一种轴颈螺纹及颈部尺寸非接触检测装置的制作方法

本申请实施例涉及自动化测量领域，尤其涉及一种轴颈螺纹及颈部尺寸非接触检测装置。

背景技术：

在制造领域中，轴类工件在设计和最终的品质筛选中涉及多种规格尺寸，为了保证最终的供货满足，需要对出货的工件进行多种尺寸的检测。

现有技术中，为了检测轴类工件的尺寸，通常人工采用游标卡尺、钢卷尺或者直尺等测量工具进行人工检测，然而人工检测通常受限于工具精度或者由于度数误差，造成最终的测量误差较大，例如在进行螺纹钢的外径测量时，一般技术人员的测量读数比实际尺寸大3mm左右，误差较大，而且通常人工检测速度较慢，难以对出货工件进行全检，只能抽检，随着行业对产品质量要求越来越高，对检测效率也提出了越来越高要求，现有技术的测量方案效率较低，难以满足要求。

技术实现要素：

本申请实施例提供了一种轴颈螺纹及颈部尺寸非接触检测装置，用于提高尺寸检测效率。

本申请实施例提供的轴颈螺纹及颈部尺寸非接触检测装置包括：

机架、上料机构、下料机构、传送机构、第一托盘、第二托盘、CCD检测机构、主控机构、夹取机构以及卡位机构；所述传送机构、所述CCD检测机构、所述主控机构、所述夹取机构以及所述卡位机构分别固定于所述机架上，所述上料机构和所述下料机构分别与所述传送机构的两端衔接；

所述第一托盘和所述第二托盘均用于盛放工件，所述卡位机构用于固定所述第二托盘，所述上料机构用于将所述第一托盘送上所述传送机构，所述传送机构用于将所述第一托盘传送至所述夹取机构的夹取区域，所述主控机构用于控制所述夹取机构将所述第一托盘中的工件夹取至所述CCD检测机构的检测区域，所述CCD检测机构用于对所述工件的尺寸进行摄像测量，并将测量结果发送至所述主控机构，所述主控机构还用于根据所述测量结果控制所述夹取机构将不符合所述预设尺寸的工件放至所述第二托盘，所述主控机构还用于根据所述测量结果控制所述夹取机构将符合预设尺寸的工件放回所述第一托盘中，所述传送机构还用于将盛放有检测后的工件的所述第一托盘传送至所述下料机构。

可选的，所述传送机构为平皮带传送机构，所述平皮带传送机构两侧设置有第一滑块机构，所述第一滑块机构用于承载并传送所述第一托盘，使得所述第一托盘沿着所述平皮带机构传送的方向运动。

可选的，所述夹取机构包括纵向滑轨、横向滑轨，竖向滑轨以及夹爪；所述纵向滑轨水平固定于所述机架上，所述横向滑轨与所述纵向滑轨连接，所述竖向滑轨与所述横向滑轨连接，所述夹爪固定于所述竖向滑轨上，所述夹爪用于夹持工件，所述纵向滑轨、所述横向滑轨以及所述竖向滑轨上均设置有第二滑块机构，使得所述夹爪实现纵向、横向以及竖向的平移。

可选的，所述上料机构包括上料架、伺服电机、上料滚筒，所述上料滚筒和所述伺服电机安装于所述上料架上，所述上料滚筒上包括若干根滚动轴，所述伺服电机用于驱动所述滚动轴滚动，所述滚动轴用于通过滚动将所述第一托盘送上所述传送机构。

可选的，所述上料机构还包括引导护栏，所述引导护栏设置于所述传送机构的两侧，所述引导护栏用于矫正所述第一托盘在所述上料滚筒上的传送姿态。

可选的，所述上料机构还包括调速装置，所述调速装置与所述伺服电机电性连接，所述调速装置用于调节所述伺服电机的转速。

可选的，所述卡位机构包括底座以及设置于所述底座上方的卡位包围框，所述卡位包围框所包围形成的形状与所述第二托盘相匹配，所述卡位包围框用于夹持所述第二托盘，使得所述第二托盘被固定于所述卡位机构上方。

可选的，所述底座上设置有斜面，所述斜面用于引导所述第二托盘滑落。

可选的，其特征在于，所述第一托盘包括盛放包围框、夹持包围框以及搁置板，所述盛放包围框固定于所述搁置板上方，所述夹持包围框固定于所述搁置板下方，所述搁置板镂空有若干个与工件相适配的通孔，所述通孔用于固定工件。

可选的，所述轴颈螺纹及颈部尺寸非接触检测装置上还设置有气吹装置，所述气吹装置用于向待检测的工件吹气，以清洁待检测的工件的表面。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下有益效果：

