CN106596571A - 一种回转类工件的检测方法和检测机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种回转类工件的检测方法和检测机构。该方法中，在电机输出轴驱动回转类工件转动的同时，以硬件或软件的形式输出信号，通知相机对所述回转类工件进行拍摄，由控制器同步记录所述电机输出轴的位置信息和所述相机拍摄的定位图片，由所述控制器的定位单元找到符合要求的所述定位图片和与其对应的所述电机输出轴位置信息，在所述控制器的运算单元找出一组用于拍摄所述回转类工件的待检测所述电机输出轴位置信息之后，再控制所述电机的转动和所述相机的拍摄，获得分析图片，由所述控制器的分析单元对所述分析图片进行分析，判断所述回转类工件是否合格。

Description

一种回转类工件的检测方法和检测机构

技术领域

本发明涉及一种检测方法和检测机构，具体地涉及一种回转类工件的检测方法和检测机构。

背景技术

当前，丝锥的检测，主要采用人工让丝锥沿其轴线旋转再以探针接触测量的方法，大批量生产时，人工成本大，无法实现自动化生产，而且，采用探针接触式测量，探针针头容易磨损，丝锥的轴心容易偏斜，旋转角位移也无法保持均匀、等速，这些都直接影响检测效果。

有鉴于此，本发明人专门研制了一种用于回转类工件检测的方法及控制检测精度符合要求的检测机构，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种回转类工件的检测方法，其使用控制器和相机来寻找回转类工件的检测位置，并在检测位置拍摄回转类工件的图像信息，经过控制器的分析单元来判断回转类工件的质量是否符合要求。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种回转类工件的检测方法，其特征在于：在电机输出轴驱动回转类工件转动的同时，以硬件或软件的形式输出信号，通知相机对所述回转类工件进行拍摄，由控制器同步记录所述电机输出轴的位置信息和所述相机拍摄的定位图片，由所述控制器的定位单元找到符合要求的所述定位图片和与其对应的所述电机输出轴位置信息，在所述控制器的运算单元找出一组用于拍摄所述回转类工件的待检测所述电机输出轴位置信息之后，再控制所述电机的转动和所述相机的拍摄，获得分析图片，由所述控制器的分析单元对所述分析图片进行分析，判断所述回转类工件是否合格。

该方法分为两个过程，过程一用于寻找工件的待检测电机输出轴位置，过程二用于检测回转类工件质量。在寻找到一组合适的检测电机输出轴位置之后，在该组位置拍摄，回转类工件的运动轨迹被清晰记录下来，由此判断得出回转类工件的质量是否符合要求。

在推荐的实施方式中，所述电机输出轴驱动所述回转类工件转动的同时，传动编码器，所述编码器以脉冲形式输出信号，通知所述相机对所述回转类工件进行拍摄，同时所述控制器记录所述电机输出轴位置信息。

本发明的另一目的在于提供一种回转类工件检测机构。

一种回转类工件检测机构，其特征在于：包括控制器、用以驱动回转类工件转动的电机和用以拍摄所述回转类工件的相机，所述控制器包括记录所述电机的输出轴位置信息的记录单元和同步接收所述相机连续拍摄定位图片的第一接收单元、找到符合设定要求的所述定位图片和与其对应的所述电机输出轴位置信息的定位单元、找到一组用于拍摄所述回转类工件的所述电机输出轴的待检测位置信息的运算单元、向所述相机和所述电机输出所述待检测位置信息，控制所述电机转动和所述相机拍摄分析图片的输出单元、接收所述分析图片的第二接收单元以及对所述分析图片进行分析的分析单元。

通过上述的结构，实现电机转动与相机拍摄的同步，从而提升检测精密性及检测效果。

在推荐的实施方式中，还包括滚轮组和位置可调的球轴承，所述滚轮组包括至少两个的滚轮，所述电机输出轴同时传动每一所述滚轮；所述球轴承可旋转地压设在所述滚轮组上，共同形成容纳所述回转类工件的间隙。

