CN112985275B - 一种产品内壁尺寸检测机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种产品内壁尺寸检测机构，包括检测装置和产品旋转治具，所述产品旋转治具包括产品固定组件、转盘和用于驱动所述转盘旋转的驱动组件；所述产品固定组件包括产品压块和位于所述产品压块下方的解锁装置；所述产品压块与所述转盘连接；所述转盘的中部设置有产品放置台和光线折射装置；所述检测装置包括相机、镜头和光源。本发明通过在光线反射装置上加设若干个棱镜实现光线的转换，无需增加另外的光源和检测设备，体积较小；通过产品旋转治具自动更换产品的位置，并通过感应器和感应片配合实时定位，定位精度和测量精度较高；通过产品压块和螺丝柱固定产品四周，能够适应不同形状和尺寸的产品，兼容性强。

Description

一种产品内壁尺寸检测机构

技术领域

本发明涉及机械测量技术领域，具体涉及一种产品内壁尺寸检测机构。

背景技术

目前，绝大多数的产品加工作业中，需要对加工后的产品进行检测，包括检测产品的形状、轮廓、尺寸等。目前，绝大多数产品的检测还是通过人工独立完成。但是，当产品的尺寸较小时，人工测量的误差较大、耗时较长、效率低下，很大程度上影响了产品的合格率。当产品数量较多时，人力资源需求多，人力资源成本大。因此，需要通过测量设备进行自动化测量，提高效率，降低人力资源成本。

但是，现有的测量装置设备中相机的光线无法满足对产品内部尺寸的测量需求。对于产品内部尺寸测量方向均较为单一，若需要测量同一产品不同方向上的部件或不同的测量要素需要对产品进行不断地更换位置，由于位置变动，测量的误差较大；当需要测量的产品种类较多时，因为多数测量设备无法兼容多种产品，就需要配置对应的测量设备。因此，如何在一台设备上快速完成产品内部所有方位的测量，无需手动更换产品方位，并且能够兼容多种产品，提高测量精度至关重要。

现有的测量装置，例如中国专利CN210571991U提供了一种旋转式多相机视觉检测装置，包括操作台，操作台的左侧设有进料传送带，操作台的前侧设有出料传送带，进料传送带的左侧至出料传送带的右侧之间且围绕操作台的圆周外壁依次设有第一内侧相机组件、第二内侧相机组件和第三内侧相机组件对产品的内侧部分进行拍摄，旋转盘可以将产品输送至多相机的拍摄位置，无需手动翻转产品的位置。但是，旋转过程中产品的定位容易存在误差，且通过在不同方位上架设相机，操作繁琐，仍然无法满足所有角度的测量；同时，由于架设的相机过多，设备体积较大，成本较高。

中国专利CN209416274U公开了一种电池内部尺寸测量装置。其包括电池测试组件，用于放置待测试的电池；第一CCD相机，设置于电池测试组件正上方，第一CCD相机和电池测试组件沿Y向和Z向的相对位置可调；第一条形光灯，设置于电池测试组件上方，为第一CCD相机拍摄电池内部局部结构提供光源；棱镜，设置于第一CCD相机正下方，棱镜的倾斜面与X方向的夹角为45°，棱镜能够伸入电池内部。该申请对电池内部尺寸进行测量时，将待测试的电池放置在电池测试组件上，利用平面光灯为第一CCD相机拍摄电池内部整体结构尺寸提供光源，第一条形光灯为第一CCD相机拍摄电池局部结构提供光源。第一条形光灯和平面光灯照射到电池内部后，经棱镜45°的折射，图像呈1：1，当第一CCD相机拍照时，得到的即为电池内部结构的实际尺寸。装置测试结构操作简单，测试效率高，测试准确率高。但是，该申请只可检测指定的产品，兼容性较差；所述电池测试组件只可水平移动无法进行旋转和翻转，虽然相机能够进行角度调整，但是能够测量到的角度仍然有限，仍然需要对产品的位置进行人为更换无法保证重复精度，数据容易产生偏差；需增加相应的光源对棱镜进行控制，设备较为繁琐。

