一种微孔检测装置以及旋转检测系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种微孔检测装置以及旋转检测系统，微孔检测装置包括测针、测针保护机构、砝码、活动支架及光纤，测针保护机构包括固定套和滑动套，测针穿于滑动套和固定套内；活动支架带动滑动套上下移动，砝码固定于测针上并压于滑动套上，砝码可随滑动套上下移动，测针在砝码的作用下可向下移动；当活动支架带动滑动套在固定套内向下移动时，使得位于固定套内的测针向下移动穿入待测工件孔内；当活动支架向上移动时，滑动套在固定套内向上移动，同时向上顶砝码以使测针从待测工件中抽出；光纤固定于活动支架上，用于感应测针是否产生向上位移，以判断测针是否穿过待测工件内孔。旋转检测系统包括微孔检测装置，用于对工件进行内孔检测。
【专利说明】一种微孔检测装置以及旋转检测系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及微孔检测【技术领域】，尤其涉及一种用于检测超硬材料器件精密微孔 (例如陶瓷插芯内孔）的微孔检测装置以及旋转检测系统。
【背景技术】
[0002] 陶瓷插芯或其它超硬材料器件的精密微孔（例如陶瓷插芯内孔为Φ0. 125+°_°°lmm) 的检测一般是用针规（一种检具）由人工进行检测。针规分为柔性和刚性，由于检测的孔 径非常小，针规都很细，而且：刚性针规较脆，检测中极易折断，而柔性针规在检测中极易弯 折、弯曲。因此，目前的检测方法效率低，劳动强度大，检测成本高；也正因为针规在检测中 极易折断或弯曲、弯折，给这类产品的自动化检测设备的开发带来了一定的难度。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的之一在于提出一种微孔检测装置，以解决在检测过程中柔性测针极 易弯曲/弯折导致检测出现偏差、检测效率低下的技术问题。
[0004] 本发明提供的微孔检测装置的技术方案如下：
[0005] -种微孔检测装置，用于检测超硬材料工件的精密微孔，包括测针、测针保护机 构、检测力提供模块、活动支架及感应模块，所述测针保护机构包括活动式嵌套配合的固定 机构和滑动机构，所述测针由上至下依次穿入所述滑动机构和所述固定机构，且所述滑动 机构至少部分位于所述固定机构内；所述活动支架固定连接至所述滑动机构，并可带动所 述滑动机构上下移动，所述检测力提供模块固定连接于所述测针上并压于所述滑动机构的 上端面上，使得所述检测力提供模块随所述滑动机构上下移动，所述测针与所述检测力提 供模块一同上下移动；当所述活动支架向下移动时，所述滑动机构向下移动进入所述固定 机构内，使得位于所述固定机构内的所述测针逐渐向下移动以穿入位于所述固定机构下方 的待测工件的所述微孔内；当所述活动支架向上移动时，所述滑动机构向上移动，同时向上 顶所述检测力提供模块以使所述测针从所述待测工件的所述微孔中抽出；所述感应模块固 定于所述活动支架上，用于感应所述测针是否产生相对于所述感应模块的向上位移，以判 断所述测针是否穿过所述待测工件的所述微孔。在对例如陶瓷插芯等超硬材料工件的内孔 进行精密微孔检测时，一般采用针规进行人工穿插检测，但是这种方法由于待测工件本身 非常细小，而针规更加细，操作起来极其困难，导致检测效率低下，而且针规成本高昂，为了 降低成本，可以采用普通钢丝，但是普通钢丝属于柔性检具（测针），人工检测几乎无法进 行操作，正因为柔性检具极易弯曲的特性导致其无法用于自动化检测设备中。本方案提出 了一种微孔检测装置，在该装置中，通过测针保护机构将测针很好地保护起来，由于测针本 身直径非常小，同时滑动机构也较细，因此固定机构的内孔尺寸也比较接近测针的直径，因 此，在自动化设备的高速检测中，当测针在穿插工件内孔时，由于孔径过小而使测针受到较 大的反向轴向力时，测针会反向（向上）运动，在固定机构和滑动机构的内壁阻挡下，测针 不至于发生较大弯曲/弯折，因此通过感应模块可以感应到测针相对于感应模块产生了向 上的位移，此时即表明测针没能完全穿过工件内孔（即前述的微孔）。因此，可以将本装置 应用于自动化检测设备中，从而大大提高检测效率。另外，由于有测针保护机构的保护，在 检测过程中，可以使用较大的检测力，因此检测过程和检测结果对于工件内孔的清洁度不 敏感，测针可以将部分因杂质堵塞的内孔穿通。本装置适用于柔性测针，也适用于刚性测针 例如针规，但是柔性测针成本较低，而且可以实现自动切断更新。
