CN116147555A - 一种石墨夹头内螺纹尺寸的检测装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石墨产品尺寸检测技术领域，具体涉及一种石墨夹头内螺纹尺寸的检测装置及控制方法。石墨夹头的第一内螺纹和检测螺纹旋合，微动开关的碰珠接触在前斜面上被按压下时产生电信号，检测头压在石墨夹头的第一外倒角和第一内螺纹牙牙顶的相接点，位移传感器开始采集数据，检测头的顶点位于第一内螺纹牙的正上方，被第一内螺纹牙支撑起来；第一内螺纹牙相对于检测螺纹旋转，检测头与第一内螺纹牙牙顶滑动摩擦，位移传感器检测到的数据是螺纹牙径向偏差；本发明能有效测量残缺第一内螺纹总度数，以便于判定石墨夹头是否合格；能把深孔中同样的运动引出来测量，能完成常规量具不能测量、靠人的肉眼也不能目测的测量任务；自动化程度较高。

Description

一种石墨夹头内螺纹尺寸的检测装置及控制方法

技术领域

本发明涉及石墨产品尺寸检测技术领域，具体涉及一种石墨夹头内螺纹尺寸的检测装置及控制方法。

背景技术

石墨高温加热器的外围通常使用石墨保温桶。传统的石墨保温桶是整体成型的，限于加工设备型号和运输的条件，整体成型的石墨保温桶的外形尺寸不能太大。也有人把石墨保温桶设计成使用小型部件组装型的，每一个小部件单独加工和运输，到客户驻地再组装成一个比较大型的石墨保温桶。小部件之间使用联接件，比如石墨夹头与石墨螺栓配合起来联接，石墨夹头或者石墨螺栓的联接强度是非常重要的工艺参数。

所述的石墨夹头外形是圆柱形，石墨夹头的第一端面上设置内螺纹M64*6-6G，内螺纹的底孔是盲孔，内螺纹的孔的底部是一段退刀槽；内螺纹的孔的口部还设有外倒角，以便于外螺纹向里顺利进入旋合；退刀槽和内螺纹的结合部位有内倒角。石墨夹头的外圆柱面和内螺纹的轴心线重合。

和钢材不同，石墨材质硬脆易碎，在车削内螺纹牙过程中螺纹牙容易崩断，一般是齿顶部断裂，齿根部尺寸较宽，不易断裂，如图1中所示的断裂的螺纹牙15，最容易断裂的位置是中径和牙顶之间宽度较小的区域。和外螺纹旋合在一起成为螺旋副，崩断的内螺纹牙残缺不全，承受拉力的能力大幅降低。石墨夹头完整的内螺纹牙的承载能力都有不低于30%的富裕量，即使内螺纹有5%的残缺，也能满足使用要求，对外螺纹也允许残缺5%的比例，一对有残缺的螺纹副其承载能力有不低于20%的富裕量也可以接受。内螺纹牙顶半径方向的尺寸只要大于28.8毫米就认为偏大，不合格，是残缺的。残缺部位的总量超过内螺纹总角度量的5%，则认为该石墨夹头是不合格的。石墨夹头的内螺纹有12圈，即总角度是360°*12=4320°，其5%是216°，各处残缺的角度的累积总和不超过216°是合格的，否则，残缺的内螺纹牙太多，不合格。

外螺纹的检测手段比较多，比较容易测量，使用常规的游标卡尺、千分尺就能测量，也能目测，但是对于石墨夹头的内螺纹，游标卡尺或千分尺的卡爪不能深入到孔深处测量，也不能准确目测，没有很好的测量工具，很少有人研究相关的测量技术。

发明内容

本发明就是针对现有技术存在的上述不足，提供一种石墨夹头内螺纹尺寸的检测装置及控制方法，本发明能有效测量残缺第一内螺纹总度数，以便于判定石墨夹头是否合格；能把深孔中同样的运动引出来进行测量，能完成常规量具不能测量、靠人的肉眼也不能目测的测量任务；自动化程度较高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种石墨夹头内螺纹尺寸的检测装置，包括检测组件；所述检测组件包括检测臂、支撑架和位移传感器；所述检测臂的中部设有检测臂销轴，所述支撑架上设有销轴安装孔，检测臂销轴和销轴安装孔组合成铰链；所述检测臂的第一端设有推面，所述检测臂的第二端设有检测头，所述位移传感器的检测触头抵触在推面上。

