CN113503790A - 一种螺纹检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种螺纹检测装置，其包括支撑机构、控制装置、位移检测机构、转动驱动装置、转动机构、浮动机构和螺纹检测工具。所述转动机构可转动地设置在所述支撑机构上。所述转动驱动装置与所述转动机构传动连接。所述转动驱动装置与所述控制装置相连接。并且，所述转动机构包括一轴向浮动内轴。所述浮动机构可拆卸地设置在所述轴向浮动内轴上。所述螺纹检测工具连接在所述浮动机构上。所述位移检测机构设置在所述支撑机构上并与所述控制装置相连接。本申请实施例的螺纹检测装置能够通过将待检测工件与螺纹检测工具的初始旋合点位置作为检测螺纹参数的起始位置，可以大大提高螺纹参数检测的准确度、可靠性，保证检测质量；并且可以适用于不同种类螺纹(标准件和非标准件)的检测。

Description

一种螺纹检测装置

技术领域

本申请涉及螺纹检测相关技术领域，具体地说是涉及一种螺纹检测装置。

背景技术

现有螺栓在其端部都存在一倒角，该倒角处的螺纹并不是完整的螺纹，现有的螺纹检测设备并没有考虑到该问题，从而导致检测的螺纹参数与实际的螺纹参数存在较大偏差，导致螺纹检测结果准确性和可靠性较差。

发明内容

针对现有技术之不足，本申请提供了一种螺纹检测装置。

所述螺纹检测装置包括支撑机构、控制装置、位移检测机构、转动驱动装置、转动机构、浮动机构和螺纹检测工具。所述转动机构可转动地设置在所述支撑机构上。所述转动驱动装置与所述转动机构传动连接。所述转动驱动装置与所述控制装置相连接。并且，所述转动机构包括一轴向浮动内轴。所述浮动机构可拆卸地设置在所述轴向浮动内轴上。所述螺纹检测工具连接在所述浮动机构上。所述位移检测机构设置在所述支撑机构上并与所述控制装置相连接。

根据本申请的一个优选实施方式，所述螺纹检测装置还包括升降装置。所述升降装置与所述控制装置相连接。所述支撑机构设置在所述升降装置上。

根据本申请的一个优选实施方式，所述转动机构包括所述轴向浮动内轴、中空外轴、弹簧挡圈、第一弹簧和第二弹簧。所述中空外轴通过第一轴承和第二轴承可转动地安装在所述支撑机构上。所述中空外轴以能够沿轴向相对移动的方式套设在所述轴向浮动内轴外。并且所述轴向浮动内轴、所述中空外轴和所述弹簧挡圈之间通过第一传动机构相连接，使得所述中空外轴能够带动所述轴向浮动内轴转动。所述第一弹簧设置在所述第一轴承与所述弹簧挡圈之间，所述第二弹簧设置在所述第二轴承与所述弹簧挡圈之间。

根据本申请的一个优选实施方式，所述中空外轴的一端通过限位凸台抵靠在所述第一轴承的内圈端面上。所述中空外轴的另一端通过所述第三轴承连接在所述支撑机构上，并且在所述中空外轴上设置有抵靠在所述第三轴承的内圈端面上的锁紧螺母。

根据本申请的一个优选实施方式，所述第一传动机构包括沿轴向设置所述轴向浮动内轴上的多个第一销孔、沿轴向设置在所述中空外轴上的条形孔、对称设置在所述弹簧挡圈上的两个第二销孔和连接销。所述连接销穿接在所述条形孔、所述第一销孔和所述第二销孔中，使得所述中空外轴能够带动所述轴向浮动内轴转动。并且，在两个所述第二销孔均设置有第一锁紧螺钉。

根据本申请的一个优选实施方式，所述位移检测机构包括位移传感器、滑轨、滑块和第四轴承。所述位移传感器和所述滑轨固定在所述支撑机构上。所述滑块可滑动地设置在所述滑轨上，并且所述滑块与所述位移传感器上的位移杆相连接。所述第四轴承的内圈固定在所述轴向浮动内轴上。并且所述第四轴承的外圈被固定在所述滑块上。