使用时，将本发明的检测机构安装在机台上，在间隙中放入被测回转类部件(如丝锥、棒材等)，回转类工件被压紧于球轴承与滚轮组之间，整个过程可保证被测回转类工件与双滚轮圆周面始终贴合，回转类工件的轴心几乎不发生偏斜，可控制在μm级别，旋转角位移保持均匀、等速。

在推荐的实施方式中，还包括向所述相机输出脉冲拍摄信号的编码器，所述电机为双轴步进电机，所述滚轮组为双滚轮，所述双轴步进电机的输出轴一端通过两同步带各自传动一所述滚轮，其输出轴另一端传动所述编码器；所述球轴承连接在用以调整其位置的按压机构上。

双轴步进电机带动双滚轮同向转动，双滚轮再带动回转类工件转动，回转类工件贴合在滚轮组圆周面上，以双滚轮圆周面为基准，通过计算双滚轮圆周长与回转类工件的圆周长的比值，得出回转类工件转动的位置。

控制方式如下：由双轴步进电机带动双滚轮旋转，从而带动回转类工件高精度旋转，使回转类工件的轴心几乎不发生偏斜。同时，双轴步进电机传动编码器，实现与相机同步，在控制器识别和计算出电机输出轴转动节点之后，控制双轴步进电机和相机工作，代替人工动作，实现自动检测，适合大批量生产。

另外，通过调整按压机构，调节球轴承位置，从而调整球轴承与双滚轮之间的间隙，以适用不同规格的回转类工件。

在推荐的实施方式中，所述双轴步进电机输出轴的一端连接一第一联轴器的一端，所述第一联轴器的另一端连接一主动轴，所述主动轴通过两同步带各自连接一所述滚轮；所述双轴步进电机输出轴的另一端连接在一第二联轴器的一端，所述第二联轴器的另一端连接所述编码器。

控制方式如下：由双轴步进电机通过第一联轴器带动双滚轮旋转，从而带动回转类工件高精度旋转，双轴步进电机通过第二联轴器传动编码器。

在推荐的实施方式中，还包括一基座，所述双滚轮为双精磨转轴，每一所述精磨转轴的尾部分别形成一同步带轮，每一所述同步带轮上分别套设驱动其转动的所述同步带，每一所述精磨转轴的中部分别安装于第一深沟球轴承的内孔，每一所述精磨转轴的头部均呈圆台式分布或圆柱式分布，每一所述第一深沟球轴承分别安装于所述基座的精磨孔内。将精磨转轴通过深沟球轴承安装在基座的精磨孔内，可进一步限制双精磨转轴的抖动，可以在回转类工件的旋转动作中，控制其轴心几乎不发生偏斜，进而降低回转类工件的抖动，检测结果更为准确。

在推荐的实施方式中，所述双精磨转轴的头部均呈三段圆台式分布。将头部设置成三段圆台式分布之后，可以降低被测回转类工件与精磨转轴的接触面积，这样，即使在回转类工作表面有少量不平整之时，也不会影响回转类工件的运动轨迹，其旋转运动更为稳定，即，不影响检测效果。

在推荐的实施方式中，所述球轴承为第二深沟球轴承，所述第二深沟球轴承和所述双滚轮之间形成容纳所述回转类工件的间隙。通过调整压轮机构，可以调整深沟球轴承与双滚轮之间的间隙，以适用不同规格的回转类工件。

在推荐的实施方式中，所述第二深沟球轴承与转轴、支架、带杆气缸、节流阀、减压阀形成用以调节所述第二深沟球轴承位置的压轮机构，所述压轮机构安装在所述基座上，所述第二深沟球轴承通过所述转轴可旋转地安装在支架上，所述支架与所述带杆气缸连接，所述带杆气缸所在气路***设置所述节流阀和所述减压阀。节流阀和减压阀用于调节气路压力，以调节压轮压力。