本发明还包括机架，所述检测组件还包括弹簧，所述支撑架的第一端和机架固定联接，所述支撑架的第二端设有检测螺纹，所述检测螺纹是规格和公差等级为M64*6-5h的外螺纹；检测螺纹外形完整的圈数是1至2圈，外螺纹的两端设有倒角，存在于倒角位置的牙顶是不完整的外螺纹，这样的不完整的外螺纹和倒角在一起便于顺利进入旋合；检测螺纹的一侧还有检测探孔和检测臂安装缝，检测头位于检测探孔内，检测臂位于检测臂安装缝内，检测头远离检测螺纹轴心线的顶点与检测臂销轴轴心线的水平向距离A和位移传感器轴心线与检测臂销轴轴心线的水平向距离B相等，检测头顶点位于相邻两圈螺纹的中间；所述支撑架内还设置有弹簧室，弹簧的第一端固定联接在弹簧室的孔底，弹簧的第二端固定联接在检测头上；在弹簧的弹性力作用下，检测头远离检测螺纹轴心线的顶点压在第一内螺纹牙的牙顶；所述位移传感器的外壳和机架固定联接。

本发明还包括推送组件，所述推送组件包括平行三爪和三个夹紧爪；所述平行三爪包括气爪缸体和三个气爪爪体，所述平行三爪是SMC（中国）有限公司生产的气动元件，所述三个夹紧爪分别和三个气爪爪体固定联接，所述平行三爪驱动三个夹紧爪同步向平行三爪的轴心线方向平移，夹紧位于中间的石墨夹头的外圆柱面。

所述推送组件还包括伺服电机，所述伺服电机的输出轴和气爪缸体固定联接，所述伺服电机的输出轴沿着水平方向设置，所述伺服电机的输出轴和平行三爪的轴心线重合。

所述推送组件还包括滑块，所述滑块和伺服电机的外壳固定联接；所述机架上还设置固定设置有直线导轨，所述滑块和直线导轨配合成直线导轨副，滑块沿着直线导轨在前后方向移动。

所述推送组件还包括推送气缸，所述推送气缸的一端和机架联接，所述推送气缸的另一端和伺服电机的外壳联接。

所述机架还包括微动开关，所述推送组件还包括开关滑板；所述微动开关的壳体和机架固定联接，所述开关滑板和伺服电机固定联接，所述开关滑板上设置有前斜面、中平面和后斜面；推送气缸推送石墨夹头向前平移，当微动开关的碰珠接触在前斜面上被按压下时产生电信号，检测头压在石墨夹头的第一外倒角和第一内螺纹牙牙顶的相接点，位移传感器从此刻开始采集数据；微动开关的碰珠滚过前斜面后再沿着中平面滚动，微动开关的碰珠保持被按压状态，然后又滚到后斜面，微动开关的碰珠逐渐松弛直到解除按压状态，此刻检测头压在第一内倒角和第一内螺纹牙牙顶的相接点，位移传感器此刻停止采集数据。

所述检测组件还包括压臂气缸；所述压臂气缸的缸体和支撑架固定联接，所述压臂气缸的活塞杆伸展开，克服弹簧的弹性力压紧检测臂的前端，使检测头完全脱离开第一内螺纹牙。

本发明还包括可编程逻辑控制器，所述位移传感器、微动开关、平行三爪、伺服电机、推送气缸和压臂气缸分别与可编程逻辑控制器电联接。

本发明还包括校验器；所述校验器的外形是圆柱形，校验器的第一端面上设置第二内螺纹M64*6，第二内螺纹的底孔是盲孔，第二内螺纹的孔的底部是一段退刀槽；第二内螺纹的孔的口部还设有第二外倒角，以便于外螺纹向里进入旋合；退刀槽和第二内螺纹的结合部位有第二内倒角。校验器的外圆柱面和第二内螺纹的轴心线重合。所述校验器的外形尺寸与石墨夹头的基本尺寸相同，只是公差等级更高，尺寸更精确，校验器第二内螺纹的牙顶直径严格等于28.8毫米，用于校验本发明的初始测量读数。

