CN110068285A - 一种标准件尺寸检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种标准件尺寸检测系统，包括：尺寸检测设备设在底座上以用于检测待测件的尺寸；螺纹量规检测设备包括通端量规和止端量规，通端量规与止端量规间隔开设在底座上，通端量规与止端量规分别沿各自的轴向可伸缩且绕各自的轴线可转动以分别用于测量待测件的通规和止规；物料传输设备用于将待测件移动至尺寸检测设备和螺纹量规检测设备进行检测；控制终端用于输入输出数据并控制标准件尺寸检测系统的工作状态。根据本发明实施例的标准件尺寸检测系统，可实现标准件的自动化检测，人为干扰因素小，检测精度高，同时，该标准件尺寸检测系统对产品各项检测结果进行记录，便于产品质量趋势分析。

Description

一种标准件尺寸检测系统

技术领域

本发明涉及标准件尺寸检测领域，更具体地，涉及一种标准件尺寸检测系统。

背景技术

标准件紧固件，又称标准件，可分为螺栓、螺栓、螺母、垫圈、铆钉、螺纹衬套、销钉、挡圈等。标准件尺寸检测是劳动密集的工作，附加值低。人工的标准件尺寸检测有许多缺点：检测量大，检测结果质量会受人的主观影响，而不宜被监督，存在质量隐患；检测结果为定性的合格不合格，没有定量的检测数据，也没有保存实际产品图像，不易开展检测结果溯源及检测大数据分析工作。因此，需要通过自动化技术提高标准件尺寸检测效率，同时降低检测成本。

目前标准紧固件尺寸检测有两类专用设备，一类是针对大规模流水线生产的零件筛选机；一类是针对某一特征的试验室专业精密检测设备，如影像仪，螺纹扫描仪等。

其中，零件筛选机(例如：光学筛选机和激光筛选机)主要以非接触光学或激光技术，对零件表面快速扫描，获得投影轮廓，利用计算机图形学，对图像进行提取处理，得到相关尺寸。这种技术的优点是速度快，每分钟可检测上百件紧固件；缺点是只可检测外轮廓，检测设备柔性差，每台设备只适合特定类型及尺寸。零件筛选机适合批量较大的产品出厂前缺陷筛选。

试验室专业精密检测设备(例如：影像仪等)仅适用于零件的特定尺寸要素检测，产品检测需要利用多台设备完成；优点，检测精度高，缺点是单件产品检测时间长，检测经济性差。试验室专业精密检测设备适用于生产过程中的首件检验以及鉴定检验中的外尺寸测量。

标准件尺寸质量一致性检验是以较少的检测项目对采购的紧固件的质量水平进行评估，以确定其生产产品质量及生产工艺稳定性是否达到标准或采购要求。这种业务的对尺寸检测需求特点是：设备自动化程度高，减少人为操作对检测结果影响；设备具有较大的柔性能够兼顾不同头型、规格的各类紧固件；检测精度不低于传统检测方法。

而目前市场上尚没有针对以上业务的专业产品。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种标准件尺寸检测系统。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明实施例的标准件尺寸检测系统包括：

底座；

尺寸检测设备，所述尺寸检测设备设在所述底座上以用于检测待测件的尺寸；

螺纹量规检测设备，所述螺纹量规检测设备包括通端量规和止端量规，所述通端量规与所述止端量规间隔开设在所述底座上，所述通端量规与所述止端量规分别沿各自的轴向可伸缩且绕各自的轴线可转动以分别用于测量待测件的通规和止规；