双滚轮与压轮机构为独立部件，可快速拆卸，易调节，方便维修、更换。

在推荐的实施方式中，还包括一可上下滑动的定位杆，所述定位杆位于所述回转类工件的正下方，所述定位杆的顶面接触所述回转类工件的底面。定位杆可防止回转类工作在旋转动作中，由于重力的作用，而发生向下的移动。

在推荐的实施方式中，所述双轴步进电机、所述双滚轮、所述压轮机构、所述编码器、所述基座和所述第一联轴器、所述第二联轴器完成装配后，安装于电动滑台上。通过电动滑台的移动，带动上述装置上下移动，以适用于不同长度工件的控制。当然，也可以将电动滑台设置成可以上下移动、也可以左右移动的方式。

附图说明

图1是本发明回转类工件检测机构的附视图；

图2是回转类工件检测机构(不包括相机和光源)的剖视图；

图3是回转类工件检测机构(不包括相机和光源)的立体示意图；

图4为双滚轮设置在基座中的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1、图2、图3和图4所示，是本发明的较佳实施例，回转类工件检测机构，包括双轴步进电机8、编码器6、基座1、双滚轮10和压轮机构2。

双轴步进电机8的输出轴的一端连接一第一联轴器5的一端，第一联轴器5的另一端连接一主动轴(图中未示)，主动轴(图中未示)通过两同步带(图中未示)各自连接一滚轮10；双轴步进电机输出轴8的另一端连接在一第二联轴器9的一端，第二联轴器9的另一端连接编码器6。双轴步进电机8连接控制器(图中未示)。

压轮机构2安装在基座1上。双滚轮10和压轮机构2的深沟球轴承21之间形成容纳回转类工件(如丝锥等，图中未示)的间隙3。压轮机构2与双滚轮10为独立部件，可快速拆卸，易调节，方便维修、更换。

通过调整压轮机构2的深沟球轴承21位置，可以调整压轮机构2的深沟球轴承21与双滚轮10之间的间隙，以适用不同规格的回转类工件。

双滚轮10为双精磨转轴，每一精磨转轴的尾部分别形成一同步带轮101(同步带轮)，每一同步带轮101上各自套设驱动其转动的上述同步带(图中未示)，每一所述精磨转轴的中部分别安装于深沟球轴承102的内孔，每一所述精磨转轴的头部103分别呈三段圆台式分布，每一深沟球轴承102分别固定安装于基座1的精磨孔内。

压轮机构2包括深沟球轴承21、转轴22、支架23、带杆气缸24、节流阀(图中未示)和减压阀(图中未示)，深沟球轴承21通过转轴22可旋转地安装在支架23上，支架23与带杆气缸24连接，带杆气缸24所在气路***设置节流阀和减压阀。节流阀和减压阀用于调节气路压力，以调节压轮机构压力。

1000万像素的相机50安装在可检测到丝锥运动轨迹信息的位置，编码器6输送脉冲信号给相机50。相机50连接控制器(图中未示)。

光源60设置在可照射到丝锥的位置。

双轴步进电机8、基座1、双滚轮10、压轮机构2、编码器6和第一联轴器5、所述第二联轴器9在连接板4完成装配后，再将连接板4安装于电动滑台7上。通过电动滑台7的移动，带动上述装置上下移动，以适用于不同长度丝锥的控制。

还包括一可上下滑动的定位杆11，定位杆11位于被测回转类工件的正下方，定位杆11的顶面接触回转类工件的底面。

当然，在变化的实施例中，可以不设置定位杆11。

采用上述方案后，将本发明的转类工件检测机构安装在机台上，使用时，将丝锥插装在压轮机构2的深沟球轴承21与微型冲子器1的双滚轮10之间，以双滚轮10的圆周面为基准，借助深沟球轴承21将丝锥压紧贴合在双滚轮10的圆周面上。