本发明的工作过程是这样的。

1.校验零点。参考以下的步骤2至步骤5，人工把校验器放入三个夹紧爪所围拢的空间，位移传感器检测采集到数据，并把此时的数据定义为零毫米；以此处为螺纹牙径向尺寸的基准，位移传感器的检测触头伸出时的读数是负数。参考以下的步骤12和步骤13，取走校验器。

2.人工把石墨夹头放入三个夹紧爪所围拢的空间，石墨夹头的第一端面背向平行三爪。

3.平行三爪驱动三个夹紧爪夹紧石墨夹头。

4.伺服电机驱动石墨夹头以5秒/转的速度旋转，推送气缸推送石墨夹头朝检测组件的方向，即前方平移，直到检测头触碰到石墨夹头的第一外倒角的轮廓面，弹簧的弹性力使检测头压紧第一外倒角的轮廓面，检测头克服弹簧的弹性力随着第一外倒角的内锥面向检测螺纹轴心线方向偏移，检测臂整体摆动，推面触碰位移传感器；石墨夹头的第一内螺纹和检测螺纹旋合，组成螺纹副；在检测头触碰到第一外倒角的内锥面之后、在进入旋合之前的一段时间石墨夹头被检测头阻挡住不能前进，两者相对滑动旋转不超过一圈，直到石墨夹头的第一内螺纹牙对准并插入检测螺纹的牙槽，石墨夹头的第一内螺纹和检测螺纹进入旋合又开始前进；刚开始旋合的是倒角处的不完整螺纹，直到石墨夹头的第一内螺纹和检测螺纹两者的完整螺纹开始进入旋合。

5.微动开关的碰珠接触在前斜面上被按压下时产生电信号，检测头压在石墨夹头的第一外倒角和第一内螺纹牙牙顶的相接点，位移传感器开始采集数据，伺服电机的输出转角C和位移传感器采集的螺纹牙径向偏差ΔR一一对应。其中输出转角C的单位是角度，ΔR的单位是毫米。

6.保持五秒钟，推送气缸泄压；此时检测螺纹的一圈已经和第一内螺纹牙旋合；所述的泄压是指推送气缸的有杆腔和无杆腔都和大气相通，推送气缸的活塞在推送气缸的腔体内是自由的，用很小的力克服摩擦力就能推动活塞平移；推送气缸不妨碍推送组件平移。

在检测螺纹的限定作用下，检测头的顶点正好位于第一内螺纹牙的正上方，被第一内螺纹牙支撑起来；第一内螺纹牙相对于检测螺纹旋转，检测头始终压在螺纹牙顶，与第一内螺纹牙牙顶滑动摩擦；

如果某处的螺纹牙有崩断的部位，则检测头在弹簧的弹性力作用下压在崩断面的顶部，检测头随着该崩断面的顶部远离检测螺纹轴心线，与螺纹牙径向尺寸的基准相比产生了螺纹牙径向偏差ΔR。当崩断部位旋转过去，完整的螺纹牙又重新旋转回到检测头下部，检测头克服弹簧的弹性力作用又上升到正常位置。

由于检测头的顶点与检测臂销轴轴心线的水平向距离A和位移传感器轴心线与检测臂销轴轴心线的水平向距离B相等，检测头向下移动了螺纹牙径向偏差ΔR时，位移传感器和推面的接触点同时向上移动了ΔR，位移传感器检测到的数据就是螺纹牙径向偏差ΔR。

7.当检测头压在第一内倒角和第一内螺纹牙牙顶的相接点时，微动开关的碰珠正好解除按压状态，位移传感器停止采集数据，伺服电机停止旋转。

8.压臂气缸伸展开，克服弹簧的弹性力压紧检测臂的前端，使检测臂摆动，使检测头向上摆动完全脱离开第一内螺纹牙。

9.伺服电机反向旋转，带动石墨夹头反向旋转，螺纹副驱动石墨夹头向后退出，微动开关重新被按压。推送气缸的活塞杆被动地向后退。

10.第一内螺纹牙从检测螺纹上脱离开时，微动开关被解除按压，产生电信号，然后伺服电机停止转动，推送气缸拖动石墨夹头继续向后移动，在夹紧爪和检测组件之间产生足够大的拆卸空间。

