CN110081846B - 一种螺纹自动检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种螺纹自动检测系统，包括：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螺钉的通规和止规；夹持装置设在底座上，夹持装置用于夹持待测螺钉并将待测螺钉移至与通端量规和止端量规相对应的位置以分别测量待测螺钉的通规和止规；联动件设在夹持装置上且与夹持装置相连，联动件在通端量规或止端量规带动待测螺钉转动时与待测螺钉同步转动；触发开关与螺纹量规检测设备相连且与联动件配合以由联动件触发停止螺纹量规检测设备运行。根据本发明实施例的螺纹自动检测系统便于螺纹自动化检测，结构简单，成本低廉。

Description

一种螺纹自动检测系统

技术领域

本发明涉及螺纹检测领域，更具体地，涉及一种螺纹自动检测系统。

背景技术

螺纹是螺纹紧固件重要的结构要素，其质量直接影响到螺纹连接的质量与可靠性。合格的螺纹尺寸是保证紧固件实现互换性的前提条件。在目前螺纹尺寸检测中，使用效率最高应用最广泛的是螺纹量规综合检测法。该方法通过使用螺纹通端量规和螺纹止端量规检验螺纹，确保被检测螺纹的最大实体尺寸在标准规定的公差范围内。目前螺纹通止规检测主要由人工操作完成，检测结果人为因素影响较大，且不便于对结果统计分析。随着工业自动化智能化水平的提高，试验室及工厂对螺纹自动化检测要求越来越高，迫切需要自动化技术提高螺纹检测效率与质量。

目前，国内没有针对螺纹尺寸的螺纹量规自动化检测技术。

自动螺钉拧紧技术与自动通止规检测需求相近，但与通止规检测有以下几点不同：

1、螺钉装配拧紧的力矩值较通止规检测力矩值大，当拧紧到指定力矩后，通过机械离合器中断连接，产品及设备的保护，且不需要反向拧松。而通止规检测需要较小的力对通规或止归检测结果进行判断，灵敏度要求大于拧紧要求，且量规与螺纹配合的间隙，要比内外螺纹工件之间的配合间隙小，如果处理不好极容易产生“卡死”，而导致量规无法旋出。因此拧出所需要的力矩要远远大于拧入力矩。

2、自动螺钉拧紧技术的螺纹拧紧到力矩值即可，不需记录整个过程拧入圈数，而螺纹量规检测需要记录螺纹旋入的圈数。

3、若在拧紧系统中增加扭矩传感器控制拧入力矩，则需要增加高精度的动态扭矩传感器，其采样与控制相应精度要求高，产品成本及仪器的体积重量会显著增大。

因此，需要开发一种简单，可靠的螺纹自动检测系统。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种螺纹自动检测系统。

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螺纹自动检测系统包括：

底座；

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螺钉的通规和止规；

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螺钉并将所述待测螺钉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螺钉的通规和止规；

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螺钉转动时与所述待测螺钉同步转动；

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旋入所述待测螺钉，且控制所述螺纹检测设备反向旋转以与所述待测螺钉分离；

控制终端，所述控制终端用于输入所述待测螺钉的标准尺寸参数并控制所述螺纹自动检测系统的工作状态。

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，所述第一伺服电机和所述第二伺服电机与所述触发开关相连以由所述触发开关控制其工作状态。

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螺钉且在所述通端量规或所述止端量规带动所述待测螺钉转动时由所述待测螺钉带动，所述联动件设在所述夹持件上。