使用时，丝锥被压紧于压轮机构2的深沟球轴承21与微型冲子器1的双滚轮10之间，双轴步进电机8带动微型冲子器1的双滚轮10同向转动，双滚轮10带动丝锥转动，通过计算双滚轮10圆周长与丝锥圆周长的比值，得出丝锥转动的位置。整个过程可保证丝锥与双滚轮10的圆周面始终贴合，丝锥的轴心不偏斜，旋转角位移保持均匀、等速，可将径向跳动与轴向跳动控制在μm级别，从而提升控制效果。一般来说，深沟球轴承21与双滚轮10之间的压合力越大，丝锥的径向跳动与轴向跳动越小，深沟球轴承21与双滚轮10之间的压合力越小，丝锥的径向跳动与轴向跳动会有所增加。

控制方式如下：由双轴步进电机8通过第一联轴器5带动双滚轮10旋转，从而带动丝锥的高精度旋转，双轴步进电机8通过第二联轴器9传动编码器6，在控制器识别和计算出双轴步进电机8输出轴转动节点之后，同步控制双轴步进电机8和相机50工作，代替人工动作，实现自动检测，适合大批量生产。

控制器包括记录双轴步进电机8输出轴位置信息的记录单元和同步接收相机50连续拍摄定位图片的第一接收单元、找到符合设定要求的定位图片和与其对应的双轴步进电机8输出轴位置信息的定位单元、找到一组用于拍摄回转类工件(如丝锥等，图中未示)的双轴步进电机8输出轴的待检测位置信息的运算单元、向相机50和双轴步进电机8输出待检测位置信息，控制双轴步进电机8转动和相机50拍摄分析图片的输出单元、接收分析图片的第二接收单元以及对分析图片进行分析的分析单元。

举例来讲，双轴步进电机8以绝对位置的方式进行连续转动，编码器6与双轴步进电机8联动，双轴步进电机8每转n度，编码器6以脉冲形式输出信号，通知相机50进行拍摄，控制器的第一接收单元存贮所拍摄的定位图片，控制器的记录单元同步记录电机输出轴位置信息，并且通过双轴步进电机8的反馈，将每张定位图片与双轴步进电机8的转轴位置信息一一对应，控制器的定位单元找出定位图片中可以清晰识别丝锥最高棱的图片，控制器的运算单元调出定位图片所对应的双轴步进电机8的转轴位置信息，控制双轴步进电机8转动到该位置，同时发出信号，控制相机50进行拍摄，之后控制器的运算单元再通过其输出单元控制双轴步进电机8转动，通过计算双滚轮与丝锥的圆周比，控制丝锥转动到检测角度(对于4刃的丝锥是转4个90度，对于3刃的丝锥是转3个120度，以此类推)，同时发出信号，控制相机50进行拍摄。依照此法，控制器的运算单元通过其输出单元控制双轴步进电机8转动以控制丝锥再转动到检测角度，在所对应位置处，电脑都会给相机发出拍摄指令，以得到所需分析图片，这些图片就是后续用于检测分析的分析图片。控制器的第二接收单元接收上述分析图片后，由控制器的分析单元对分析图片进行分析，判断丝锥是否合格。

另外，通过调整压轮机构2的深沟球轴承21位置，可以调整压轮机构2的深沟球轴承21与双滚轮10之间的间隙，以适用不同规格的丝锥。

本发明中，考察了单根丝锥(M2.5)各特征重复检测结果，如表1中所示。

表1单根丝锥(M2.5)各特征重复检测结果(此样品柄部外径跳动约3μm)

从表1中可以看到，应用此检测方法及检测机构的检测***，尺寸精度误差小于3μm。

另外，通过提高检测机构的加工、装配精度，可以进一步减小检测***误差。

以上仅为本发明列举的具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (11)

1.一种回转类工件的检测方法，其特征在于：在电机输出轴驱动回转类工件转动的同时，以硬件或软件的形式输出信号，通知相机对所述回转类工件进行拍摄，由控制器同步记录所述电机输出轴的位置信息和所述相机拍摄的定位图片，由所述控制器的定位单元找到符合要求的所述定位图片和与其对应的所述电机输出轴位置信息，在所述控制器的运算单元找出一组用于拍摄所述回转类工件的待检测所述电机输出轴位置信息之后，再控制所述电机的转动和所述相机的拍摄，获得分析图片，由所述控制器的分析单元对所述分析图片进行分析，判断所述回转类工件是否合格。