11.压臂气缸收缩，解除对检测臂的压紧，检测头下降到初始位置。

12.平行三爪驱动三个夹紧爪解除对石墨夹头的夹紧。

13.人工取下石墨夹头，更换另一个待检测的石墨夹头。

14.以伺服电机的旋转角度为横坐标，以螺纹牙径向偏差ΔR为纵坐标建立直径坐标系，把采集到的数据标记在该坐标系中；如果崩断的螺纹牙累积的总度数大于216°，该石墨夹头是不合格品。

一种石墨夹头内螺纹尺寸的检测装置的控制方法，包括如下步骤：

S1.平行三爪驱动三个夹紧爪夹紧石墨夹头；

S2.伺服电机以5秒/转的转速驱动石墨夹头旋转；

S3.推送气缸推送石墨夹头朝前平移；

S4.微动开关被按压产生电信号，开始计时，位移传感器开始采集数据；

S5.五秒钟后，推送气缸泄压；

S6.微动开关被解除按压，产生电信号，位移传感器停止采集数据，伺服电机停止旋转；

S7.压臂气缸伸展；

S8.伺服电机反向旋转；

S9.微动开关被按压；

S10.微动开关被解除按压并产生电信号；

S12.伺服电机停止；

S13.推送气缸拖动石墨夹头向后移动；

S14.压臂气缸收缩；

S15.平行三爪驱动夹紧爪解除对石墨夹头的夹紧。

本发明的有益效果是：有效测量残缺第一内螺纹总度数，以便于判定石墨夹头是否合格；能把深孔中同样的运动引出来进行测量，能完成常规量具不能测量、靠人的肉眼也不能目测的测量任务；自动化程度较高；能有效提高石墨保温桶的强度，防止发生安全事故，确保生产安全。

附图说明

图1是石墨夹头的三维结构示意图；

图2是本发明实施例1的正向局部剖视图；

图3是图2中M处的局部放大视图；

图4是检测组件的正向局部剖视图；

图5是检测臂的三维结构示意图；

图6是支撑架的三维结构示意图；

图7是支撑架的正向局部剖视图；

图8是推送组件的三维结构示意图；

图9是开关滑板的正视图；

图10是本发明实施例1夹持校验器校验零点的正向局部剖视图；

图11是本发明实施例1控制系统的控制关系示意图；

图12是螺纹牙径向偏差ΔR随着伺服电机的输出转角C的变化曲线图；

图13是本发明实施例2控制方法的工艺流程示意图。

图中：

1-石墨夹头；11-第一端面；12-第一内螺纹牙；13-第一外倒角；14-退刀槽；15-断裂的螺纹牙；16-螺纹牙径向尺寸的基准；17-第一内倒角；2-检测组件；21-检测臂；211-检测臂销轴；212-检测头；213-推面；22-支撑架；221-检测螺纹；222-检测探孔；223-销轴安装孔；224-检测臂安装缝；225-弹簧室；23-位移传感器；24-弹簧；25-压臂气缸；3-推送组件；31-平行三爪；311-气爪缸体；312-气爪爪体；32-夹紧爪；33-伺服电机；34-滑块；35-推送气缸；36-开关滑板；361-前斜面；362-中平面；363-后斜面；4-机架；41-直线导轨；42-微动开关；5-校验器。

具体实施方式

下面将结合实施例及附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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1，一种石墨夹头内螺纹尺寸的检测装置，如图1-图12所示，包括检测组件2；所述检测组件2包括检测臂21、支撑架22和位移传感器23；所述检测臂21的中部设有检测臂销轴211，所述支撑架22上设有销轴安装孔223，检测臂销轴211和销轴安装孔223组合成铰链；所述检测臂21的第一端设有推面213，所述检测臂21的第二端设有检测头212，所述位移传感器23的检测触头抵触在推面213上。

如图4所示，本实施例还包括机架4，所述检测组件2还包括弹簧24，所述支撑架22的第一端和机架4固定联接，所述支撑架22的第二端设有检测螺纹221，所述检测螺纹221是规格和公差等级为M64*6-5h的外螺纹；检测螺纹221外形完整的圈数是一圈，外螺纹的两端设有倒角，存在于倒角位置的牙顶是不完整的外螺纹，这样的不完整的外螺纹和倒角在一起便于顺利进入旋合；检测螺纹221的一侧还有检测探孔222和检测臂安装缝224，检测头212位于检测探孔222内，检测臂21位于检测臂安装缝224内，检测头212远离检测螺纹221轴心线的顶点与检测臂销轴211轴心线的水平向距离A和位移传感器23轴心线与检测臂销轴211轴心线的水平向距离B相等，检测头212顶点位于相邻两圈螺纹的中间；所述支撑架22内还设置有弹簧室225，弹簧24的第一端固定联接在弹簧室225的孔底，弹簧24的第二端固定联接在检测头212上；在弹簧24的弹性力作用下，检测头212远离检测螺纹221轴心线的顶点压在第一内螺纹牙12的牙顶；所述位移传感器23的外壳和机架4固定联接。