根据本申请的一个优选实施方式，在所述滑块上设置有U型块。在所述U型块上设置有第二锁紧螺钉。所述第四轴承的外圈被所述第二锁紧螺钉锁紧在所述U型块上。

根据本申请的一个优选实施方式，在所述位移杆上还设置有锁紧件。

根据本申请的一个优选实施方式，所述浮动机构通过快换机构可拆卸地设置在所述轴向浮动内轴上。

根据本申请的一个优选实施方式，所述转动驱动装置与所述转动机构之间通过带传动机构、链传动机构或者齿轮传动机构传动连接。

根据本申请的一个优选实施方式，所述螺纹检测工具为通规或者止规。

与现有技术相比，本申请实施例的螺纹检测装置具有如下有益效果：

本申请实施例的螺纹检测装置能够通过将待检测工件与螺纹检测工具的初始旋合点位置作为检测螺纹参数的起始位置，可以大大提高螺纹参数检测的准确度、可靠性，保证检测质量；并且可以适用于不同种类螺纹(标准件和非标准件)的检测。

本申请的一部分附加特性可以在下面的描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的检查或者对实施例的生产或操作的了解，本申请的一部分附加特性对于本领域技术人员是明显的。本申请披露的特性可以通过对以下描述的具体实施例的各种方法、手段和组合的实践或使用得以实现和达到。

附图说明

在此所述的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。在各图中，相同标号表示相同部件。其中，

图1、图2是根据本申请的一些实施例所示的螺纹检测装置的结构示意图；

图3至图5是根据本申请的一些实施例所示的螺纹检测装置的局部放大结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，如果本申请的说明书和权利要求书及上述附图中涉及到术语“第一”、“第二”等，其是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，如果涉及到术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，如果涉及到术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，在本申请中，如果涉及到术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本申请实施例公开了一种螺纹检测装置。

如图1、图2所示，该螺纹检测装置可以包括支撑机构100、控制装置、位移检测机构200、转动驱动装置300、转动机构400、浮动机构500和螺纹检测工具600。

其中，转动机构400可转动地设置在支撑机构100上。

示例性的，该转动机构400可以包括轴向浮动内轴410、中空外轴420、弹簧挡圈430、第一弹簧441和第二弹簧442。

如图3、图4所示，中空外轴420通过第一轴承451和第二轴承452可转动地安装在支撑机构100上。中空外轴420以能够沿轴向相对移动的方式套设在轴向浮动内轴410外。并且轴向浮动内轴410、中空外轴420和弹簧挡圈430之间通过第一传动机构相连接，使得中空外轴420能够带动轴向浮动内轴410转动。

示例性的，第一传动机构包括沿轴向设置轴向浮动内轴410上的多个第一销孔472、沿轴向设置在中空外轴420上的条形孔471、对称设置在弹簧挡圈430上的两个第二销孔473和连接销474。连接销474穿接在条形孔471、第一销孔472和第二销孔473中，使得中空外轴420能够带动轴向浮动内轴410转动。进一步的，如图5所示，在两个第二销孔473均设置有第一锁紧螺钉475，以防止连接销474在转动过程中脱离。

其中，第一弹簧441设置在第一轴承451与弹簧挡圈430之间，第二弹簧442设置在第二轴承452与弹簧挡圈430之间。第一弹簧441和第二弹簧442可以用于平衡轴向浮动内轴410，使得轴向浮动内轴410在任何时候，都能够消除自身重力或左右不对称的力。例如，轴向浮动内轴410安装方向为垂直方向时，可以其消除重力；安装方向为水平方向时，消除其他摩擦力；从而使得机构都处于平衡点。平衡点的目的是让检测工具与被检测工件在旋合过中摩擦力最小。也就是可以减小工具磨损。

进一步的，为了将中空外轴420锁紧，防止其轴向窜动，中空外轴420的一端通过限位凸台461抵靠在第一轴承451的内圈端面上；中空外轴420的另一端通过第三轴承453连接在支撑机构100上，并且在中空外轴420上设置有抵靠在第三轴承453的内圈端面上的锁紧螺母462。

其中，如图1、图3所示，转动驱动装置300安装在支撑机构100上，并且转动驱动装置300与控制装置(图中未示出)相连接。转动驱动装置300与转动机构400传动连接。示例性的，转动驱动装置300与转动机构400之间可以通过带传动机构、链传动机构或者齿轮传动机构传动连接。在本实施例中，转动驱动装置300可以采用电机。控制装置可以采用单片机、微控制器、工控机或者计算机。

