置604驱动X轴滑块603在X轴导轨602上移动，Y轴驱动装置607驱动Y轴滑块606在Y轴导轨605上移动。

作为优选，所述X轴驱动装置604和/或Y轴驱动装置607包括设置在X轴导轨602和/或Y轴导轨605上的驱动电机以及与驱动电机主轴连接的丝杆，所述丝杆与X轴滑块603和/或Y轴滑块606底部设置的丝杆螺母连接。

作为优选，所述调节机构包括连接Y轴滑块606的机架12以及设置在机架12上的支架13，所述支架13上安装有遮阳罩14和关节15，所述关节15设置于遮阳罩14内，并与第二视觉传感器502连接；所述第一视觉传感器501与支架13连接；所述支架13设置有两个，两个所述的支架13分别安装有视觉检测装置5，用于检测相邻的两侧个治具3上的产品17；所述第一视觉传感器501和/或第二视觉传感器502设置为CCD相机。采用此技术方案，由关节15调节第二视觉传感器502的角度，使其垂直于产品17上的斜孔18；CCD相机用于将拍摄的产品图上传至控制系统。

作为优选，所述视觉检测装置5设置有多个，多个所述的视觉检测装置5设置于多个治具3的上方，并与多个机架组件6中的调节机构连接。采用此技术方案，可用于同时拍摄多个产品不同位置的斜孔。

作为优选，所述控制器8包括连接计算机7的控制电路板以及设置在控制电路板上的控制开关。采用此技术方案，可由控制开关控制电路板所连接的光源组件9、分度电机11、X轴驱动装置604、Y轴驱动装置607以及第一视觉传感器501和第二视觉传感器502。

作为优选，所述光源组件9包括设置在遮阳罩14内的第一照明灯901和第二照明灯902，所述第一照明灯901设置于第一视觉传感器501的四周；所述第二照明灯902倾斜设置于第二视觉传感器502的四周；所述第一照明灯901设置为LED灯，所述LED灯所产生的光线照射在产品17平面上；所述第二照明灯902设置为激光照明灯，用于将所产生的激光光线照射到产品17的斜孔18中；所述第二一照明灯902在第二视觉传感器502上可移动，调整其光线位置。采用此技术方案，减少第一视觉传感器501和第二视觉传感器502所拍摄的阴影；提升拍摄的清晰度，从而有助于提高检测的精度。

作为优选，所述检测装置19包括声光警报器和激光传感器。采用此技术方案，利用激光传感器检测安装在治具3上的产品17是否安装到位；声光警报器用于产品17安装不到位时通过光或声音提醒。