[0006] 优选地，所述检测力提供模块为砝码，所述感应模块包括光纤，通过所述光纤感应 所述砝码是否产生相对于所述感应模块的向上位移，以判断所述测针是否产生相对于所述 感应模块的向上位移。
[0007] 优选地，所述测针为柔性针规或刚性针规。
[0008] 优选地，所述固定机构为筒状固定套，所述滑动机构为筒状滑动套，所述滑动套的 外径为所述测针直径的2?3倍。
[0009] 另，本发明还提供一种旋转检测系统，使用前述的微孔检测装置，对检测超硬材料 工件的精密微孔进行自动化检测，并依微孔孔径对工件进行分类。本方案提供的旋转检测 系统如下：
[0010] 一种旋转检测系统，用于检测超硬材料工件的精密微孔，包括旋转台、支撑台、进 料器、前述的微孔检测装置、出料器以及控制系统；所述进料器具有放料口，所述出料器具 有入口和出料嘴；所述旋转台上圆周式均匀分布有多个用于固定待测工件的工件固定位， 所述进料器、所述微孔检测装置和所述出料器固定于所述支撑台上，分别形成进料工位、检 测工位和出料工位，并且所述放料口、所述固定机构和所述入口分别对准一个所述工件固 定位，以使所述进料器通过所述放料口将所述待测工件放入所述工件固定位；所述旋转台 在所述控制系统的控制下间歇式旋转，且每次旋转的角度0 = ^，其中N为所述工件固定 /V 位的个数，以使位于所述工件固定位上的所述待测工件随所述旋转台由所述进料器处旋转 至所述微孔检测装置处进行微孔检测，再旋转至所述出料器处并从所述入口离开所述旋转 台；所述控制系统根据所述微孔检测的结果控制所述出料嘴进行不同角度的间歇式转动， 以将来自所述入口的工件按照孔径进行分类；其中，N> 3,且N为整数。本方案提供的旋转 检测系统，采用前述的微孔检测装置，配合旋转检测，进行自动化检测，不仅检测效率可以 高达3000个/小时，而且可以使用低成本的普通钢丝作为柔性测针，并解决测针在检测过 程中弯折而出现检测结果错误的技术问题。
[0011] 优选地，所述控制系统包括控制器、微电机、第一伺服电机和第二伺服电机；所述 第一伺服电机在所述控制器的控制下带动所述旋转台进行所述间歇式旋转；所述控制器根 据所述感应模块的判断结果控制所述第二伺服电机带动所述出料嘴进行所述不同角度的 间歇式转动；所述微电机在所述控制器的控制下带动所述活动支架上下移动以进行所述微 孔检测。
[0012] 优选地，所述工件固定位为所述旋转台上开设的移载孔，所述移载孔为通孔，且在 所述移载孔的底部设有镂空支撑架以承载所述待测工件；所述旋转检测系统还包括位于所 述旋转台下方且正对所述入口的吹气嘴，所述吹气嘴在所述控制器的控制下间歇性向上吹 气以将工件吹入所述入口而进入所述出料器。
[0013] 优选地，所述出料嘴下方设有多个分档格，所述出料嘴通过所述不同角度的间歇 式转动将不同孔径范围的工件放入相应的所述分档格中，以进行所述分类。本方案可以使 得不同孔径范围的工件在出料嘴处被分配于不同的分档格中。
[0014] 优选地，包括多个所述检测工位和多个所述进料工位；每个所述检测工位上的所 述微孔检测装置具有预定直径的所述测针，其中所述预定直径等于所述不同孔径范围之间 的分界值。通过设置多个检测工位，设置多种直径的测针，从而将工件按孔径范围的不同分 类为多个档。