如图2和图8所示，本实施例还包括推送组件3，所述推送组件3包括平行三爪31和三个夹紧爪32；所述平行三爪31包括气爪缸体311和三个气爪爪体312，所述平行三爪31是SMC（中国）有限公司生产的气动元件，所述三个夹紧爪32分别和三个气爪爪体312固定联接，所述平行三爪31驱动三个夹紧爪32同步向平行三爪31的轴心线方向平移，夹紧位于中间的石墨夹头1的外圆柱面。

所述推送组件3还包括伺服电机33，所述伺服电机33的输出轴和气爪缸体311固定联接，所述伺服电机33的输出轴沿着水平方向设置，所述伺服电机33的输出轴和平行三爪31的轴心线重合。

所述推送组件3还包括滑块34，所述滑块34和伺服电机33的外壳固定联接；所述机架4上还设置固定设置有直线导轨41，所述滑块34和直线导轨41配合成直线导轨副，滑块34沿着直线导轨41在前后方向移动。

所述推送组件3还包括推送气缸35，所述推送气缸35的一端和机架4联接，所述推送气缸35的另一端和伺服电机33的外壳联接。

如图2和图9所示，所述机架4还包括微动开关42，所述推送组件3还包括开关滑板36；所述微动开关42的壳体和机架4固定联接，所述开关滑板36和伺服电机33固定联接，所述开关滑板36上设置有前斜面361、中平面362和后斜面363；推送气缸35推送石墨夹头1向前平移，当微动开关42的碰珠接触在前斜面361上被按压下时产生电信号，检测头212压在石墨夹头1的第一外倒角13和第一内螺纹牙12牙顶的相接点，位移传感器23从此刻开始采集数据；微动开关42的碰珠滚过前斜面361后再沿着中平面362滚动，微动开关42的碰珠保持被按压状态，然后又滚到后斜面363，微动开关42的碰珠逐渐松弛直到解除按压状态，此刻检测头212压在第一内倒角17和第一内螺纹牙12牙顶的相接点，位移传感器23此刻停止采集数据。

如图4所示，所述检测组件2还包括压臂气缸25；所述压臂气缸25的缸体和支撑架22固定联接，所述压臂气缸25的活塞杆伸展开，克服弹簧24的弹性力压紧检测臂21的前端，使检测头212完全脱离开第一内螺纹牙12。当压臂气缸25完全收缩时完全离开检测臂21，不妨碍检测臂21上下自由摆动。

如图11所示，本实施例还包括可编程逻辑控制器，所述位移传感器23、微动开关42、平行三爪31、伺服电机33、推送气缸35和压臂气缸25分别与可编程逻辑控制器电联接。

如图10所示，本实施例还包括校验器5；所述校验器5的外形是圆柱形，校验器5的第一端面上设置第二内螺纹M64*6，第二内螺纹的底孔是盲孔，第二内螺纹的孔的底部是一段退刀槽；第二内螺纹的孔的口部还设有第二外倒角，以便于外螺纹向里进入旋合；退刀槽和第二内螺纹的结合部位有第二内倒角。校验器5的外圆柱面和第二内螺纹的轴心线重合。所述校验器5的外形尺寸与石墨夹头1的基本尺寸相同，只是公差等级更高，尺寸更精确，校验器5第二内螺纹的牙顶直径严格等于28.8毫米，用于校验本实施例的初始测量读数。

本实施例的工作过程是这样的。

1.校验零点。参考以下的步骤2至步骤5，人工把校验器5放入三个夹紧爪32所围拢的空间，位移传感器23检测采集到数据，并把此时的数据定义为零毫米；以此处为螺纹牙径向尺寸的基准16，位移传感器23的检测触头伸出时的读数是负数。参考以下的步骤12和步骤13，取走校验器5。