进一步地，所述夹持装置为衔接三爪，所述衔接三爪包括：

本体，所述本体形成为柱状且可转动地设在所述支撑座上；

卡爪，所述卡爪设在所述本体上朝向所述螺纹量规检测设备的一端且可活动以夹持或松开所述待测螺钉，所述联动件设在所述本体的另一端上。

进一步地，所述衔接三爪还包括：卷簧，所述卷簧设在所述本体的另一端上且与所述支撑座相连，所述卷簧在所述本体被所述待测螺钉带动时压紧以为所述本体提供复位作用力。

进一步地，所述联动件形成为杆状，所述联动件的一端与所述本体相连且与所述本体同步转动，所述触发开关设在所述支撑座上且邻近所述联动件的另一端的运行轨迹。

进一步地，所述触发开关为非接触式接近开关。

进一步地，所述夹持装置还包括：

接料管，所述接料管形成为管状，所述接料管设在所述支撑座上以导出所述夹持件所夹持的所述待测螺钉；

两个接样盘，两个所述接样盘间隔开设在所述第三导轨上以分别承接所述接料管排出的合格所述待测螺钉或不合格待测螺钉。

进一步地，所述第三导轨形成为线性模组。

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螺纹自动检测系统，通过将联动件与夹持装置相连，触发开关与螺纹量规检测设备相连，并通过设定触发开关角度以线性调整螺纹量规检测时“卡死”扭矩，当螺纹检测过程中出现“卡死”现象时，联动件与触发开关相配合以使螺纹量规检测设备停止旋入待测螺钉，并最大限度地发挥其反向旋出扭矩，反应速度快，便于螺纹检测，结构简单，成本低廉。

附图说明

图1为根据本发明实施例中螺纹自动检测系统的结构示意图。

附图标记：

螺纹自动检测系统100；

底座10；

螺纹量规检测设备20；通端量规21；止端量规22；第一导轨23；第二导轨24；第一伺服电机25；第二伺服电机26；调整套27；量规转换盘28；联轴器29；

夹持装置30；第三导轨31；支撑座32；夹持件33；接料管34；接样盘35；卷簧36；第三伺服电机37；

联动件40；

触发开关50；

气缸60。

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螺纹自动检测系统100。

如图1所示，根据本发明实施例的螺纹自动检测系统100包括底座10、螺纹量规检测设备20、夹持装置30、联动件40、触发开关50和控制终端。

具体而言，螺纹量规检测设备20包括通端量规21和止端量规22，通端量规21与止端量规22间隔开设在底座10上，通端量规21与止端量规22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螺钉1的通规和止规，夹持装置30设在底座10上，夹持装置30用于夹持待测螺钉1并将待测螺钉1移至与通端量规21和止端量规22相对应的位置以分别测量待测螺钉1的通规和止规，联动件40设在夹持装置30上且与夹持装置30相连，联动件40在通端量规21或止端量规22带动待测螺钉1转动时与待测螺钉1同步转动，触发开关50与螺纹量规检测设备20相连且与联动件40配合以由联动件40触发停止螺纹量规检测设备20旋入所述待测螺钉1，且控制所述螺纹检测设备20反向旋转以与所述待测螺钉1分离，控制终端用于输入待测螺钉1的标准尺寸参数并控制螺纹自动检测系统100的工作状态。

换言之，螺纹自动检测系统100主要由底座10、螺纹量规检测设备20、夹持装置30、联动件40、触发开关50和控制终端组成。其中，底座10上设有螺纹量规检测设备20，螺纹量规检测设备20包括通端量规21和止端量规22，通端量规21与止端量规22间隔开设在底座10上，通端量规21与止端量规22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21和止端量规22分别用于测量待测螺钉1的通规和止规，螺纹量规检测设备20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。

底座10上设有夹持装置30，夹持装置30用于夹持待测螺钉1并将待测螺钉1移至与通端量规21和止端量规22相对应的位置，通端量规21和止端量规22分别测量待测螺钉1的通规和止规，联动件40设在夹持装置30上且与夹持装置30相连，当通端量规21或止端量规22带动待测螺钉1转动时，即“卡死”时，联动件40可以随着待测螺钉1同步转动，触发开关50与螺纹量规检测设备20相连，通过调节触发开关50的角度以线性调整螺纹量规检测时“卡死”扭矩，触发开关50可以与联动件40相互配合以由联动件40触发停止螺纹量规检测设备20旋入待测螺钉1，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。

螺纹自动检测系统100中的控制终端用于输入待测螺钉1的标准尺寸参数并控制螺纹自动检测系统100的工作状态。

由此，根据本发明实施例的螺纹自动检测系统100，通过将联动件40与夹持装置30相连，触发开关50与螺纹量规检测设备20相连，并通过设定触发开关50角度以线性调整螺纹量规检测时“卡死”扭矩，当螺纹检测过程中出现“卡死”现象时，联动件40与触发开关50相配合以使螺纹量规检测设备20停止旋入待测螺钉1，并最大限度地发挥其反向旋出扭矩，反应速度快，便于螺纹检测，结构简单，成本低廉。