[0015] 优选地，所述检测工位处设有第二感应模块，位于所述移载孔下方，用于感应所述 测针是否从所述待测工件的所述微孔通出，以判断所述测针是否穿过所述待测工件的所述 微孔。
[0016] 总之，本发明提供的微孔检测装置和旋转检测系统应用于测量超硬材料工件的精 密微孔的技术中，尤其是测量陶瓷插芯内孔的技术中，检测数据准确，检测效率超高（可高 达3000个/小时），并且适合刚性和柔性两种测针，巧妙地解决了防测针弯折、高效检测、全 自动精密检测陶瓷插芯内孔的技术难题。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是本发明具体实施例提供的一种旋转检测系统的结构示意图；
[0018] 图2是本发明具体实施例提供的一种微孔检测装置的立体图。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步说明。
[0020] 本发明的【具体实施方式】提供一种旋转检测系统，可用于自动化检测超硬材料工件 的精密微孔（指通孔），例如检测陶瓷插芯的内孔。如图1所示，所述旋转检测系统包括旋 转台10、支撑台20、进料器、微孔检测装置40、出料器50以及控制系统。
[0021] 如图1和图2所示，所述微孔检测装置40包括测针41、测针保护机构42、检测力 提供模块43、活动支架44及感应模块45,所述测针保护机构42包括活动式嵌套配合的固 定机构420和滑动机构421，所述测针41由上至下依次穿入所述滑动机构421和所述固定 机构420,并且所述滑动机构421至少部分位于所述固定机构420内；所述活动支架44固 定连接至所述滑动机构421，并可带动所述滑动机构421上下移动，所述检测力提供模块43 固定连接于所述测针41上并压于所述滑动机构421的上端面上，使得所述检测力提供模块 43随所述滑动机构421上下移动，所述测针41与所述检测力提供模块43 -同上下移动； 当所述活动支架44向下移动时，所述滑动机构421向下移动进入所述固定机构420内，使 得位于所述固定机构420内的所述测针41逐渐向下移动以穿入位于所述固定机构420下 方的待测工件100的所述微孔内；当所述活动支架44向上移动时，所述滑动机构421向上 移动，同时向上顶所述检测力提供模块43以使所述测针41从所述待测工件100的所述微 孔中抽出；所述感应模块45固定于所述活动支架44上，用于感应所述测针41是否产生相 对于所述感应模块45的向上位移，以判断所述测针41是否穿过所述待测工件100的所述 微孔。
[0022] 在具体的实施例中，如图1所示，所述测针保护机构42可以是两个活动式嵌套配 合的筒状套，例如：所述固定机构420是一个固定套，所述滑动机构是一个滑动套，所述滑 动套可在所述固定套内上下移动。
[0023] 在一种具体的实施例中，检测力提供模块43可以是一块小的砝码，固定于测针41 上，砝码支撑于滑动机构421上。感应模块45例如可以采用光纤感应。
[0024] 所述旋转台10上圆周式均匀分布有多个用于固定待测工件100的工件固定位11， 所述支撑台20例如可以是机床，所述进料器、微孔检测装置40和出料器50均固定于所述 支撑台20上，分别形成进料工位、检测工位和出料工位；旋转台10在所述控制系统的控制 360° 下间歇式旋转，每次旋转的角度0 = 1，其中N为所述工件固定位11的个数，每旋转一 次，进料工位、检测工位和出料工位下方都对应有工件固定位11，所述进料器具有放料口， 所述放料口对准所述工件固定位11，通过所述放料口将所述待测工件100放于所述工件固 定位11上，在所述检测工位处，所述固定机构420也对准下方的所述工件固定位11，另外， 出料器50具有入口和出料嘴51。