其中，位移检测机构200设置在支撑机构100上并与控制装置相连接。

示例性的，如图1至5所示，该位移检测机构200可以包括位移传感器210、滑轨220、滑块230和第四轴承240。

其中，位移传感器210和滑轨220固定在支撑机构100上。位移传感器210与控制装置相连接。滑块230可滑动地设置在滑轨220上，并且滑块230与位移传感器上的位移杆211相连接。第四轴承240的内圈固定在轴向浮动内轴410上。并且第四轴承240的外圈被固定在滑块230上。示例性的，在滑块230上设置有U型块。在U型块上设置有第二锁紧螺钉250。第四轴承240的外圈被第二锁紧螺钉250锁紧在U型块上。使得轴向浮动内轴410在轴向浮动过程中，轴向浮动内轴410的旋转和位移量可以传递给滑块230，位移传感器上的位移杆与滑块230连接，就可以获得真实的位移数据。通过第二锁紧螺钉将滑块230与第四轴承240紧密固定，这样就可以消除因旋转运动带来的轴向位移误差，从而提高检测精度。

进一步的，在位移杆211上还设置有锁紧件260。在本实施例中，锁紧件260可以采用止锁螺母或止锁螺钉。

浮动机构500可拆卸地设置在轴向浮动内轴410上。示例性的，浮动机构500通过快换机构可拆卸地设置在轴向浮动内轴410上。其中，浮动机构500、快换机构均可以采用现有的浮动机构和快换机构，例如现有的用于螺纹通止检测的浮动机构等。

其中，螺纹检测工具600连接在浮动机构500上。示例性的，螺纹检测工具600为通规或者止规。

进一步的，该螺纹检测装置还包括升降装置。升降装置与控制装置相连接。支撑机构100设置在升降装置上，使得升降装置能够带动支撑机构100沿轴向移动。

本申请实施例的螺纹检测装置的工作远离如下：

调试好后，在控制装置的控制下，升降装置带动支撑机构100向下移动，使螺纹检测工具与待检测工件接触，使得螺纹检测工具的首牙与待检测工件的倒角面接触；然后位移检测机构开始采集轴向浮动内轴的位移数据(即螺纹检测工具的位移数据)；然后转动驱动装置驱动轴向浮动内轴和螺纹检测工具旋转至少一圈，通过控制装置的比较计算，就可以找到最大值或最小值，该4、最大值或最小值所在的位置，就是进牙点位置(即待检测工件与螺纹检测工具的初始旋合点位置)。

具体的，本申请实施例的螺纹检测装置的工作过程如下：

S10：获取待检测工件与螺纹检测工具的初始旋合点位置，将初始旋合点位置作为检测螺纹参数的起始位置。其中，待检测工件与螺纹检测工具的初始旋合点位置为待检测工件与螺纹检测工具之间旋合(扣合)与分离的临界点位置。在该临界点位置，若螺纹检测工具正向旋转则待检测工件与螺纹检测工具的螺纹进一步旋合(扣合)，若螺纹检测工具反向旋转则螺纹检测工具的螺纹将脱离待检测工件的螺纹。

示例性的，在本实施例中，获取待检测工件与螺纹检测工具的初始旋合点位置的方法包括如下步骤：

S110：控制装置控制升降装置向下移动支撑机构，支撑机构带动轴向浮动内轴和其上的螺纹检测工具向下移动，使螺纹检测工具的螺纹首牙与待检测工件的倒角面相接触。

S120：控制装置控制转动驱动装置带动转动机构中的轴向浮动内轴和其上的螺纹检测工具转动，将螺纹检测工具沿待检测工件的螺纹旋向的反方向旋转N圈。其中，1＜N＜2。

S130：在螺纹检测工具反向旋转过程中，位移检测机构实时采集螺纹检测工具的位置数据。示例性的，可以将待检测工件的一圈细分为360份，螺纹检测工具反向旋转过程中每份采集一个螺纹检测工具的位置数据。

S140：控制装置获取步骤S130采集的螺纹检测工具的位置数据中的极大值或极小值。示例性的，控制装置可以采用比较法获取采集的螺纹检测工具的位置数据中的极大值或极小值。

该极大值或极小值所示位置即为待检测工件与螺纹检测工具的初始旋合点位置。

S30：在控制装置的控制下，对待检测工件进行检测，获取待检测工件的螺纹参数。

进一步的，该螺纹检测方法还包括如下步骤：

S40：控制装置将步骤S30获取的待检测工件的螺纹参数与标准参数相比较，判断待检测工件的螺纹参数是否符合标准。例如，待检测工件的螺纹参数与标准参数相比较检测工件的螺纹参数在误差范围内，则该待检测工件符合标准，为合格工件。