2.人工把石墨夹头1放入三个夹紧爪32所围拢的空间，石墨夹头1的第一端面11背向平行三爪31。

3.平行三爪31驱动三个夹紧爪32夹紧石墨夹头1。

4.伺服电机33驱动石墨夹头1以5秒/转的速度旋转，推送气缸35推送石墨夹头1朝检测组件2的方向，即前方平移，直到检测头212触碰到石墨夹头1的第一外倒角13的轮廓面，弹簧24的弹性力使检测头212压紧第一外倒角13的轮廓面，检测头212克服弹簧24的弹性力随着第一外倒角13的内锥面向检测螺纹221轴心线方向偏移，检测臂21整体摆动，推面213触碰位移传感器23；石墨夹头1的第一内螺纹和检测螺纹221旋合，组成螺纹副；在检测头212触碰到第一外倒角13的内锥面之后、在进入旋合之前的一段时间石墨夹头1被检测头212阻挡住不能前进，两者相对滑动旋转不超过一圈，直到石墨夹头1的第一内螺纹牙12对准并插入检测螺纹221的牙槽，石墨夹头1的第一内螺纹和检测螺纹221进入旋合又开始前进；刚开始旋合的是倒角处的不完整螺纹，直到石墨夹头1的第一内螺纹和检测螺纹221两者的完整螺纹开始进入旋合。

5.微动开关42的碰珠接触在前斜面361上被按压下时产生电信号，检测头212压在石墨夹头1的第一外倒角13和第一内螺纹牙12牙顶的相接点，位移传感器23开始采集数据，伺服电机33的输出转角C和位移传感器23采集的螺纹牙径向偏差ΔR一一对应。其中输出转角C的单位是角度，ΔR的单位是毫米。

6.保持五秒钟，推送气缸35泄压；此时检测螺纹221的一圈已经和第一内螺纹牙12旋合；所述的泄压是指推送气缸35的有杆腔和无杆腔都和大气相通，推送气缸35的活塞在推送气缸35的腔体内是自由的，用很小的力克服摩擦力就能推动活塞平移；推送气缸35不妨碍推送组件3平移。

在检测螺纹221的限定作用下，检测头212的顶点正好位于第一内螺纹牙12的正上方，被第一内螺纹牙12支撑起来；第一内螺纹牙12相对于检测螺纹221旋转，检测头212始终压在螺纹牙顶，与第一内螺纹牙12牙顶滑动摩擦；

如果某处的螺纹牙有崩断的部位，则检测头212在弹簧24的弹性力作用下压在崩断面的顶部，检测头212随着该崩断面的顶部远离检测螺纹221轴心线，与螺纹牙径向尺寸的基准16相比产生了螺纹牙径向偏差ΔR。当崩断部位旋转过去，完整的螺纹牙又重新旋转回到检测头212下部，检测头212克服弹簧24的弹性力作用又上升到正常位置。

由于检测头212的顶点与检测臂销轴211轴心线的水平向距离A和位移传感器23轴心线与检测臂销轴211轴心线的水平向距离B相等，检测头212向下移动了螺纹牙径向偏差ΔR时，位移传感器23和推面213的接触点同时向上移动了ΔR，位移传感器23检测到的数据就是螺纹牙径向偏差ΔR。

7.当检测头212压在第一内倒角17和第一内螺纹牙12牙顶的相接点时，微动开关42的碰珠正好解除按压状态，位移传感器23停止采集数据，伺服电机33停止旋转。

8.压臂气缸25伸展开，克服弹簧24的弹性力压紧检测臂21的前端，使检测臂21摆动，使检测头212向上摆动完全脱离开第一内螺纹牙12。

9.伺服电机33反向旋转，带动石墨夹头1反向旋转，螺纹副驱动石墨夹头1向后退出，微动开关42重新被按压。推送气缸35的活塞杆被动地向后退。此过程检测头212与第一内螺纹牙12不接触，避免检测头212与第一内螺纹牙12摩擦。

10.第一内螺纹牙12从检测螺纹221上脱离开时，微动开关42被解除按压，产生电信号，然后伺服电机33停止转动，推送气缸35拖动石墨夹头1继续向后移动，在夹紧爪32和检测组件2之间产生足够大的拆卸空间。