[0025] 工作时，待测工件100从进料工位处通过所述进料器的所述放料口进入到当前位 于所述进料工位处的工件固定位11上，待所述旋转台10旋转时，待测工件随旋转台10旋 转，到达检测工位处，即载有待测工件的工件固定位旋转到检测工位处，所述微孔检测装置 40执行检测动作，使所述测针41插入待测工件的内孔，检测完成后，旋转台10再次旋转， 工件随旋转台旋转到出料工位处，从所述出料器50的所述入口离开所述旋转台10,并从所 述出料器50的出料嘴51出来，同时所述控制系统根据对该工件的检测结果控制所述出料 嘴51进行相应角度的转动，以将该工件放入相应的容器内，从而达到按照孔径进行分类的 目的。为了方便出料后的工件分类放置，所述出料嘴51下方固定有多个分档格70,所述出 料嘴51通过不同角度的间歇式转动将不同孔径范围的工件放入相应的所述分档格中，以 进行所述分类。
[0026] 具体地，所述控制系统包括控制器（例如计算机）、微电机、第一伺服电机和第二 伺服电机，所述第一伺服电机在所述控制器的控制下带动所述旋转台10围绕转轴60进行 所述间歇式旋转，例如：当旋转台10的一圆周上均匀分布有8个工件固定位11时，旋转台 10每次旋转的角度为45度（360度除以8)，所述进料工位、所述检测工位、所述出料工位均 是对应工件固定位11而分布；所述控制器根据所述感应模块的判断结果（即对工件内孔的 检测结果）控制所述第二伺服电机带动所述出料嘴51进行不同角度的间歇式转动；所述微 电机在所述控制器的控制下带动所述活动支架上下移动以对工件进行微孔检测。
[0027] 下面以检测陶瓷插芯的内孔为例对本发明的技术方案进行详细的说明。
[0028] 旋转台10靠近边缘的圆周上，均匀地分布有8个工件固定位11，需要说明，工件 固定位11的数量N可以根据需要和实际情况设计，N在3以上，可以是3个、4个、……、10 个等，但以3个?12个为佳，并且以能被360度整除为佳。此例中以8个工件固定位为例 进行说明，如图1所示，在旋转台10边缘的圆周上均匀分布有8个工件固定位11，工件固 定位11例如可以是旋转台10上开设的通孔，且在通孔的底部设有镂空支架以支撑待测工 件，在至少部分工件固定位处设置有对应的工位，包括至少一个进料工位、至少一个检测工 位和一个出料工位，检测工位的数量以及测针的直径可以根据陶瓷插芯孔径d的分档要求 进行设置。如图1所示的旋转检测系统中相邻设置有两个进料工位31、32,设置旋转台10 为顺时针旋转，因此沿进料工位32的顺时针方向设置检测工位。如果需要将陶瓷插芯按孔 径分界值Tl分为两档，则至少在一个检测工位上设置测针直径为Tl的微孔检测装置，如 果需要将陶瓷插芯按孔径分界值ΤΙ、T2分档，假设Tl<T2,则可以分为三档（d<Tl,Tl <d<T2，d>T2)，相应地至少在两个检测工位上分别设置测针直径为T1、T2的微孔检测 装置，同理，可以分为四档、五档、六档。如图1，沿进料工位32的顺时针方向设置了检测工 位81、82、83、84,在检测工位84的顺时针方向设置了一个出料工位。
[0029] 当需要对一批陶瓷插芯按照孔径分为两档时，孔径分界值Τ1，使用如图1所示的 旋转检测系统进行孔径检测分档，则可以从进料工位31和/或进料工位32处下料，可以将 检测工位81、82处的微孔检测装置均采用直径Tl的测针，此种情况下，各个工位的时序表 如下表1所示：
[0030]表 1 :
【权利要求】
1. 一种微孔检测装置，用于检测超硬材料工件的精密微孔，其特征在于：包括测针、测 针保护机构、检测力提供模块、活动支架及感应模块，所述测针保护机构包括活动式嵌套配 合的固定机构和滑动机构，所述测针由上至下依次穿入所述滑动机构和所述固定机构，且 所述滑动机构至少部分位于所述固定机构内； 所述活动支架固定连接至所述滑动机构，并可带动所述滑动机构上下移动，所述检测 力提供模块固定连接于所述测针上并压于所述滑动机构的上端面上，使得所述检测力提供 模块随所述滑动机构上下移动，所述测针与所述检测力提供模块一同上下移动； 当所述活动支架向下移动时，所述滑动机构向下移动，使得位于所述固定机构内的所 述测针逐渐向下移动以穿入位于所述固定机构下方的待测工件的所述微孔内；当所述活动 支架向上移动时，所述滑动机构向上移动，同时向上顶所述检测力提供模块以使所述测针 从所述待测工件的所述微孔中抽出； 所述感应模块固定于所述活动支架上,用于感应所述测针是否产生相对于所述感应模 块的向上位移，以判断所述测针是否穿过所述待测工件的所述微孔。