进一步的，在步骤S10之后，步骤S30之前还包括如下步骤：

S20：进牙判断，判断螺纹检测工具的首牙能否与待检测工件的首牙旋合通过。即螺纹检测工具的螺纹首牙与待检测工件的螺纹首牙能否旋合通过(螺纹检测工具的螺纹第一牙能否成功进入待检测工件的螺纹第一牙)。

若所述螺纹检测工具的首牙能与所述待检测工件的首牙旋合通过，即螺纹检测工具的螺纹第一牙能成功进入待检测工件的螺纹第一牙，则进行步骤S30。

如所述螺纹检测工具的首牙不能与所述待检测工件的首牙旋合通过，即螺纹检测工具的螺纹第一牙不能成功进入待检测工件的螺纹第一牙，则可以重复所述步骤S20一至三次。或者，可以直接放弃该待检测工件的检测，对下一个待检测工件进行检测。

在一些实施例中，螺纹检测工具可以采用螺纹检测用通规。

在采用通规作为螺纹检测头时，判断所述螺纹检测工具的首牙能否与所述待检测工件的首牙旋合通过的方法可以包括如下步骤：

S210：在转动驱动装置驱动下，旋转螺纹检测工具，位移检测机构获取螺纹检测工具旋转后的位移量。

S220：控制装置判断位移量是否达到预设值。

若是，则螺纹检测工具能的首牙与待检测工件的首牙旋合通过，即螺纹检测工具的螺纹第一牙(首牙)能成功进入待检测工件的螺纹第一牙(首牙)。

其中，获取螺纹检测工具旋转后的位移量的方法可以包括如下步骤：

S211：通过位移检测机构获取所述待检测工件与所述螺纹检测工具的初始旋合点位置。

S212：旋转螺纹检测工具，通过位移检测机构获取螺纹检测工具旋转后的终点位置。

S213：控制装置根据初始旋合点和终点位置计算位移量。

或者，判断所述螺纹检测工具的首牙能否与所述待检测工件的首牙旋合通过的方法可以包括如下步骤：

S230，通过控制装置设定螺纹检测工具的进牙判断的移动距离。

S240：旋转螺纹检测工具，通过位移检测机构获取螺纹检测工具旋转后的实际移动距离。

S250：控制装置将实际移动距离和设定的移动距离比较，若实际移动距离大于或等于设定的移动距离，则螺纹检测工具的首牙能与待检测工件的首牙旋合通过，螺纹检测工具的螺纹第一牙(首牙)能进入待检测工件的螺纹第一牙(首牙)。

在一些实施例中，螺纹检测工具可以采用螺纹检测用止规。

在采用止规作为螺纹检测头时，在所述步骤S10之后，所述步骤S30之前还包括如下步骤：判断所述螺纹检测工具能否与所述待检测工件有效旋合止住。

若所述螺纹检测工具能与所述待检测工件有效旋合止住，则进行所述步骤S30。

其中，判断所述螺纹检测工具能否与所述待检测工件有效旋合止住的方法可以包括如下步骤：

S260：旋转螺纹检测工具，通过位移检测机构获取螺纹检测工具第一止住点的角度和位置。

S270：反向旋转螺纹检测工具后，再次正向旋转螺纹检测工具，通过位移检测机构获取螺纹检测工具第二止住点的角度和位置。

S280：控制装置比较第一止住点的角度和位置和第二止住点的角度和位置，若在误差范围内，则所述螺纹检测工具能与所述待检测工件有效旋合止住。

如可以先比较第一止住点的角度和第二止住点的角度是否在误差范围内；若是，继续比较第一止住点的位置和第二止住点的位置是否在误差范围内；如是，则螺纹检测工具能与待检测工件旋合。

下面以M20×1.5螺栓为例，将本申请的螺纹检测方法与现有螺纹检测方法相比较，其结果如下表所示：

通过上述对比可知，本申请实施例的螺纹检测装置通过将待检测工件与螺纹检测工具的初始旋合点位置作为检测螺纹参数的起始位置，可以大大提高螺纹参数检测的准确度、可靠性，保证检测质量；并且可以适用于不同种类螺纹(标准件和非标准件)的检测。

