CN113375550B - 一种非接触式内螺纹检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种非接触式内螺纹检测装置，属于内螺纹检测的技术领域，包括反射镜、光谱共焦传感器和旋转组件；旋转组件包括连接套、连接管、固定架、旋转机构、前导向板、后导向板、线缆导向块和线缆缠绕筒；固定架包括前端板、后端板和连接板，后端板上设置有线缆口；连接套的前端安装反射镜，后端与连接管的前端固定连接，侧壁上设置有光线出口；连接管转动穿过前端板，由旋转机构驱动旋转，后端外固定套设有前导向板；后导向板与前导向板之间通过连接件连接；线缆导向块固定在后导向板的后侧；线缆缠绕筒位于后导向板和后端板之间，后端固定在后端板上。本发明可实现内螺纹的自动化、非接触检测，提高检测精度和检测速度。

Description

一种非接触式内螺纹检测装置
技术领域
本发明属于内螺纹检测的技术领域，具体公开了一种非接触式内螺纹检测装置。
背景技术
内螺纹在机械工业中应用广泛，主要用途是紧固、密封、传递动力和位移，其制造水平对机械零件连接的可靠性、工作性能甚至正常功能的发挥都起着至关重要的作用。由于内螺纹的内部结构形状比较复杂，内部空间相对来说比较狭小，人工检测需要投入大量的人力物力，而且检测结果受主观影响较大，不够准确。接触式检测还可能造成产品的磨损或损伤，进一步影响检测精度。
发明内容
本发明提供一种非接触式内螺纹检测装置，可实现内螺纹的自动化、非接触检测，提高检测精度和检测速度。
为实现上述目的，本发明提供一种非接触式内螺纹检测装置，包括反射镜、光谱共焦传感器和旋转组件；旋转组件包括连接套、连接管、固定架、旋转机构、前导向板、后导向板、线缆导向块和线缆缠绕筒；固定架包括前端板、后端板以及连接前端板和后端板的连接板，后端板上设置有线缆口；连接套的前端安装反射镜，后端与连接管的前端固定连接，侧壁上设置有光线出口；连接管转动穿过前端板，由旋转机构驱动旋转，后端外固定套设有前导向板；后导向板与前导向板之间通过连接件连接；线缆导向块固定在后导向板的后侧，线缆导向块和后导向板上设置有连通的线缆导向槽；线缆缠绕筒位于后导向板和后端板之间，后端固定在后端板上；光谱共焦传感器的探测头固定在连接套内，发射的检测光经反射镜反射至产品的内螺纹上；光谱共焦传感器的线缆穿过连接管，沿着线缆导向槽缠绕在线缆缠绕筒外，线缆接头穿过线缆口。
进一步地，旋转机构包括电机、主动轮、从动轮和同步带；主动轮与电机的输出轴连接；从动轮套设在连接管外，且位于前端板和前导向板之间；同步带连接主动轮和从动轮。
进一步地，前端板的前侧安装有带法兰双轴承座，连接管与带法兰双轴承座中的轴承连接。
进一步地，连接套的后端和连接管的前端均设置有法兰盘，法兰盘通过螺栓连接；连接套靠近前端的部分侧壁切除，切除空间内设置有反射镜安装座，反射镜安装座为等腰直角三角形块，斜面为反射镜安装面，两侧的方形面分别与连接套的前端和侧壁剩余部分连接。
进一步地，线缆导向块上设置有压块；压块为凸形块，中间凸起部位于线缆导向槽与线缆接触，两侧与线缆导向块连接。
进一步地，上述非接触式内螺纹检测装置，还包括高度调节组件，高度调节组件包括手动位移台、位移台安装架、高度微调块和调节螺杆；位移台安装架包括相对设置的立板Ⅰ和立板Ⅱ以及连接立板Ⅰ和立板Ⅱ的底板，立板Ⅱ上设置有竖向长圆孔和螺杆安装块；手动位移台的固定座固定在立板Ⅰ上，移动座与前端板连接；高度微调块位于螺杆安装块和底板之间，包括滑动部和螺杆连接部，滑动部与移动座固定连接且与竖向长圆孔滑动配合，螺杆连接部上设置有螺纹孔；调节螺杆穿过螺纹孔，两端分别与底板和螺杆安装块转动配合。
进一步地，上述非接触式内螺纹检测装置，还包括水平调节组件，水平调节组件包括与连接管平行设置的直线滑台，位移台安装架固定在直线滑台的滑块上。
进一步地，上述非接触式内螺纹检测装置，还包括磁栅标准导轨和磁栅头；磁栅头与位移台安装架或直线滑台的滑块连接。