优选地，螺纹量规检测设备20还包括第一导轨23和第二导轨24以及气缸60。

具体地，第一导轨23和第二导轨24分别设在底座10上，通端量规21和止端量规22分别在第一导轨23和第二导轨24上沿各自的轴向可伸缩，气缸60设在底座10上且分别与通端量规21和止端量规22相连以驱动通端量规21和止端量规22沿各自的轴向可伸缩。

换言之，螺纹量规检测设备20还包括第一导轨23和第二导轨24以及气缸60，第一导轨23和第二导轨24分别设在底座10上，气缸60与弹簧相连，气缸60可驱动通端量规21和止端量规22分别沿着第一导轨23和第二导轨24的轴向运动，由此，通端量规21和止端量规22可分别与待测螺钉1相接触或者远离待测螺钉1，结构简单，操作方便。

根据本发明的一些具体实施例，螺纹量规检测设备20还包括第一伺服电机25和第二伺服电机26，第一伺服电机25和第二伺服电机26分别与通端量规21和止端量规22相连以驱动通端量规21和止端量规22绕各自的轴线转动，第一伺服电机25和第二伺服电机26与触发开关50相连以由触发开关50控制其工作状态。

具体而言，螺纹量规检测设备20还包括第一伺服电机25和第二伺服电机26，第一伺服电机25与通端量规21相连以驱动通端量规21绕着通端量规21的轴向旋转，第二伺服电机26与止端量规22相连以驱动止端量规22绕着止端量规22的轴向旋转，由此，通端量规21和止端量规22可以分别用来测量待测螺钉1的通端和止端，第一伺服电机25和第二伺服电机26与触发开关50相连以由触发开关50控制其运行状态。

进一步地，通端量规21和止端量规22上还分别套设有调整套27和量规转换盘28，通端量规21和止端量规22分别与两个联轴器29相连，两个联轴器29分别通过转接板与第一伺服电机25和第二伺服电机26相连，其中，联轴器29设在轴承座内。

优选地，夹持装置30包括第三导轨31、支撑座32和夹持件33。

具体地，第三导轨31沿通端量规21和止端量规22的间隔方向延伸，支撑座32沿第三导轨31的延伸方向可活动地设在第三导轨31上，夹持件33设在支撑座32上，夹持件33可活动以夹持和松开待测螺钉1且在通端量规21或止端量规22带动待测螺钉1转动时由待测螺钉1带动，联动件40设在夹持件33上。

换句话说，夹持装置30主要由第三导轨31、支撑座32和夹持件33组成，其中，第三导轨31沿通端量规21和止端量规22的间隔方向延伸，支撑座32设在第三导轨31上，支撑座32在第三伺服电机37的驱动下可以沿着第三导轨31运动，夹持件33设在支撑座32上，夹持件33用于夹持待测螺钉1，当通端量规21或止端量规22带动待测螺钉1转动时，夹持件33也随之转动，联动件40与夹持件33相连且随着夹持件33的转动而转动。

可选地，夹持装置30为衔接三爪，衔接三爪包括本体和卡爪。

具体而言，本体形成为柱状且可转动地设在支撑座32上，卡爪设在本体上朝向螺纹量规检测设备20的一端且可活动以夹持或松开待测螺钉1，联动件40设在本体的另一端上。

根据本发明的一些具体实施例，衔接三爪还包括卷簧36，卷簧36设在本体的另一端上且与支撑座32相连，卷簧36在本体被待测螺钉1带动时压紧以为本体提供复位作用力，结构简单，自动化程度高。

根据本发明的一个实施例，联动件40形成为杆状，联动件40的一端与本体相连且与本体同步转动，触发开关50设在支撑座32上且邻近联动件40的另一端的运行轨迹。

也就是说，联动件40与本体相连且可随着本体同步转动，触发开关50设在底座10上，触发开关50设在联动件40运动的轨迹上，当触发开关50与联动件40相配合时，第一伺服电机25或第二伺服电机26停止旋转，且使第一伺服电机25或第二伺服电机26以反向最大扭矩旋转以使通端量规21或止端量规22远离待测螺钉1。

根据本发明的一个实施例，触发开关50为非接触式接近开关。

也就是说，当联动件40与触发开关50之间的距离小于某一范围时，触发开关50开始工作。

根据本发明的又一个实施例，夹持装置30还包括接料管34和两个接样盘35。

具体而言，接料管34形成为管状，接料管34设在支撑座32上以导出夹持件33所夹持的待测螺钉1，两个接样盘35间隔开设在第三导轨31上以分别承接接料管34排出的合格待测螺钉1或不合格待测螺钉1。