需要注意的是，本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

另外，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种螺纹检测装置，其特征在于，所述螺纹检测装置包括支撑机构(100)、控制装置、位移检测机构(200)、转动驱动装置(300)、转动机构(400)、浮动机构(500)和螺纹检测工具(600)；

所述转动机构(400)可转动地设置在所述支撑机构(100)上；所述转动驱动装置(300)与所述转动机构(400)传动连接；所述转动驱动装置(300)与所述控制装置相连接；

并且，所述转动机构(400)包括一轴向浮动内轴(410)；

所述浮动机构(500)可拆卸地设置在所述轴向浮动内轴(410)上；

所述螺纹检测工具(600)连接在所述浮动机构(500)上；

所述位移检测机构(200)设置在所述支撑机构(100)上并与所述控制装置相连接。

2.根据权利要求1所述的螺纹检测装置，其特征在于，所述螺纹检测装置还包括升降装置；

所述升降装置与所述控制装置相连接；所述支撑机构(100)设置在所述升降装置上。

3.根据权利要求1所述的螺纹检测装置，其特征在于，所述转动机构(400)包括所述轴向浮动内轴(410)、中空外轴(420)、弹簧挡圈(430)、第一弹簧(441)和第二弹簧(442)；

所述中空外轴(420)通过第一轴承(451)和第二轴承(452)可转动地安装在所述支撑机构(100)上；

所述中空外轴(420)以能够沿轴向相对移动的方式套设在所述轴向浮动内轴(410)外；并且所述轴向浮动内轴(410)、所述中空外轴(420)和所述弹簧挡圈(430)之间通过第一传动机构相连接，使得所述中空外轴(420)能够带动所述轴向浮动内轴(410)转动；

所述第一弹簧(441)设置在所述第一轴承(451)与所述弹簧挡圈(430)之间，所述第二弹簧(442)设置在所述第二轴承(452)与所述弹簧挡圈(430)之间。

4.根据权利要求3所述的螺纹检测装置，其特征在于，所述中空外轴(420)的一端通过限位凸台(461)抵靠在所述第一轴承(451)的内圈端面上；

所述中空外轴(420)的另一端通过所述第三轴承(453)连接在所述支撑机构(100)上，并且在所述中空外轴(420)上设置有抵靠在所述第三轴承(453)的内圈端面上的锁紧螺母(462)。

5.根据权利要求3所述的螺纹检测装置，其特征在于，所述第一传动机构包括沿轴向设置所述轴向浮动内轴(410)上的多个第一销孔(472)、沿轴向设置在所述中空外轴(420)上的条形孔(471)、对称设置在所述弹簧挡圈(430)上的两个第二销孔(473)和连接销(474)；

所述连接销(474)穿接在所述条形孔(471)、所述第一销孔(472)和所述第二销孔(473)中，使得所述中空外轴(420)能够带动所述轴向浮动内轴(410)转动；

并且，在两个所述第二销孔(473)均设置有第一锁紧螺钉(475)。

6.根据权利要求1所述的螺纹检测装置，其特征在于，所述位移检测机构(200)包括位移传感器(210)、滑轨(220)、滑块(230)和第四轴承(240)；

所述位移传感器(210)和所述滑轨(220)固定在所述支撑机构(100)上；

所述滑块(230)可滑动地设置在所述滑轨(220)上，并且所述滑块(230)与所述位移传感器上的位移杆(211)相连接；

所述第四轴承(240)的内圈固定在所述轴向浮动内轴(410)上；并且所述第四轴承(240)的外圈被固定在所述滑块(230)上。

7.根据权利要求6所述的螺纹检测装置，其特征在于，在所述滑块(230)上设置有U型块；在所述U型块上设置有第二锁紧螺钉(250)；

所述第四轴承(240)的外圈被所述第二锁紧螺钉(250)锁紧在所述U型块上。

8.根据权利要求6所述的螺纹检测装置，其特征在于，在所述位移杆(211)上还设置有锁紧件(260)。

9.根据权利要求1所述的螺纹检测装置，其特征在于，所述浮动机构(500)通过快换机构可拆卸地设置在所述轴向浮动内轴(410)上。

10.根据权利要求1所述的螺纹检测装置，其特征在于，所述转动驱动装置(300)与所述转动机构(400)之间通过带传动机构、链传动机构或者齿轮传动机构传动连接。

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