进一步地，上述非接触式内螺纹检测装置，还包括设置在连接套前方的产品支撑组件，产品支撑组件包括产品支撑架以及设置在产品支撑架两侧的产品支撑轮和产品挡板；两个产品支撑轮与产品支撑架转动连接，对称设置在产品挡板两侧；产品挡板为凸形板，中间凸起部高于产品支撑架的顶面，与产品支撑架连接的位置设置有竖向长圆孔；产品支撑架上设置有圆通孔，圆通孔和竖向长圆孔通过螺栓连接。
进一步地，上述非接触式内螺纹检测装置，还包括安装底板、把手和支脚；直线滑台、磁栅标准导轨、产品支撑架和把手均固定在安装底板的顶面，两组把手位于安装底板的两边缘处；多个支脚安装在安装底板的底面。
本发明具有以下有益效果：
人工检测需要投入大量的人力物力，检测精度和检测速度均难以满足日益严格的要求，在空间较小的情况，检测难度更大。而本发明提供的非接触式内螺纹检测装置，采用光谱共焦传感器+反射镜的方式实现了对内螺纹的非接触式检测，避免了接触式检测对产品造成的磨损或损伤，而且实现检测自动化，提高了检测精度和检测速度。采用反射镜对检测光进行反射的方法，尤其适用于尺寸较小、光谱共焦传感器无法直接进入的产品。上述非接触式内螺纹检测装置，可检测的指标：内径、内圆跳动、圆度、内螺纹（大径、小径、中径、螺距、齿高、截距）、螺纹长度、台阶距离、深度等；可检测内径：≥φ12mm；检测精度：≤0.01mm。
附图说明
图1为非接触式内螺纹检测装置的立体图；
图2为图1所示非接触式内螺纹检测装置另一方向的立体图；
图3为图1所示非接触式内螺纹检测装置的平面图。
图中：1-反射镜；2.1-探测头；2.2-线缆；3-连接套；4-连接管；5-前导向板；6-后导向板；7-线缆导向块；8-线缆缠绕筒；9-前端板；10-后端板；11-连接板；12-电机；13-主动轮；14-从动轮；15-带法兰双轴承座；16-反射镜安装座；17-压块；18-手动位移台；19-位移台安装架；19.1-螺杆安装块；20-高度微调块；21-调节螺杆；22-直线滑台；23-磁栅标准导轨；24-磁栅头；25-产品支撑架；26-产品支撑轮；27-产品挡板；28-安装底板；29-把手；30-支脚；100-产品。
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。
本实施例提供一种非接触式内螺纹检测装置，包括反射镜1、光谱共焦传感器和旋转组件；旋转组件包括连接套3、连接管4、固定架、旋转机构、前导向板5、后导向板6、线缆导向块7和线缆缠绕筒8；固定架包括前端板9、后端板10以及连接前端板9和后端板10的连接板11，后端板10上设置有线缆口；连接套3的前端安装反射镜1，后端与连接管4的前端固定连接，侧壁上设置有光线出口；连接管4转动穿过前端板9，由旋转机构驱动旋转，后端外固定套设有前导向板5；后导向板6与前导向板5之间通过连接件连接，连接件可以是连接板或连接杆，本实施例中采用连接螺杆；线缆导向块7固定在后导向板6的后侧，线缆导向块7和后导向板6上设置有连通的线缆导向槽；线缆缠绕筒8位于后导向板6和后端板10之间，后端固定在后端板10上；光谱共焦传感器的探测头2.1固定在连接套3内，发射的检测光经反射镜1反射至产品100的内螺纹上；光谱共焦传感器的线缆2.2穿过连接管4，沿着线缆导向槽缠绕在线缆缠绕筒8外，线缆接头穿过线缆口。
上述非接触式内螺纹检测装置在工作时，反射镜1伸入产品100内部中心位置，旋转机构驱动连接管4旋转一周，带动反射镜1、光谱共焦传感器2共同旋转，检测光沿着产品100的内壁进行360°扫描，扫描结果由线缆2.2传输至计算***，进行计算、分析，得到结果。在连接管4旋转时，固定架作为支撑结构，不随连接管4转动，而从连接管4引出的线缆2.2将会随连接管4转动，若将线缆2.2以直线的方式连接至计算***和电源***，容易导致线缆2.2扭曲，长期使用将会使线缆2.2表皮或内芯损坏，影响光谱共焦传感器2的使用寿命，为了改善这一问题，本实施例提供的非接触式内螺纹检测装置设置后导向板6、前导向板5、线缆导向块7和线缆缠绕筒8，线缆2.2自连接管4引出后，沿着后导向板6和线缆导向块7上的线缆导向槽排布，然后缠绕在线缆缠绕筒8外，线缆接头穿过线缆口，初始状态下，线缆2.2缠绕在线缆缠绕筒8外，检测时，连接管4旋转方向与线缆缠绕方向相反，后导向板6和前导向板5之间的线缆2.2以及线缆导向槽内的线缆2.2旋转，使缠绕在线缆缠绕筒8外的线缆2.2松弛，整个过程线缆2.2会随后导向板6和前导向板5旋转而不会发生扭曲变形，检测完成，连接管4复位，线缆缠绕筒8外的线缆2.2重现缠紧，避免了直线布线容易导致线缆2.2扭曲的问题，有效保护了线缆2.2，延长了光谱共焦传感器的使用寿命。