物料传输设备，所述物料传输设备用于将所述待测件移动至所述尺寸检测设备和所述螺纹量规检测设备进行检测；

控制终端，所述控制终端用于输入输出数据并控制所述标准件尺寸检测系统的工作状态。

进一步地，所述尺寸检测设备为影像仪。

进一步地，所述螺纹量规检测设备还包括：

第一导轨和第二导轨，所述第一导轨和所述第二导轨分别设在所述底座上，所述通端量规和所述止端量规分别在所述第一导轨和所述第二导轨上沿各自的轴向可伸缩；

气缸，所述气缸设在所述底座上且分别与所述通端量规和所述止端量规相连以驱动所述通端量规和所述止端量规沿各自的轴向可伸缩。

进一步地，所述螺纹量规检测设备还包括：第一伺服电机和第二伺服电机，所述第一伺服电机和所述第二伺服电机分别与所述通端量规和所述止端量规相连以驱动所述通端量规和所述止端量规绕各自的轴线转动。

进一步地，所述物料传输设备包括：

上料臂，所述上料臂用于将样品托盘中的所述待测件移动至所述尺寸检测设备进行尺寸检测；

机械手，所述机械手设在所述上料臂的前端以从所述样品托盘中抓取所述待测件；

第一衔接三爪，所述第一衔接三爪用于与所述机械手配合并获取所述机械手所夹持的待测件，所述第一衔接三爪将所述待测件移动至所述尺寸检测设备进行尺寸检测；

第二衔接三爪，所述第二衔接三爪用于与所述第一衔接三爪配合并获取所述第一衔接三爪所夹持的待测件，所述第二衔接三爪将所述待测件移动至所述螺纹量规检测设备进行螺纹检测。

进一步地，所述机械手包括两个可活动的夹持钳，两个所述夹持钳的自由端的相对侧分别设有对应的弧形缺口以用于抓取待测件。

进一步地，所述机械手的前端设有微型吸盘以吸取待测件。

进一步地，所述物料传输设备还包括：夹持装置，所述夹持装置设在所述底座上，所述夹持装置用于夹持所述待测件并将所述待测件移至与所述通端量规和所述止端量规相对应的位置以分别测量所述待测件的通规和止规。

进一步地，所述夹持装置包括：

第三导轨，所述第三导轨沿所述通端量规和所述止端量规的间隔方向延伸；

支撑座，所述支撑座沿所述第三导轨的延伸方向可活动地设在所述第三导轨上；

夹持件，所述夹持件设在所述支撑座上，所述夹持件可活动以夹持和松开所述待测件且在所述通端量规或所述止端量规带动所述待测件转动时由所述待测件带动。

进一步地，所述的标准件尺寸检测系统还包括：

联动件，所述联动件设在所述夹持装置上且与所述夹持装置相连，所述联动件在所述通端量规或所述止端量规带动所述待测件转动时与所述待测件同步转动；

触发开关，所述触发开关与所述螺纹量规检测设备相连且与所述联动件配合以由所述联动件触发停止所述螺纹量规检测设备运行。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

根据本发明实施例的标准件尺寸检测系统，通过将尺寸检测设备和螺纹量规检测设备分别设在底座上，并通过物料传输设备传输待测物件，控制终端控制该标准件尺寸检测系统的工作状态，可实现标准件的自动化检测，人为干扰因素小，检测精度高，同时，该标准件尺寸检测系统对产品各项检测结果进行记录，便于产品质量趋势分析。

附图说明

图1为根据本发明实施例中尺寸检测系统的结构示意图；

图2为根据本发明实施例中尺寸检测系统的螺纹量规检测设备的结构示意图；

图3为根据本发明实施例中尺寸检测系统的一个机械手的结构示意图；

图4为根据本发明实施例中尺寸检测系统的又一个机械手的结构示意图。

附图标记：

尺寸检测系统100；

底座10；

尺寸检测设备20；

螺纹量规检测设备30；通端量规31；止端量规32；第一导轨33；第二导轨34；第一伺服电机35；第二伺服电机36；气缸37；

物料传输设备40；机械手41；夹持装置42；第三导轨421；支撑座422；夹持件423；第三伺服电机424；上料臂43；联动件44；触发开关45；

控制终端50；

样品托盘60；

接样盘70。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图具体描述根据本发明实施例的标准件尺寸检测系统100。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的标准件尺寸检测系统100包括底座10、尺寸检测设备20、螺纹量规检测设备30、物料传输设备40和控制终端50。