11.压臂气缸25收缩，解除对检测臂21的压紧，检测头212下降到初始位置。

12.平行三爪31驱动三个夹紧爪32解除对石墨夹头1的夹紧。

13.人工取下石墨夹头1，更换另一个待检测的石墨夹头1。

14.以伺服电机33的旋转角度为横坐标，以螺纹牙径向偏差ΔR为纵坐标建立直径坐标系，把采集到的数据标记在该坐标系中，如图12所示是螺纹牙径向偏差ΔR随着伺服电机的输出转角C的变化曲线图；从图中可以看出，螺纹牙径向偏差ΔR小于零毫米的区间有两个，分别为[583°，992°]和[2235°，2801°]两个区间范围的累积共度数为：（992°-583°）+（2801°-2235°）=975°，对应着有两处螺纹牙崩断；石墨夹头1的第一内螺纹有效度数为4320°，即总共有12圈，允许崩断的极限度数为：4320°*5%=216°，975°明显大于216°，所以崩断的螺纹牙太多，该石墨夹头1是不合格品。

所述的前方是这样的，检测组件2在推送组件3的正前方，与前方相反的方向是后方。

实施例2，一种石墨夹头内螺纹尺寸的检测装置的控制方法，如图13所示，包括如下步骤：

S1.平行三爪31驱动三个夹紧爪32夹紧石墨夹头1；

S2.伺服电机33以5秒/转的转速驱动石墨夹头1旋转；

S3.推送气缸35推送石墨夹头1朝前平移；

S4.微动开关42被按压产生电信号，开始计时，位移传感器23开始采集数据；

S5.五秒钟后，推送气缸35泄压；

S6.微动开关42被解除按压，产生电信号，位移传感器23停止采集数据，伺服电机33停止旋转；

S7.压臂气缸25伸展；

S8.伺服电机33反向旋转；

S9.微动开关42被按压；

S10.微动开关42被解除按压并产生电信号；

S12.伺服电机33停止；

S13.推送气缸35拖动石墨夹头1向后移动；

S14.压臂气缸25收缩；

S15.平行三爪31驱动夹紧爪32解除对石墨夹头1的夹紧。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种石墨夹头内螺纹尺寸的检测装置，包括检测组件（2）；其特征在于：所述检测组件（2）包括检测臂（21）、支撑架（22）和位移传感器（23）；所述检测臂（21）的中部设有检测臂销轴（211），所述支撑架（22）上设有销轴安装孔（223），检测臂销轴（211）和销轴安装孔（223）组合成铰链；所述检测臂（21）的第一端设有推面（213），所述检测臂（21）的第二端设有检测头（212），所述位移传感器（23）的检测触头抵触在推面（213）上。

2.如权利要求1所述的一种石墨夹头内螺纹尺寸的检测装置，其特征在于：还包括机架（4），所述检测组件（2）还包括弹簧（24），所述支撑架（22）的第一端和机架（4）固定联接，所述支撑架（22）的第二端设有检测螺纹（221），所述检测螺纹（221）是外螺纹；检测螺纹（221）外形完整的圈数是1至2圈；检测螺纹（221）的一侧还有检测探孔（222）和检测臂安装缝（224），检测头（212）位于检测探孔（222）内，检测臂（21）位于检测臂安装缝（224）内，检测头（212）远离检测螺纹（221）轴心线的顶点与检测臂销轴（211）轴心线的水平向距离A和位移传感器（23）轴心线与检测臂销轴（211）轴心线的水平向距离B相等，检测头（212）的顶点位于相邻两圈螺纹的中间；所述支撑架（22）内还设置有弹簧室（225），弹簧（24）的第一端固定联接在弹簧室（225）的孔底，弹簧（24）的第二端固定联接在检测头（212）上；在弹簧（24）的弹性力作用下，检测头（212）的顶点压在第一内螺纹牙（12）的牙顶；所述位移传感器（23）的外壳和机架（4）固定联接。

3.如权利要求2所述的一种石墨夹头内螺纹尺寸的检测装置，其特征在于：还包括推送组件（3），所述推送组件（3）包括平行三爪（31）和三个夹紧爪（32）；所述平行三爪（31）包括气爪缸体（311）和三个气爪爪体（312），所述三个夹紧爪（32）分别和三个气爪爪体（312）固定联接，所述平行三爪（31）驱动三个夹紧爪（32）同步向平行三爪（31）的轴心线方向平移，夹紧位于中间的石墨夹头（1）的外圆柱面。