进一步地，旋转机构包括电机12、主动轮13、从动轮14和同步带；主动轮13与电机12的输出轴连接；从动轮14套设在连接管4外，且位于前端板9和前导向板5之间；同步带连接主动轮13和从动轮14。
进一步地，前端板9的前侧安装有带法兰双轴承座15，连接管14与带法兰双轴承座15中的轴承连接。
进一步地，连接套3的后端和连接管4的前端均设置有法兰盘，法兰盘通过螺栓连接；连接套3靠近前端的部分侧壁切除，切除空间内设置有反射镜安装座16，反射镜安装座16为等腰直角三角形块，斜面为用于安装反射镜1的反射镜安装面，两侧的方形面分别与连接套3的前端和侧壁剩余部分连接。
进一步地，线缆导向块7上设置有压块17；压块17为凸形块，中间凸起部位于线缆导向槽与线缆接触，两侧与线缆导向块7连接。压块17用于压紧线缆，防止线缆从线缆导向槽脱离。
进一步地，上述非接触式内螺纹检测装置，还包括高度调节组件，高度调节组件包括手动位移台18、位移台安装架19、高度微调块20和调节螺杆21；位移台安装架19包括相对设置的立板Ⅰ和立板Ⅱ以及连接立板Ⅰ和立板Ⅱ的顶板和底板，立板Ⅱ上设置有竖向长圆孔和螺杆安装块19.1；手动位移台18的固定座固定在立板Ⅰ上，移动座与前端板9连接；高度微调块20位于螺杆安装块19.1和底板之间，包括滑动部和螺杆连接部，滑动部与移动座固定连接且与竖向长圆孔滑动配合，螺杆连接部上设置有螺纹孔；调节螺杆21穿过螺纹孔，两端分别与底板和螺杆安装块19.1转动配合。高度调节组件用于调节反射镜1和光谱共焦传感器的高度，使反射镜1和光谱共焦传感器位于产品100的中心轴线上，通过手动位移台18进行粗调，但不对移动座进行锁紧，通过旋转调节螺杆21，带动高度微调块20沿着竖向长圆孔上下滑动，从而对反射镜1和光谱共焦传感器的高度进行微调。
进一步地，上述非接触式内螺纹检测装置，还包括水平调节组件，水平调节组件包括与连接管4平行设置的直线滑台22，位移台安装架19固定在直线滑台22的滑块上。通过直线滑台22带动反射镜1和光谱共焦传感器靠近或远离产品100。
进一步地，上述非接触式内螺纹检测装置，还包括磁栅标准导轨23和磁栅头24；磁栅头24与位移台安装架19或直线滑台22的滑块连接。通过磁栅标准导轨23和磁栅头24实时监测光谱共焦传感器的水平位置。
进一步地，上述非接触式内螺纹检测装置，还包括设置在连接套3前方的产品支撑组件，产品支撑组件包括产品支撑架25以及设置在产品支撑架25两侧的产品支撑轮26和产品挡板27；两个产品支撑轮26与产品支撑架25转动连接，对称设置在产品挡板27两侧；产品挡板27为凸形板，中间凸起部高于产品支撑架25的顶面，与产品支撑架25连接的位置设置有竖向长圆孔；产品支撑架25上设置有圆通孔，圆通孔和竖向长圆孔通过螺栓连接。产品100置于两个产品支撑轮26上，产品挡板27的顶端与产品100的后侧接触，以对产品100进行限位。通过产品挡板27上的竖向长圆孔，可调节产品挡板27的高度，适应不同规格的产品100。
进一步地，上述非接触式内螺纹检测装置，还包括安装底板28、把手29和支脚30；直线滑台22、磁栅标准导轨23、产品支撑架25和把手29均固定在安装底板28的顶面，两组把手29位于安装底板28的两边缘处；多个支脚30安装在安装底板28的底面。本实施例提供的非接触式内螺纹检测装置为便携式装置，便于携带，可适用于多种工作环境。
上述非接触式内螺纹检测装置的工作过程如下所述：