具体而言，尺寸检测设备20设在底座10上以用于检测待测件的尺寸，螺纹量规检测设备30包括通端量规31和止端量规32，通端量规31与止端量规32间隔开设在底座10上，通端量规31与止端量规32分别沿各自的轴向可伸缩且绕各自的轴线可转动以分别用于测量待测件的通规和止规，物料传输设备40用于将待测件移动至尺寸检测设备20和螺纹量规检测设备30进行检测，控制终端50用于输入输出数据并控制标准件尺寸检测系统100的工作状态。

换言之，标准件尺寸检测系统100主要由底座10、尺寸检测设备20、螺纹量规检测设备30、物料传输设备40和控制终端50组成。其中，尺寸检测设备20设在底座10上以用于检测待测件的尺寸，如图2所示，底座10上还设有螺纹量规检测设备30，螺纹量规检测设备30包括通端量规31和止端量规32，通端量规31与止端量规32间隔开设在底座10上，通端量规31与止端量规32分别可以沿着各自的轴向上做伸缩运动以及沿着各自的轴向做旋转运动，通端量规31和止端量规32分别用于测量待测件的通规和止规，螺纹量规检测设备30用于螺纹尺寸的综合检测，不同规格不同精度需要用相应的量规，对于普通螺纹通规通过，止规止2圈内为合格，否则不合格。

物料传输设备40用于将待测件移动至尺寸检测设备20和螺纹量规检测设备30以待检测，同时，物料传输设备40也可以将待测件从尺寸检测设备20和螺纹量规检测设备30中移开，控制终端50用于输入输出数据并控制标准件尺寸检测系统100的工作状态。

由此，根据本发明实施例的标准件尺寸检测系统100，通过将尺寸检测设备20和螺纹量规检测设备30分别设在底座10上，并通过物料传输设备40传输待测物件，控制终端50控制该标准件尺寸检测系统100的工作状态，可实现标准件的自动化检测，人为干扰因素小，检测精度高，同时，该标准件尺寸检测系统100对产品各项检测结果进行记录，便于产品质量趋势分析。

根据本发明的一些具体实施例，尺寸检测设备20为影像仪。

具体地，用于检测标准件尺寸的设备主要为影像仪，根据具体情况也可以安装卡尺、千分尺等平面尺寸检测设备，或者百分表、千分表等形位公差检测设备，以及配备视觉抓取模块、深度检测模块、数据统计分析模块、参数螺纹检测模块等模块，以便于多种待测件的多种规格检测。

进一步地，为了提高系统工作效率，标准件尺寸检测系统100包括检测所需的标准指标数据库以存储各类检测所需的指标数据库。指标数据库依据所采用的检测技术主要包括以下子库：影像仪图形及尺寸上下差数据库，该数据库在影像仪上进行初始化，存在影像仪中，通过选择标准及规格进行调用；厚度及插入深度数据库，厚度及插入深度由激光测距传感器测定，该数据库存储标准规格与最大厚度及最小厚度的公差信息；螺纹指标数据库，螺纹通规止规指标由拧出由伺服电机旋转圈数测定，其指标由输入螺纹长度及螺距自动计算生成。

标准件尺寸检测系统100可以设计成多种规格，包括M3及以下规格系列、M4-M10规格系列以及M12-M24等规格系列，由此，标准件尺寸检测系统100可以对不同规格的待测件进行标准件尺寸检测，应用广泛。

优选地，螺纹量规检测设备30还包括第一导轨33和第二导轨34以及气缸37。

具体地，第一导轨33和第二导轨34分别设在底座10上，通端量规31和止端量规32分别在第一导轨33和第二导轨34上沿各自的轴向可伸缩，气缸37设在底座10上且分别与通端量规31和止端量规32相连以驱动通端量规31和止端量规32沿各自的轴向可伸缩。