因此，开发一种能够解决测量角度范围有限、检测数据偏差较大的问题，且定位和测量精度高、体积小、兼容率高的一种产品内壁尺寸检测机构，显然具有实际的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种产品内壁尺寸检测机构。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种产品内壁尺寸检测机构，包括检测装置和位于检测装置下方的产品旋转治具，所述产品旋转治具包括产品固定组件、转盘和用于驱动所述转盘旋转的驱动组件；

所述产品固定组件包括产品压块和位于所述产品压块下方的解锁装置；所述产品压块与所述转盘连接；

所述转盘的中部设置有产品放置台和光线折射装置，所述产品放置台的中部设置有供所述光线折射装置穿过的孔；

所述检测装置包括相机、镜头和光源。

优选地，所述产品旋转治具还包括支架，所述驱动组件位于所述支架的内部，所述转盘位于所述支架的上方，所述解锁装置位于所述支架的外部。

优选地，所述产品旋转治具上还设置有转盘定位装置，所述转盘定位装置包括感应片和感应器，所述感应器用于感应所述感应片；所述感应片位于所述转盘的下方，所述感应器位于所述支架上。

优选地，所述转盘与所述驱动组件之间设置有中空旋转平台。

优选地，所述光线折射装置的下方设置有固定轴，所述固定轴穿过中空旋转平台并与支架连接，所述光线折射装置与所述固定轴之间可拆卸连接。

上文中，所述驱动组件驱动所述中空旋转平台转动，所述中空旋转平台带动所述转盘转动；此时，所述转盘上的产品放置台、放置在产品放置台上的产品及感应片也旋转，位于所述支架上的感应器及固定轴不旋转，即位于所述固定轴上方的光线折射装置不旋转；所述感应器用于感应所述感应片旋转的位置以确定测量的方位。

优选地，所述光线折射装置包括棱镜和用于安装所述棱镜的安装台。

上文中，所述镜头位于所述相机和光源之间，所述光线折射装置、镜头、相机和光源的中心点位于一条直线上。

优选地，所述棱镜均匀分布在所述安装台的侧面，所述棱镜的数量根据所述产品需检测的方位而定。

优选地，所述安装台上设置安装所述棱镜的安装孔。

优选地，所述棱镜为直角棱镜或三棱镜中的一种，所述直角棱镜的顶角为15°~75°，更优选地为30°~60°，最优选地为45°。

优选地，所述产品压块位于所述产品放置台的侧面，所述产品压块的数量为至少一个，更优选地为两个，所述产品放置台上未设置有产品压块的侧面上设置有用于限定产品放置区域的螺丝柱。

优选地，所述解锁装置与所述产品压块之间设置有空隙，所述解锁装置包括气缸和位于所述气缸上方的轴承。

优选地，所述产品压块包括L型压块和亚克力块，所述L型压块包括水平部和竖直部，所述水平部设置在所述转盘的上方，所述竖直部贯穿所述转盘。

优选地，所述亚克力块位于所述L型压块的水平部上靠近所述产品放置台的一端。

优选地，所述竖直部的下端面为斜面，所述斜面与水平面的夹角为15°~75°。

优选地，所述竖直部靠近所述中空旋转平台的一侧的长度低于远离所述中空旋转平台的一侧。

优选地，所述产品压块与所述转盘之间弹性连接。

优选地，所述产品压块与所述转盘之间弹性连接通过在所述产品压块的水平部远离所述产品放置台的一端与所述转盘之间设置弹簧来实现。

上文中，所述气缸驱动所述轴承向上运动至与所述L型压块的竖直部接触，由于所述竖直部的下端面为斜面，所述轴承与所述竖直部接触时，所述产品压块受到所述轴承的压力的方向为左上方，即所述产品压块受压力后向左偏移紧压左侧的弹簧，此时，产品压块远离所述产品放置台，可向产品放置台上放置产品；当所述气缸停止驱动时，所述轴承远离所述产品压块，所述弹簧受到的压力消失，产品压块回归至所述产品放置台的一侧，若产品放置台上放置产品，则产品压块上的亚克力块紧压产品，所述亚克力块用于防止压力过大而对产品造成损坏。