2. 如权利要求1所述的微孔检测装置，其特征在于：所述检测力提供模块为砝码，所 述感应模块包括光纤，通过所述光纤感应所述砝码是否产生相对于所述感应模块的向上位 移，以判断所述测针是否产生相对于所述感应模块的向上位移。
3. 如权利要求1所述的微孔检测装置，其特征在于：所述测针为柔性针规或刚性针规。
4. 如权利要求1所述的微孔检测装置，其特征在于：所述固定机构为筒状固定套，所述 滑动机构为筒状滑动套，所述滑动套的外径为所述测针直径的2?3倍。
5. -种旋转检测系统，用于检测超硬材料工件的精密微孔，其特征在于：包括旋转台、 支撑台、进料器、微孔检测装置、出料器以及控制系统，所述微孔检测装置如权利要求1至4 任一项所述；所述进料器具有放料口，所述出料器具有入口和出料嘴； 所述旋转台上圆周式均匀分布有多个用于固定待测工件的工件固定位，所述进料器、 所述微孔检测装置和所述出料器固定于所述支撑台上，分别形成进料工位、检测工位和出 料工位，并且所述放料口、所述固定机构和所述入口分别对准一个所述工件固定位，以使所 述进料器通过所述放料口将所述待测工件放入所述工件固定位； 360° 所述旋转台在所述控制系统的控制下间歇式旋转，且每次旋转的角度0 =γ，其中N N 为所述工件固定位的个数，以使位于所述工件固定位上的所述待测工件随所述旋转台由所 述进料器处旋转至所述微孔检测装置处进行微孔检测，再旋转至所述出料器处并从所述入 口离开所述旋转台；所述控制系统根据所述微孔检测的结果控制所述出料嘴进行不同角度 的间歇式转动，以将来自所述入口的工件按照孔径进行分类； 其中，N彡3,且N为整数。
6. 如权利要求5所述的旋转检测系统，其特征在于：所述控制系统包括控制器、微电 机、第一伺服电机和第二伺服电机；所述第一伺服电机在所述控制器的控制下带动所述旋 转台进行所述间歇式旋转；所述控制器根据所述感应模块的判断结果控制所述第二伺服电 机带动所述出料嘴进行所述不同角度的间歇式转动；所述微电机在所述控制器的控制下带 动所述活动支架上下移动以进行所述微孔检测。
7. 如权利要求6所述的旋转检测系统，其特征在于：所述工件固定位为所述旋转台上 开设的移载孔，所述移载孔为通孔，且在所述移载孔的底部设有镂空支撑架以承载所述待 测工件；所述旋转检测系统还包括位于所述旋转台下方且正对所述入口的吹气嘴，所述吹 气嘴在所述控制器的控制下间歇性向上吹气以将工件吹入所述入口而进入所述出料器。
8. 如权利要求7所述的旋转检测系统，其特征在于：所述出料嘴下方设有多个分档格， 所述出料嘴通过所述不同角度的间歇式转动将不同孔径范围的工件放入相应的所述分档 格中，以进行所述分类。
9. 如权利要求8所述的旋转检测系统，其特征在于：包括多个所述检测工位和多个所 述进料工位；每个所述检测工位上的所述微孔检测装置具有预定直径的所述测针，其中所 述预定直径等于所述不同孔径范围之间的分界值。
10. 如权利要求7所述的旋转检测系统，其特征在于：所述检测工位处设有第二感应模 块，位于所述移载孔下方，用于感应所述测针是否从所述待测工件的所述微孔通出，以判断 所述测针是否穿过所述待测工件的所述微孔。
【文档编号】G01B5/12GK104457510SQ201410649688
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】肖湘杰, 杨荣海, 吴涛 申请人:深圳太辰光通信股份有限公司