作为优选，所述治具3设置有八个，八个所述的治具3设置于遮阳罩14的底部，其治具3上设置有存放产品17的凹槽16。

作为优选，所述分度盘2上设置有定位柱201，所述定位柱201与治具3上的定位孔301连接；所述治具3通过螺丝固定在分度盘2上。

具体实施例

在实际使用时，用户将产品放置在治具的凹槽中，由激光传感器检测治具上安装的产品是否到位，当产品安装不到位时，启动声光警报器，用于提醒用户重新安装，当产品安装到位时，由分度电机驱动分度盘转动，使安装好的产品移动至视觉检测装置的下方，由视觉检测装置中的第一视觉传感器拍摄治具上的产品平面图，并将拍摄的产品平面图上传到计算机，由计算机将拍摄的产品平面图与内部设置的产品平面图进行比对，以判断其产品在转盘移动时是否有偏移，如有偏移通过声光警报器提醒，如果没有偏移则由第二视觉传感器拍摄产品上斜孔，并将拍摄的斜孔位置图上传至计算机，由计算机将拍摄的斜孔位置图与内部设置的斜孔位置图进行比对，以判断其斜孔的位置、形状、尺寸等数值是否在公差范围之内，如果，不在公差范围之内，由声光警报器进行提醒，如果在公差范围之内，通过旋转分度盘，由下一个视觉检测装置继续检测产品上的另外不同位置上的斜孔；视觉检测装置的数量与产品不同位置上的斜孔一致，即产品在分度盘上旋转一圈，其产品上的所有斜孔被全部检测完成；另外，分度盘每转动一次，将下一个治具移动到安装区，由用户取出后，重新安装新的待检测产品，依此循环。其中，声光警报器的颜色可通过红蓝绿等多种颜色进行区分，例如，产品安装不位或移动中偏移采用黄色提醒，斜孔不在公差范围之内采用红色提醒。当声光警报器显示红色时，将产品取出后，放置在不合格区。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.精密结构件任意孔径螺牙位置度及尺寸快速检测器具，其特征在于：包括底座（1）以及设置在底座（1）上的分度盘（2），所述分度盘（2）的轴向外周上均匀设置有多个位于同一圆周上用于安装产品（17）的治具（3），多个所述治具（3）均设置有垂直的基准块（4），所述基准块（4）位于治具（3）的内周同一圆周上，并安装有检测产品安装位置的检测装置（19），所述分度盘（2）上设置有视觉检测装置（5），所述视觉检测装置（5）通过机架组件（6）与底座（1）连接，所述底座（1）的一侧设置有控制系统，所述控制系统包括计算机（7）以及与计算机（7）连接的控制器（8），所述控制器（8）与检测装置（19）、分度盘（2）和视觉检测装置（5）连接，所述视觉检测装置（5）包括用于检测产品平面位置的第一视觉传感器（501）以及用于检测产品（17）斜孔（18）位置的第二视觉传感器（502），所述第二视觉传感器（502）和/或第一视觉传感器（501）设置有光源组件（9），所述光源组件（9）与控制器（8）连接。

2.根据权利要求1所述的精密结构件任意孔径螺牙位置度及尺寸快速检测器具，其特征在于：所述机架组件（6）包括连接底座（1）的支撑柱（601）以及设置在支撑柱（601）上的X轴导轨（602），所述X轴导轨（602）上设置有X轴滑块（603）和X轴驱动装置（604），所述X轴驱动装置（604）与X轴滑块（603）连接，所述X轴滑块（603）上安装有Y轴导轨（605），所述Y轴导轨（605）上安装有Y轴滑块（606）和Y轴驱动装置（607），所述Y轴驱动装置（607）与Y轴滑块（606）连接，所述Y轴滑块（606）上设置有连接视觉检测装置（5）的调节机构，所述调节机构与控制器（8）连接。

3.根据权利要求2所述的精密结构件任意孔径螺牙位置度及尺寸快速检测器具，其特征在于：所述X轴驱动装置（604）和/或Y轴驱动装置（607）包括设置在X轴导轨（602）和/或Y轴导轨（605）上的驱动电机以及与驱动电机主轴连接的丝杆，所述丝杆与X轴滑块（603）和/或Y轴滑块（606）底部设置的丝杆螺母连接。

4.根据权利要求2所述的精密结构件任意孔径螺牙位置度及尺寸快速检测器具，其特征在于：所述调节机构包括连接Y轴滑块（606）的机架（12）以及设置在机架（12）上的支架（13），所述支架（13）上安装有遮阳罩（14）和关节（15），所述关节（15）设置于遮阳罩（14）内，并与第二视觉传感器（502）连接；所述第一视觉传感器（501）与支架（13）连接；所述支架（13）设置有两个，两个所述的支架（13）分别安装有视觉检测装置（5），用于检测相邻的两侧个治具（3）上的产品（17）；所述第一视觉传感器（501）和/或第二视觉传感器（502）设置为CCD相机。

5.根据权利要求1所述的精密结构件任意孔径螺牙位置度及尺寸快速检测器具，其特征在于：所述光源组件（9）包括设置在遮阳罩（14）内的第一照明灯（901）和第二照明灯（902），所述第一照明灯（901）设置于第一视觉传感器（501）的四周；所述第二照明灯（902）倾斜设置于第二视觉传感器（502）的四周；所述第一照明灯（901）设置为LED灯，所述LED灯所产生的光线照射在产品（17）平面上；所述第二照明灯（902）设置为激光照明灯，用于将所产生的激光光线照射到产品（17）的斜孔（18）中；所述第二一照明灯（902）在第二视觉传感器（502）上可移动，调整其光线位置。

6.根据权利要求1所述的精密结构件任意孔径螺牙位置度及尺寸快速检测器具，其特征在于：所述治具（3）设置有八个，八个所述的治具（3）设置于遮阳罩（14）的底部，其治具（3）上设置有存放产品（17）的凹槽（16）。