优选地，所述产品内壁尺寸检测机构上还设置有控制所述检测装置和产品旋转治具的控制系统，所述控制系统包括数据处理单元、驱动单元和主控单元，所述主控单元用于向所述数据处理单元和驱动单元传输控制信号，并接收所述数据处理单元和驱动单元的反馈信号；

所述驱动单元用于控制所述驱动组件，所述数据处理单元用于接收并存储所述转盘定位装置中的传感器所得的位置数据和接收所述检测装置测量的产品尺寸的数据。

上文中，所述产品内壁尺寸检测机构运行过程中，所述控制系统中的主控单元实时检测并接收所有部件的运行状态数据，当部件产生故障时，所述主控单元及时报警提醒并切断对于其他部件的信号传输，自动停止机构运行。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本发明通过在光线折射装置上加设若干个棱镜实现光线的转换，无需增加另外的光源和检测设备，体积较小；通过产品旋转治具自动更换产品的位置，并通过感应器和感应片配合实时定位，定位精度和测量精度较高；通过产品压块和螺丝柱固定产品四周，能够适应不同形状和尺寸的产品，兼容性强。

2.本发明所述通过解锁装置与产品压块进行配合，实现了产品的自动化固定及解锁，通过在产品压块上设置亚克力块，防止压力过大而对产品造成损坏，实现无损测量。

3.本发明通过产品旋转治具进行测量后更换产品的方位，无需更换相机的角度，通过控制系统实现存储产品的测量数据和位置信息，实现了产品多角度多部件的模块化测量；很大程度上缩短了检测时间，提高了测量效率。

4.本发明通过控制系统实时监测装置跟部件的运行状态，遇到故障及时报警并自动切断信号，防止设备故障对产品造成的损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的一些附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一的整体结构示意图；

图2为本发明实施例一中产品旋转治具的结构示意图；

图3为本发明实施例一中产品旋转治具的剖视图；

图4是本发明实施例一中光线折射装置的结构示意图。

其中，1、检测装置；2、产品旋转治具；3、产品固定组件；4、转盘；5、驱动组件；6、支架；7、转盘定位装置；8、产品放置台；9、光线折射装置；10、中空旋转平台；14、固定轴；

11、相机；12、镜头；13、光源；

31、螺丝柱；32、产品压块；33、解锁装置；34、安装槽；

331、气缸；332轴承；

321、L型压块；322、亚克力块；323、水平部；324、竖直部；325、斜面；

71、感应片；72、感应器；

91、棱镜；92、安装台。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本实施例以测量产品内壁四个角的螺丝安装孔的尺寸为例，介绍一种产品内壁尺寸检测机构。

参见图1，一种产品内壁尺寸检测机构，包括检测装置1和位于检测装置1下方的产品旋转治具2，所述产品旋转治具2包括产品固定组件3、转盘4和用于驱动所述转盘4旋转的驱动组件5；

所述产品固定组件3包括产品压块32和位于所述产品压块32下方的解锁装置33；所述产品压块32与所述转盘4连接；

所述转盘4的中部设置有产品放置台8和光线折射装置9，所述产品放置台8的中部设置有供所述光线折射装置9穿过的孔；

所述检测装置1包括相机11、镜头12和光源13。

进一步的，所述产品旋转治具2还包括支架6，所述驱动组件5位于所述支架6的内部，所述转盘4位于所述支架6的上方，所述解锁装置33位于所述支架6的外部。

如附图2所示，所述产品旋转治具2上还设置有转盘定位装置7，所述转盘定位装置7包括感应片71和感应器72，所述感应器72用于感应所述感应片71；所述感应片71位于所述转盘4的下方，所述感应器72位于所述支架6上。

进一步的，所述转盘4与所述驱动组件5之间设置有中空旋转平台10。

如附图3所示，所述光线折射装置9的下方设置有固定轴14，所述固定轴14穿过中空旋转平台10并与支架6连接，所述光线折射装置9与所述固定轴14之间可拆卸连接。

进一步的，所述驱动组件5驱动所述中空旋转平台10转动，所述中空旋转平台10带动所述转盘4转动；此时，所述转盘4上的产品放置台8、放置在产品放置台8上的产品及感应片71也旋转，位于所述支架6上的感应器72及固定轴14不旋转，即位于所述固定轴14上方的光线折射装置9不旋转；所述感应器72用于感应所述感应片71旋转的位置以确定测量的方位。