换言之，如图2所示，螺纹量规检测设备30还包括第一导轨33和第二导轨34以及气缸37，第一导轨33和第二导轨34分别设在底座10上，气缸37与弹簧相连，气缸37可驱动通端量规31和止端量规32分别沿着第一导轨33和第二导轨34的轴向运动，由此，通端量规31和止端量规32可分别与待测件相接触或者远离待测件，结构简单，操作方便。

优选地，螺纹量规检测设备30还包括第一伺服电机35和第二伺服电机36，第一伺服电机35和第二伺服电机36分别与通端量规31和止端量规32相连以驱动通端量规31和止端量规32绕各自的轴线转动。

具体而言，如图2所示，螺纹量规检测设备30还包括第一伺服电机35和第二伺服电机36，第一伺服电机35与通端量规31相连以驱动通端量规31绕着通端量规31的轴向旋转，第二伺服电机36与止端量规32相连以驱动止端量规32绕着止端量规32的轴向旋转，由此，通端量规31和止端量规32可以分别用来测量待测件的通端和止端。

根据本发明的一些具体实施例，物料传输设备40包括上料臂43、机械手41、第一衔接三爪和第二衔接三爪。

具体地，上料臂43用于将样品托盘60中的待测件移动至尺寸检测设备20进行尺寸检测，上料臂43的前端设有机械手41，机械手41可以从样品托盘60中抓取待测件，第一衔接三爪用于与机械手41配合并获取机械手41所夹持的待测件，第一衔接三爪将待测件移动至尺寸检测设备20进行尺寸检测，第二衔接三爪用于与第一衔接三爪配合并获取第一衔接三爪所夹持的待测件，第二衔接三爪将待测件移动至螺纹量规检测设备30进行螺纹检测，该物料传输设备40自动化程度高，检测工序时序，节奏及路径优，工作效率高。

根据本发明的一个实施例，如图3所示，机械手41包括两个可活动的夹持钳，两个夹持钳的自由端的相对侧分别设有对应的弧形缺口，弧形缺口的尺寸与待测件的尺寸范围相适应，保证被抓取的待侧件轴线水平，便于与后续的衔接三爪相交接，满足待测样为适应不同检测工序流转中姿态调整要求，该种机械手41主要用于抓取螺栓、待测件、铆钉、销钉等长柱形待测件。

进一步地，如图4所示，机械手41的前端设有微型吸盘以吸取待测件，吸盘的结构与尺寸经特殊设计，保证由其由足够的大吸力抓取待测样，该种机械手41主要用于抓取平垫片、螺母、挡圈等短柱形待测件。

由此，通过设计不同的机械手41，便于各种待侧件的上下料和运输，该标准件尺寸检测系统100具有较大的柔性能够兼顾不同型号、规格的待测件。

可选地，物料传输设备40还包括夹持装置42，夹持装置42设在底座10上，夹持装置42用于夹持待测件并将待测件移至与通端量规31和止端量规32相对应的位置以分别测量待测件的通规和止规。

根据本发明的一些具体实施例，夹持装置42包括第三导轨421、支撑座422和夹持件423。

具体地，第三导轨421沿通端量规31和止端量规32的间隔方向延伸，支撑座422沿第三导轨421的延伸方向可活动地设在第三导轨421上，夹持件423设在支撑座422上，夹持件423可活动以夹持和松开待测件且在通端量规31或止端量规32带动待测件转动时由待测件带动，联动件44设在夹持件423上。

换句话说，如图2所示，夹持装置42主要由第三导轨421、支撑座422和夹持件423组成，其中，第三导轨421沿通端量规31和止端量规32的间隔方向延伸，支撑座422设在第三导轨421上，支撑座422在第三伺服电机424的驱动下可以沿着第三导轨421运动，夹持件423设在支撑座422上，夹持件423用于夹持待测件，当通端量规31或止端量规32带动待测件转动时，夹持件423也随之转动。