通过直线滑台22将反射镜1移动至产品100内部，磁栅标准导轨23和磁栅头24实时监测光谱共焦传感器的水平位置，并将信息传输至计算***，通过手动位移台18进行粗调，但不对移动座进行锁紧，通过旋转调节螺杆21，带动高度微调块20沿着竖向长圆孔上下滑动，从而对反射镜1和光谱共焦传感器的高度进行微调，使反射镜1移动至产品100的中心，启动电机12和光谱共焦传感器，反射镜1和光谱共焦传感器旋转一周对产品100的内螺纹进行扫描。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种非接触式内螺纹检测装置，其特征在于，包括反射镜、光谱共焦传感器和旋转组件；
所述旋转组件包括连接套、连接管、固定架、旋转机构、前导向板、后导向板、线缆导向块和线缆缠绕筒；
所述固定架包括前端板、后端板以及连接前端板和后端板的连接板，后端板上设置有线缆口；
所述连接套的前端安装反射镜，后端与连接管的前端固定连接，侧壁上设置有光线出口；
所述连接管转动穿过前端板，由旋转机构驱动旋转，后端外固定套设有前导向板；
所述后导向板与前导向板之间通过连接件连接；
所述线缆导向块固定在后导向板的后侧，线缆导向块和后导向板上设置有连通的线缆导向槽；
所述线缆缠绕筒位于后导向板和后端板之间，后端固定在后端板上；
所述光谱共焦传感器的探测头固定在连接套内，发射的检测光经反射镜反射至产品的内螺纹上；
所述光谱共焦传感器的线缆穿过连接管，沿着线缆导向槽缠绕在线缆缠绕筒外，线缆接头穿过线缆口。
2.根据权利要求1所述的非接触式内螺纹检测装置，其特征在于，旋转机构包括电机、主动轮、从动轮和同步带；
所述主动轮与电机的输出轴连接；
所述从动轮套设在连接管外，且位于前端板和前导向板之间；
所述同步带连接主动轮和从动轮。
3.根据权利要求2所述的非接触式内螺纹检测装置，其特征在于，前端板的前侧安装有带法兰双轴承座，连接管与带法兰双轴承座中的轴承连接。
4.根据权利要求3所述的非接触式内螺纹检测装置，其特征在于，连接套的后端和连接管的前端均设置有法兰盘，法兰盘通过螺栓连接；
连接套靠近前端的部分侧壁切除，切除空间内设置有反射镜安装座，反射镜安装座为等腰直角三角形块，斜面为反射镜安装面，两侧的方形面分别与连接套的前端和侧壁剩余部分连接。
5.根据权利要求4所述的非接触式内螺纹检测装置，其特征在于，线缆导向块上设置有压块；
压块为凸形块，中间凸起部位于线缆导向槽与线缆接触，两侧与线缆导向块连接。
6.根据权利要求5所述的非接触式内螺纹检测装置，其特征在于，还包括高度调节组件，高度调节组件包括手动位移台、位移台安装架、高度微调块和调节螺杆；
位移台安装架包括相对设置的立板Ⅰ和立板Ⅱ以及连接立板Ⅰ和立板Ⅱ的底板，立板Ⅱ上设置有竖向长圆孔和螺杆安装块；
手动位移台的固定座固定在立板Ⅰ上，移动座与前端板连接；
高度微调块位于螺杆安装块和底板之间，包括滑动部和螺杆连接部，滑动部与移动座固定连接且与竖向长圆孔滑动配合，螺杆连接部上设置有螺纹孔；
调节螺杆穿过螺纹孔，两端分别与底板和螺杆安装块转动配合。
7.根据权利要求6所述的非接触式内螺纹检测装置，其特征在于，还包括水平调节组件，水平调节组件包括与连接管平行设置的直线滑台，位移台安装架固定在直线滑台的滑块上。
8.根据权利要求7所述的非接触式内螺纹检测装置，其特征在于，还包括磁栅标准导轨和磁栅头；
磁栅头与位移台安装架或直线滑台的滑块连接。
9.根据权利要求8所述的非接触式内螺纹检测装置，其特征在于，还包括设置在连接套前方的产品支撑组件，产品支撑组件包括产品支撑架以及设置在产品支撑架两侧的产品支撑轮和产品挡板；
两个产品支撑轮与产品支撑架转动连接，对称设置在产品挡板两侧；
产品挡板为凸形板，中间凸起部高于产品支撑架的顶面，与产品支撑架连接的位置设置有竖向长圆孔；
产品支撑架上设置有圆通孔，圆通孔和竖向长圆孔通过螺栓连接。
10.根据权利要求9所述的非接触式内螺纹检测装置，其特征在于，还包括安装底板、把手和支脚；
直线滑台、磁栅标准导轨、产品支撑架和把手均固定在安装底板的顶面，两组把手位于安装底板的两边缘处；
多个支脚安装在安装底板的底面。
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