如附图4所示，所述光线折射装置9包括棱镜91和用于安装所述棱镜91的安装台92。

进一步的，所述安装台92上设置有安装所述棱镜91的安装孔。

进一步的，所述镜头12位于所述相机11和光源13之间，所述光线折射装置9、镜头12、相机11和光源13的中心点位于一条直线上。

进一步的，所述棱镜91的数量为4个，4个所述棱镜91均匀分布在所述安装台92的侧面。

进一步的，所述棱镜91为直角棱镜，所述直角棱镜的顶角为45°。

进一步的，所述产品压块32位于所述产品放置台8的侧面，所述产品压块32的数量为两个，两个所述产品压块32设置在产品放置台8相邻的侧面上，所述产品放置台8上未设置有产品压块32的侧面上设置有用于限定产品放置区域的螺丝柱31。

进一步的，所述侧面上的螺丝柱31的数量为2。

进一步的，所述每个产品压块32下方设置有对应的解锁装置33。

进一步的，所述解锁装置33与所述产品压块32之间设置有空隙，所述解锁装置33包括气缸331和位于所述气缸331上方的轴承332。

进一步的，所述产品压块32包括L型压块321和亚克力块322，所述L型压块321包括水平部323和竖直部324，所述水平部323设置在所述转盘4的上方，所述竖直部324贯穿所述转盘4。

进一步的，所述亚克力块322位于所述L型压块321的水平部323上靠近所述产品放置台8的一端。

进一步的，所述竖直部324的下端面为斜面325，所述斜面325与水平面的夹角为45°。

进一步的，所述竖直部324靠近所述中空旋转平台10的一侧的长度低于远离所述中空旋转平台10的一侧。

进一步的，所述转盘4上设置有用于放置所述产品压块32的安装槽34，所述安装槽34的面积大于所述水平部323和亚克力块322的面积，即所述安装槽34上设置有供产品压块32移动的空隙。

进一步的，所述产品压块32与所述转盘4之间弹性连接。

进一步的，所述产品压块32与所述转盘4之间的弹性连接通过在所述产品压块32的水平部远离所述产品放置台8的一端与所述转盘4之间设置弹簧来实现。

进一步的，所述气缸331驱动所述轴承向上运动至与所述L型压块321的竖直部324接触，由于所述竖直部324的下端面为斜面，所述轴承332与所述竖直部324接触时，所述产品压块32受到所述轴承332的压力的方向为左上方，即所述产品压块32受压力后向左偏移紧压左侧的弹簧，此时，产品压块32远离所述产品放置台8，可向产品放置台8上放置产品；当所述气缸331停止驱动时，所述轴承332远离所述产品压块32，所述弹簧受到的压力消失，产品压块32回归至所述产品放置台8的一侧，若产品放置台8上放置产品，则产品压块32上的亚克力块322紧压产品，所述亚克力块322用于防止压力过大而对产品造成损坏。

优选地，所述产品内壁尺寸检测机构上还设置有控制所述检测装置1和产品旋转治具2的控制系统，所述控制系统包括数据处理单元、驱动单元和主控单元，所述主控单元用于向所述数据处理单元和驱动单元传输控制信号，并接收所述数据处理单元和驱动单元的反馈信号；