根据本发明的一些具体实施例，标准件尺寸检测系统100还包括联动件44和触发开关45。

具体而言，联动件44设在夹持装置42上且与夹持装置42相连，联动件44在通端量规31或止端量规32带动待测件转动时与待测件同步转动，触发开关45与螺纹量规检测设备30相连且与联动件44配合以由联动件44触发停止螺纹量规检测设备30运行。

换言之，联动件44设在夹持装置42上且与夹持装置42相连，当通端量规31或止端量规32带动待测件转动时，即“卡死”时，联动件44可以随着待测件同步转动，触发开关45与螺纹量规检测设备30相连，通过调节触发开关45的角度以线性调整螺纹量规检测时“卡死”扭矩，触发开关45可以与联动件44相互配合以由联动件44触发停止螺纹量规检测设备30旋入待测件，并可最大限度地发挥反向旋出的扭矩，进而实现螺纹量规检测功能，省去了动态扭矩传感器及动态采集带来的成本。

下面具体描述本发明实施例的标准件尺寸检测系统100的工作过程：

1.通过控制终端50的软件界面输入螺纹外径、螺栓头对边宽度、螺纹长度等参数，并记录本次检测的待侧件的数量和检测号。

2.通过影像仪选择标准图样和规格。

3.点击开始按钮。

4.机械手41抓取待测件并放置到指定位置。

5.第一衔接三爪与机械手41对接，第一衔接三爪以300mm/s速度移动至距离机械手41位置100mm处，速度降低为50mm/s，当第一衔接三爪的光纤传感器探测到待测件时，第一衔接三爪抓取待测件并闭合，机械手41张开。

6.机械手41移动到开始位置，准备进入下一抓取，第一衔接三爪带动样品移动到影像仪检测位置，同时气缸37进行90°旋转。

7.影像仪对待测件进行尺寸检测，并将合格与否结果传递到控制终端50。

8.第二衔接三爪在尺寸检测轴线位置处等候与第一衔接三爪对接，第一衔接三爪以300mm/s速度移动到距离第二衔接三爪位置100mm处，速度降低为50mm/s，当二衔接三爪的光纤传感器探测到待测件时，第二衔接三爪抓取待测件并闭合，第一衔接三爪张开。

9.第一衔接三爪移动到距离机械手41位置100mm处，等待下一循环。

10.第二衔接三爪带动待测件以300mm/s移动到通端量规31的待测量位置。

11.气缸37推动通端量规31直到通端量规31与待测件接触。

12.通端量规31在第一伺服电机35的驱动下以10r/s速度进行旋转，直到旋转到指定圈数，或联动件44触发了触发开关45(通不过)。

13.气缸37缩回，第一伺服电机35以20r/s速度反向旋转，直到通端量规31与待测件分离，通端量规31回到初始位置。

14.第二衔接三爪带动待测件以300mm/s移动至止端量规32的待测量位置。

15.气缸37推动止端量规32直到止端量规32与待测件接触。

16.止端量规32在第二伺服电机36的驱动下以4r/s速度进行旋转，直到联动件44触发了触发开关45。

17.气缸37缩回，第二伺服电机36以4r/s速度反向旋转，直到止端量规32与待测件分离，判断止端量规32拧出的圈数是否超过2圈，超过为止不住，即不合格，反之合格，止端量规32回到初始位置。

18.第二衔接三爪把合格的待测件和不合格的待测件分别放入指定的接样盘70内。

19.重复4-18。

20.统计一批待测件合格或不合格结果，并打印标签。

总而言之，根据本发明实施例的标准件尺寸检测系统100，通过将尺寸检测设备20和螺纹量规检测设备30分别设在底座10上，并通过物料传输设备40传输待测物件，控制终端50控制该标准件尺寸检测系统100的工作状态，可实现标准件的自动化检测，人为干扰因素小，检测精度高，同时，该标准件尺寸检测系统100对产品各项检测结果进行记录，便于产品质量趋势分析。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种标准件尺寸检测系统，其特征在于，包括：