4.如权利要求3所述的一种石墨夹头内螺纹尺寸的检测装置，其特征在于：所述推送组件（3）还包括伺服电机（33），所述伺服电机（33）的输出轴和气爪缸体（311）固定联接，所述伺服电机（33）的输出轴沿着水平方向设置，所述伺服电机（33）的输出轴和平行三爪（31）的轴心线重合。

5.如权利要求4所述的一种石墨夹头内螺纹尺寸的检测装置，其特征在于：所述推送组件（3）还包括滑块（34），所述滑块（34）和伺服电机（33）的外壳固定联接；所述机架（4）上还固定设置有直线导轨（41），所述滑块（34）和直线导轨（41）配合成直线导轨副，滑块（34）沿着直线导轨（41）在前后方向移动；所述推送组件（3）还包括推送气缸（35），所述推送气缸（35）的一端和机架（4）联接，所述推送气缸（35）的另一端和伺服电机（33）的外壳联接。

6.如权利要求5所述的一种石墨夹头内螺纹尺寸的检测装置，其特征在于：所述机架（4）还包括微动开关（42），所述推送组件（3）还包括开关滑板（36）；所述微动开关（42）的壳体和机架（4）固定联接，所述开关滑板（36）和伺服电机（33）固定联接，所述开关滑板（36）上设置有前斜面（361）、中平面（362）和后斜面（363）；推送气缸（35）推送石墨夹头（1）向前平移，当微动开关（42）的碰珠接触在前斜面（361）上被按压下时产生电信号，检测头（212）压在石墨夹头（1）的第一外倒角（13）和第一内螺纹牙（12）牙顶的相接点，位移传感器（23）从此刻开始采集数据；微动开关（42）的碰珠滚过前斜面（361）后再沿着中平面（362）滚动，微动开关（42）的碰珠保持被按压状态，然后又滚到后斜面（363），微动开关（42）的碰珠逐渐松弛直到解除按压状态，此刻检测头（212）压在第一内倒角（17）和第一内螺纹牙（12）牙顶的相接点，位移传感器（23）此刻停止采集数据。

7.如权利要求6所述的一种石墨夹头内螺纹尺寸的检测装置，其特征在于：所述检测组件（2）还包括压臂气缸（25）；所述压臂气缸（25）的缸体和支撑架（22）固定联接，所述压臂气缸（25）的活塞杆伸展开，克服弹簧（24）的弹性力压紧检测臂（21）的前端，使检测头（212）脱离开第一内螺纹牙（12）。

8.如权利要求7所述的一种石墨夹头内螺纹尺寸的检测装置，其特征在于：还包括可编程逻辑控制器，所述位移传感器（23）、微动开关（42）、平行三爪（31）、伺服电机（33）、推送气缸（35）和压臂气缸（25）分别与可编程逻辑控制器电联接。

9.如权利要求8所述的一种石墨夹头内螺纹尺寸的检测装置，其特征在于：还包括校验器（5）；所述校验器（5）的外形是圆柱形，校验器（5）的第一端面上设置第二内螺纹；第二内螺纹的孔的口部还设有第二外倒角；校验器（5）的外圆柱面和第二内螺纹的轴心线重合。

10.一种石墨夹头内螺纹尺寸的检测装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.平行三爪（31）驱动三个夹紧爪（32）夹紧石墨夹头（1）；

S2.伺服电机（33）以5秒/转的转速驱动石墨夹头（1）旋转；

S3.推送气缸（35）推送石墨夹头（1）朝前平移；

S4.微动开关（42）被按压产生电信号，开始计时，位移传感器（23）开始采集数据；

S5.五秒钟后，推送气缸（35）泄压；

S6.微动开关（42）被解除按压，产生电信号，位移传感器（23）停止采集数据，伺服电机（33）停止旋转；

S7.压臂气缸（25）伸展；

S8.伺服电机（33）反向旋转；

S9.微动开关（42）被按压；

S10.微动开关（42）被解除按压并产生电信号；

S12.伺服电机（33）停止；

S13.推送气缸（35）拖动石墨夹头（1）向后移动；

S14.压臂气缸（25）收缩；

S15.平行三爪（31）驱动夹紧爪（32）解除对石墨夹头（1）的夹紧。

Images