所述驱动单元用于控制所述驱动组件，所述数据处理单元用于接收并存储所述转盘定位装置7中的感应器72所得的位置数据和接收所述检测装置1测量的产品尺寸的数据。

所述产品内壁尺寸检测机构的工作步骤包括：

S1、根据产品所需测量的部位及角度安装光线折射装置9；

S2、驱动所述解锁装置33上的气缸331，此时所述产品压块32远离所述产品放置台8；

S3、在产品放置台8上放置产品；

S4、所述气缸331停止驱动，此时所述产品压块32上的亚克力块322紧压产品；

S5、驱动所述驱动组件5，中空旋转平台10带动所述转盘4及转盘4上的产品转动；

S6、所述检测装置1进行检测，所述感应器72感应感应片71的位置；

S7、数据处理模块接受并存储步骤S5中检测到的尺寸数据及感应到的位置数据；

S8、重复步骤S5~S7，直至产品的所有待测部位均测量完毕；

S9、所述驱动组件5停止驱动，驱动所述解锁装置33上的气缸331，将所述产品压块32远离所述产品放置台8；

S10、取出产品。

进一步的，由于本实施例所需测量的是产品内壁四个角的螺丝安装孔的尺寸，因此选用的棱镜91均匀分布于所述安装台92的四个角，与所述产品内壁四个角相对应。

进一步的，所述产品内壁尺寸检测机构运行过程中，所述控制系统中的主控单元实时检测并接收所有部件的运行状态数据，当部件产生故障时，所述主控单元及时报警提醒并切断对于其他部件的信号传输，自动停止机构运行。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种产品内壁尺寸检测机构，其特征在于，包括检测装置和位于检测装置下方的产品旋转治具，所述产品旋转治具包括产品固定组件、转盘和用于驱动所述转盘旋转的驱动组件；

所述产品固定组件包括产品压块和位于所述产品压块下方的解锁装置；所述产品压块与所述转盘连接；

所述转盘的中部设置有产品放置台和光线折射装置，所述产品放置台的中部设置有供所述光线折射装置穿过的孔；

所述光线折射装置包括棱镜和用于安装所述棱镜的安装台，所述安装台上设置安装所述棱镜的安装孔，所述棱镜均匀分布在所述安装台的侧面，所述棱镜的数量根据所述产品需检测的方位而定；

所述产品旋转治具上还设置有转盘定位装置，所述转盘定位装置包括感应片和感应器；

所述检测装置包括相机、镜头和光源；

所述转盘与所述驱动组件之间设置有中空旋转平台；

所述光线折射装置的下方设置有固定轴，所述固定轴穿过中空旋转平台并与支架连接；

所述产品内壁尺寸检测机构上还设置有控制所述检测装置和产品旋转治具的控制系统，所述控制系统包括数据处理单元、驱动单元和主控单元；

所述产品内壁尺寸检测机构的工作步骤包括：

S1、根据产品所需测量的部位及角度安装光线反射装置；

S2、驱动所述解锁装置上的气缸，此时所述产品压块远离所述产品放置台；

S3、在产品放置台上放置产品；

S4、所述气缸停止驱动，此时所述产品压块上的亚克力块紧压产品；

S5、驱动所述驱动组件，中空旋转平台带动所述转盘及转盘上的产品转动；

S6、所述检测装置进行检测，所述感应器感应感应片的位置；

S7、数据处理模块接受并存储步骤S5中检测到的尺寸数据及感应到的位置数据；

S8、重复步骤S5~S7，直至产品的所有待测部位均测量完毕；

S9、所述驱动组件停止驱动，驱动所述解锁装置上的气缸，将所述产品压块远离所述产品放置台；

S10、取出产品。

2.如权利要求1所述的一种产品内壁尺寸检测机构，其特征在于，所述产品旋转治具还包括支架，所述驱动组件位于所述支架的内部，所述转盘位于所述支架的上方，所述解锁装置位于所述支架的外部。

3.如权利要求1所述的一种产品内壁尺寸检测机构，其特征在于，所述解锁装置与所述产品压块之间设置有空隙，所述解锁装置包括气缸和位于所述气缸上方的轴承。

4.如权利要求1所述的一种产品内壁尺寸检测机构，其特征在于，所述产品压块为L型压块，所述L型压块包括水平部和竖直部，所述水平部设置在所述转盘的上方，所述竖直部贯穿所述转盘。

5.如权利要求4所述的一种产品内壁尺寸检测机构，其特征在于，所述竖直部的下端面为斜面。

6.如权利要求1所述的一种产品内壁尺寸检测机构，其特征在于，所述产品压块与所述转盘之间弹性连接。

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