CN110887449A - 一种螺纹测量装置 - Google Patents

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    • G01B11/2425—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures of screw-threads

Abstract

本发明公开了一种螺纹测量装置，一种螺纹测量装置，包括并排设置的光输入装置及光输出装置，光输入装置及光输出装置通过固定部件连接；光源连接至光源光学系统，光源光学系统输出光轴与光源光轴成一定夹角；相机连接至相机光学系统，成像光轴与相机光轴成一定夹角；光源光学系统输出光轴与相机光学系统成像光轴相交；光源光学系统与相机光学系统通过固定部件保持相对位置，并可调节二者光轴的角度。固定部件包含的安装孔位，可将本发明所述的内螺纹测量头安装至测量臂等设备上。该装置以光为测量手段实现了非接触式测量，更加精确，易于操作，使用灵活。

Description

一种螺纹测量装置
技术领域
本发明属于机械测量技术领域，具体涉及一种螺纹测量装置。
背景技术
螺纹是一种常用的紧固结构，广泛运用于各大领域。基于此结构设计的各种连接、密封、传动工件在现代工业产品中占有举足轻重的地位。而螺纹的几何特征参数及机械性能等对其工件质量有巨大的影响，因此如何准确快速测量螺纹件的特征参数尤为重要。
而内螺纹相对于外螺纹，其狭窄的内部空间限制了检测方法，因此检测难度较高，生产现场对实现精确、快速的内螺纹检测工作的设备有着迫切需求。
而目前对内螺纹进行测量的设备中，除了传统的卡规、塞规等装置，未见基于机器视觉的非接触式测量装置。基于机器视觉的非接触式测量装置具有范围大、速度快、精度高等特点，同时高度自由的光路设计可使得装置适用于各种测量环境。因而使用机器视觉非接触式测量装置可解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种螺纹测量装置，实现了以光为测量手段的非接触式测量的目的。
本发明所采用的技术方案是，一种螺纹测量装置，包括并排设置的光输入装置及光输出装置，光输入装置及光输出装置通过固定部件连接。
本发明的特点还在于，
固定部件上开有安装孔。
光输入装置包括光源，光源连接光源光学系统，光源与光源光学系统通过固定部件固定。
光源为线状激光源。
光源光学系统包括聚焦镜及光源光轴偏折元件，光源发出的光线依次经过聚焦镜及光源光轴偏折元件。
光源光轴偏折元件为等腰直角棱镜。
光输出装置包括相机，相机连接相机光学系统，相机与相机光学系统通过固定部件固定。
相机光学系统包括相机镜头及相机光轴偏折元件，光源光轴偏折元件输出的光线依次经过相机光轴偏折元件、相机镜头进入相机。
相机光轴偏折元件为等腰直角棱镜。
光源光学系统与相机光学系统均能够转动。
本发明一种螺纹测量装置的有益效果，采用偏折光路设计，以用光照射工件，将折射回的光线用相机收集，可深入到内螺纹工件进行图像采集，比传统螺纹测量工具更加精确，同时便用于后续图像处理及特征参数计算，可提高测量效率，扩大使用范围。
附图说明
图1是本发明一种螺纹测量装置的结构示意图；
图2是本发明一种螺纹测量装置的光源光路示意图；
图3是本发明一种螺纹测量装置的相机光路示意图；
图4是本发明一种螺纹测量装置的图像采集示意图；
图5是本发明一种螺纹测量装置采集到的螺纹图像示意图。
图中，1.光源，2.固定部件，3.光源光学系统，4.相机光学系统，5.相机，6.工件，7.输出光线，8.聚焦镜，9.光源光轴偏折元件，10.输出光轴，11.光源光轴，12.相机光轴，13.成像光轴，14.相机镜头，15.相机光轴偏折元件，16.工件上的光斑图样。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的技术方案是，一种螺纹测量装置，如图1所示，包括并排设置的光输入装置及光输出装置，光输入装置及光输出装置通过固定部件2连接，光输入装置包括光源1，光源1为线状激光源，光源1连接光源光学系统3，光源1与光源光学系统3通过固定部件2固定，光输出装置包括相机5，相机5连接相机光学系统4，相机5与相机光学系统4通过固定部件2固定，固定部件2上开有安装孔，固定部件2可保证内螺纹测量头在整体移动的情况下使两个光学系统保持相对的位置；光源光学系统3与相机光学系统4均能够转动，转动可以调节投射于工件上的光线的角度。
如图1、2所示，光源光学系统3包括聚焦镜8及光源光轴偏折元件9，光源1发出的光线依次经过聚焦镜8及光源光轴偏折元件9，光源光轴偏折元件9为等腰直角棱镜。
如图1、3所示，相机光学系统4包括相机镜头14及相机光轴偏折元件15，光源光轴偏折元件9输出的光线依次经过相机光轴偏折元件15、相机镜头14进入相机5，相机光轴偏折元件15为等腰直角棱镜。
本发明一种螺纹测量装置的工作原理如下，
如图2、3、4所示，本发明的内螺纹测量头伸入工件6内部后，光源1发出线状激光，该线状激光经过聚焦镜8照射到光源光轴偏折元件9上，照射路径为光源光轴11，经光源光轴偏折元件9把线状激光的路线改变并输出，输出路径为输出光轴10，输出的光线为输出光线7；
输出光线7投射于工件6上，光线沿螺纹母线方向照射，进而得到螺纹轮廓光斑图样16，工件内表面上的光斑图样16经工件6反射后照射于相机光轴偏折元件15，照射路径为成像光轴13，相机光轴偏折元件15将光线折射到相机镜头14，透过相机镜头14的光线传输给相机5成像，相机5即可得到工件内部表面的螺纹轮廓图像。
本发明的一种螺纹测量装置，采用偏折光路设计，可深入到工件内部进行图像采集，以便用于后续图像处理及特征参数计算，可提高测量效率，扩大使用范围。