底座；

尺寸检测设备，所述尺寸检测设备设在所述底座上以用于检测待测件的尺寸；

螺纹量规检测设备，所述螺纹量规检测设备包括通端量规和止端量规，所述通端量规与所述止端量规间隔开设在所述底座上，所述通端量规与所述止端量规分别沿各自的轴向可伸缩且绕各自的轴线可转动以分别用于测量待测件的通规和止规；

物料传输设备，所述物料传输设备用于将所述待测件移动至所述尺寸检测设备和所述螺纹量规检测设备进行检测；

控制终端，所述控制终端用于输入输出数据并控制所述标准件尺寸检测系统的工作状态。

2.根据权利要求1所述的标准件尺寸检测系统，其特征在于，所述尺寸检测设备为影像仪。

3.根据权利要求1所述的标准件尺寸检测系统，其特征在于，所述螺纹量规检测设备还包括：

第一导轨和第二导轨，所述第一导轨和所述第二导轨分别设在所述底座上，所述通端量规和所述止端量规分别在所述第一导轨和所述第二导轨上沿各自的轴向可伸缩；

气缸，所述气缸设在所述底座上且分别与所述通端量规和所述止端量规相连以驱动所述通端量规和所述止端量规沿各自的轴向可伸缩。

4.根据权利要求3所述的标准件尺寸检测系统，其特征在于，所述螺纹量规检测设备还包括：

第一伺服电机和第二伺服电机，所述第一伺服电机和所述第二伺服电机分别与所述通端量规和所述止端量规相连以驱动所述通端量规和所述止端量规绕各自的轴线转动。

5.根据权利要求1所述的标准件尺寸检测系统，其特征在于，所述物料传输设备包括：

上料臂，所述上料臂用于将样品托盘中的所述待测件移动至所述尺寸检测设备进行尺寸检测；

机械手，所述机械手设在所述上料臂的前端以从所述样品托盘中抓取所述待测件；

第一衔接三爪，所述第一衔接三爪用于与所述机械手配合并获取所述机械手所夹持的待测件，所述第一衔接三爪将所述待测件移动至所述尺寸检测设备进行尺寸检测；

第二衔接三爪，所述第二衔接三爪用于与所述第一衔接三爪配合并获取所述第一衔接三爪所夹持的待测件，所述第二衔接三爪将所述待测件移动至所述螺纹量规检测设备进行螺纹检测。

6.根据权利要求5所述的标准件尺寸检测系统，其特征在于，所述机械手包括两个可活动的夹持钳，两个所述夹持钳的自由端的相对侧分别设有对应的弧形缺口以用于抓取待测件。

7.根据权利要求5所述的标准件尺寸检测系统，其特征在于，所述机械手的前端设有微型吸盘以吸取待测件。

8.根据权利要求1所述的标准件尺寸检测系统，其特征在于，所述物料传输设备还包括：

夹持装置，所述夹持装置设在所述底座上，所述夹持装置用于夹持所述待测件并将所述待测件移至与所述通端量规和所述止端量规相对应的位置以分别测量所述待测件的通规和止规。

9.根据权利要求8所述的标准件尺寸检测系统，其特征在于，所述夹持装置包括：

第三导轨，所述第三导轨沿所述通端量规和所述止端量规的间隔方向延伸；

支撑座，所述支撑座沿所述第三导轨的延伸方向可活动地设在所述第三导轨上；

夹持件，所述夹持件设在所述支撑座上，所述夹持件可活动以夹持和松开所述待测件且在所述通端量规或所述止端量规带动所述待测件转动时由所述待测件带动。

10.根据权利要求8所述的标准件尺寸检测系统，其特征在于，还包括：

联动件，所述联动件设在所述夹持装置上且与所述夹持装置相连，所述联动件在所述通端量规或所述止端量规带动所述待测件转动时与所述待测件同步转动；

触发开关，所述触发开关与所述螺纹量规检测设备相连且与所述联动件配合以由所述联动件触发停止所述螺纹量规检测设备运行。