进一步地，第三导轨31形成为线性模组。

下面具体描述该螺纹自动检测系统100的工作过程：

1.通过控制终端的软件界面输入待测螺钉1的标准尺寸参数，包括：螺纹的直径外径和螺纹长度，并点击开始按钮。

2.衔接三爪带动待测螺钉1以300mm/s的速度移动至通端量规21的待测量位置。

3.气缸60推动通端量规21直到通端量规21与待测螺钉1接触。

4.通端量规21在第一伺服电机25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40触发了触发开关50(通不过)。

5.气缸60缩回，第一伺服电机25以20r/s速度反向旋转，直到通端量规21与待测螺钉1分离，通端量规21回到初始位置。

6.衔接三爪带动待测螺钉1以300mm/s移动至止端量规22的待测量位置。

7.气缸60推动止端量规22直到止端量规22与待测螺钉1接触。

8.止端量规22在第二伺服电机26的驱动下以4r/s速度进行旋转，直到联动件40触发了触发开关50。

9.气缸60缩回，第二伺服电机26以4r/s速度反向旋转，直到止端量规22与待测螺钉1分离，判断止端量规22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22回到初始位置。

10.衔接三爪把合格的待测螺钉1和不合格的待测螺钉1分别放入指定的接样盘35内。

总而言之，根据本发明实施例的螺纹自动检测系统100，通过将联动件40与夹持装置30相连，触发开关50与螺纹量规检测设备20相连，并通过设定触发开关50角度以线性调整螺纹量规检测时“卡死”扭矩，当螺纹检测过程中出现“卡死”现象时，联动件40与触发开关50相配合以使螺纹量规检测设备20停止旋入待测螺钉1，并最大限度地发挥其反向旋出扭矩，反应速度快，便于螺纹检测，结构简单，成本低廉。

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)

1.一种螺纹自动检测系统，其特征在于，包括：

底座；

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螺钉的通规和止规；

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螺钉并将所述待测螺钉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螺钉的通规和止规；

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螺钉转动时与所述待测螺钉同步转动；

触发开关，所述触发开关设置于所述夹持装置上，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旋入所述待测螺钉，且控制所述螺纹检测设备反向旋转以与所述待测螺钉分离；

控制终端，所述控制终端用于输入所述待测螺钉的标准尺寸参数并控制所述螺纹自动检测系统的工作状态。

2.根据权利要求1所述的螺纹自动检测系统，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。

3.根据权利要求2所述的螺纹自动检测系统，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，所述第一伺服电机和所述第二伺服电机与所述触发开关相连以由所述触发开关控制其工作状态。

4.根据权利要求1所述的螺纹自动检测系统，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螺钉且在所述通端量规或所述止端量规带动所述待测螺钉转动时由所述待测螺钉带动，所述联动件设在所述夹持件上。

5.根据权利要求4所述的螺纹自动检测系统，其特征在于，所述夹持装置为衔接三爪，所述衔接三爪包括：

本体，所述本体形成为柱状且可转动地设在所述支撑座上；

卡爪，所述卡爪设在所述本体上朝向所述螺纹量规检测设备的一端且可活动以夹持或松开所述待测螺钉，所述联动件设在所述本体的另一端上。

6.根据权利要求5所述的螺纹自动检测系统，其特征在于，所述衔接三爪还包括：

卷簧，所述卷簧设在所述本体的另一端上且与所述支撑座相连，所述卷簧在所述本体被所述待测螺钉带动时压紧以为所述本体提供复位作用力。

7.根据权利要求5所述的螺纹自动检测系统，其特征在于，所述联动件形成为杆状，所述联动件的一端与所述本体相连且与所述本体同步转动，所述触发开关设在所述支撑座上且邻近所述联动件的另一端的运行轨迹。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的螺纹自动检测系统，其特征在于，所述触发开关为非接触式接近开关。

9.根据权利要求4所述的螺纹自动检测系统，其特征在于，所述夹持装置还包括：

接料管，所述接料管形成为管状，所述接料管设在所述支撑座上以导出所述夹持件所夹持的所述待测螺钉；

两个接样盘，两个所述接样盘间隔开设在所述第三导轨上以分别承接所述接料管排出的合格所述待测螺钉或不合格待测螺钉。

10.根据权利要求4所述的螺纹自动检测系统，其特征在于，所述第三导轨形成为线性模组。

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