Claims (10)

1.一种螺纹测量装置，其特征在于，包括并排设置的光输入装置及光输出装置，所述光输入装置及所述光输出装置通过固定部件(2)连接。
2.如权利要求书1所述的一种螺纹测量装置，其特征在于，所述固定部件(2)上开有安装孔。
3.如权利要求书1所述的一种螺纹测量装置，其特征在于，所述光输入装置包括光源(1)，所述光源(1)连接光源光学系统(3)，所述光源(1)与所述光源光学系统(3)通过固定部件(2)固定。
4.如权利要求书3所述的一种螺纹测量装置，其特征在于，所述光源(1)为线状激光源。
5.如权利要求书3所述的一种螺纹测量装置，其特征在于，所述光源光学系统(3)包括聚焦镜(8)及光源光轴偏折元件(9)，所述光源(1)发出的光线依次经过所述聚焦镜(8)及所述光源光轴偏折元件(9)。
6.如权利要求书5所述的一种螺纹测量装置，其特征在于，所述光源光轴偏折元件(9)为等腰直角棱镜。
7.如权利要求书3所述的一种螺纹测量装置，其特征在于，所述光输出装置包括相机(5)，所述相机(5)连接相机光学系统(4)，所述相机(5)与所述相机光学系统(4)通过固定部件(2)固定。
8.如权利要求书7所述的一种螺纹测量装置，其特征在于，所述相机光学系统(4)包括相机镜头(14)及相机光轴偏折元件(15)，所述光源光轴偏折元件(9)输出的光线依次经过所述相机光轴偏折元件(15)、所述相机镜头(14)进入所述相机(5)。
9.如权利要求书8所述的一种螺纹测量装置，其特征在于，相机光轴偏折元件(15)为等腰直角棱镜。
10.如权利要求书7-9任一项所述的一种螺纹测量装置，其特征在于，所述光源光学系统(3)与所述相机光学系统(4)均能够转动。
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