2.如权利要求1所述的一种回转类工件的检测方法，其特征在于：所述电机输出轴驱动所述回转类工件转动的同时，传动编码器，所述编码器以脉冲形式输出信号，通知所述相机对所述回转类工件进行拍摄，同时所述控制器记录所述电机输出轴位置信息。

3.一种回转类工件检测机构，其特征在于：包括控制器、用以驱动回转类工件转动的电机和用以拍摄所述回转类工件的相机，所述控制器包括记录所述电机的输出轴位置信息的记录单元和同步接收所述相机连续拍摄定位图片的第一接收单元、找到符合设定要求的所述定位图片和与其对应的所述电机输出轴位置信息的定位单元、找到一组用于拍摄所述回转类工件的所述电机输出轴的待检测位置信息的运算单元、向所述相机和所述电机输出所述待检测位置信息，控制所述电机转动和所述相机拍摄分析图片的输出单元、接收所述分析图片的第二接收单元以及对所述分析图片进行分析的分析单元。

4.如权利要求3所述的一种回转类工件检测机构，其特征在于：还包括滚轮组和位置可调的球轴承，所述滚轮组包括至少两个的滚轮，所述电机输出轴同时传动每一所述滚轮；所述球轴承可旋转地压设在所述滚轮组上，共同形成容纳所述回转类工件的间隙。

5.如权利要求4所述的一种回转类工件检测机构，其特征在于：还包括向所述相机输出脉冲拍摄信号的编码器，所述电机为双轴步进电机，所述滚轮组为双滚轮，所述双轴步进电机的输出轴一端通过两同步带各自传动一所述滚轮，其输出轴另一端传动所述编码器；所述球轴承连接在用以调整其位置的按压机构上。

6.如权利要求5所述的一种回转类工件检测机构，其特征在于：所述双轴步进电机输出轴的一端连接一第一联轴器的一端，所述第一联轴器的另一端连接一主动轴，所述主动轴通过两同步带各自连接一所述滚轮；所述双轴步进电机输出轴的另一端连接在一第二联轴器的一端，所述第二联轴器的另一端连接所述编码器。

7.如权利要求4或5或6所述的一种回转类工件检测机构，其特征在于：还包括一基座，所述双滚轮为双精磨转轴，每一所述精磨转轴的尾部分别形成一同步带轮，每一所述同步带轮上分别套设驱动其转动的所述同步带，每一所述精磨转轴的中部分别安装于第一深沟球轴承的内孔，每一所述精磨转轴的头部均呈圆台式分布或圆柱式分布，每一所述第一深沟球轴承分别安装于所述基座的精磨孔内。

8.如权利要求7所述的一种回转类工件检测机构，其特征在于：所述双精磨转轴的头部均呈三段圆台式分布。

9.如权利要求5所述的一种回转类工件检测机构，其特征在于：所述球轴承为第二深沟球轴承，所述第二深沟球轴承和所述双滚轮之间形成容纳所述回转类工件的间隙；所述第二深沟球轴承与转轴、支架、带杆气缸、节流阀、减压阀形成用以调节所述第二深沟球轴承位置的压轮机构，所述第二深沟球轴承通过所述转轴可旋转地安装在所述支架上，所述支架与所述带杆气缸连接，所述带杆气缸所在气路***设置所述节流阀和所述减压阀。

10.如权利要求9所述的一种回转类工件检测机构，其特征在于：还包括一可上下滑动的定位杆，所述定位杆位于所述回转类工件的正下方，所述定位杆的顶面接触所述回转类工件的底面。

11.如权利要求9所述的一种回转类工件检测机构，其特征在于：所述双轴步进电机、所述双滚轮、所述压轮机构、所述编码器、所述基座和所述第一联轴器、所述第二联轴器完成装配后，安装于电动滑台上。