本申请实施例提供的轴颈螺纹及颈部尺寸非接触检测装置中设置有上料机构等装置，上料机构可以将第一托盘送上传送机构，传送机构可以将第一托盘传送至夹取机构的夹取区域，进而主控机构可以控制夹取机构将第一托盘中的工件夹取至CCD检测机构的检测区域，CCD检测机构可以对工件的尺寸进行摄像测量，并将测量结果发送至主控机构，进而主控机构根据测量结果控制夹取机构将不合格(NO GO，NG)产品放至第二托盘，或者将合格的工件放回第一托盘中，最后传送机构将盛放有检测后的工件的第一托盘传送至下料机构。

本申请实施例中，轴颈螺纹及颈部尺寸非接触检测装置可以自动上下料，以及自动对工件进行拍摄测量，进而对不同尺寸的工件进行区分筛选，实现了工件的自动非接触式测量，并且CCD检测机构具有较高的检测精度，极大程度地提高了工件的检测效率，为产品的全检提供了更大的实现空间。

附图说明

图1为本申请中轴颈螺纹及颈部尺寸非接触检测装置一个结构示意图；

图2为本申请中轴颈螺纹及颈部尺寸非接触检测装置另一个结构示意图；

图3为本申请中轴颈螺纹及颈部尺寸非接触检测装置另一个结构示意图；

图4为本申请中传送机构的一个结构示意图；

图5为本申请中夹取机构的一个结构示意图；

图6为本申请中上料机构的一个结构示意图；

图7为本申请中上料机构的左视图；

图8为本申请中上料机构的引导护栏的结构示意图；

图9为本申请中卡位机构的结构示意图；

图10为本申请中第一托盘的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种轴颈螺纹及颈部尺寸非接触检测装置，用于提高尺寸检测效率。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等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，仅用于说明各部件或组成部分之间的相对位置关系，并不特别限定各部件或组成部分的具体安装方位。

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，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”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。

此外，在本申请中所附图式所绘制的结构、比例、大小等，均仅用于配合说明书所揭示的内容，以供本领域技术人员了解与阅读，并非用于限定本申请可实施的限定条件，故不具有技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均仍应落在本申请所揭示的技术内容涵盖的范围内。

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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在实际应用中，轴颈螺纹及颈部尺寸非接触检测装置底部可以安装有固定脚，固定脚用于将装置固定于特定的工位，还可以设置有机罩，机罩可以防尘、防水溅或者防止物体掉落到设备中，起到保护设备的作用，并且还可以防止运动部件对工作人员造成伤害，机罩上方可以设置有警示标以及急停按钮、报警等相关辅助设备。

需要说明的是，本申请中，预设尺寸可以是M10-M26之间的外螺纹尺寸参数或者是Φ30以下的外圆尺寸，还可以是其它，具体此处不做限定。主控机构可以通过通讯接口对各个机构进行识别与控制，对检测到的数据进行精确的计算，还可以对数据进行存储和调用。具体的，可以是通过电机控制卡来接收工控机的指令，驱动电机运动，控制夹取机构的位置等。可以通过IO卡来进行数字信号的采集和输出，可以通过AD卡来进行模拟量信号的采集，可以通过继电器卡来接收工控机指令，进行通道的切换，可以通过通讯卡来实现工控机与各个执行机构的数据交互。

主控机构中可以集成有控制系统、操作软件及数据处理系统以及计算机控制系统，可以对数据进行实时采集，对特性曲线实现实时动态显示，数据文件能以Access常用数据库或SQLserve等大型数据库的方式保存，方便实现客户的资源共享及网络管理，以及用户的再分析。对于用户自定义的各种word2000报表，该软件可轻松实现访问，解决了不同用户或同一用户在不同时期对报表有不同需要的难题。该软件可处理测量原始数据及由此派生的曲线。该装置还具有保护功能，该装置具有软件和机械两种限位保护方式。软件可实现用户自定义的速度设定，速度的计算机调整。还可实现高精度的速度标定，随时调整速度档位和编码。软件权限分级管理功能：为了提高软件及数据的安全性，该软件可以通过设置不同的密码保护来实现分权限管理功能。该装置还具有结果再现功能，试验操作完成并存盘后，可根据用户需要在以后任意时间打开并对数据进行再分析。

请参阅图1以及图2，本申请实施例提供的轴颈螺纹及颈部尺寸非接触检测装置包括：机架1、上料机构2、下料机构3、传送机构4、第一托盘51、第二托盘52、CCD检测机构6、主控机构7、夹取机构8以及卡位机构9；传送机构4、CCD检测机构6、主控机构7、夹取机构8以及卡位机构9分别固定于机架1上；

上料机构2和下料机构3分别与传送机构4的两端衔接，第一托盘51和第二托盘52均用于盛放工件，卡位机构9用于固定第二托盘52，上料机构2用于将第一托盘51送上传送机构4，传送机构4用于将第一托盘51传送至夹取机构8的夹取区域，主控机构7用于控制夹取机构8将第一托盘51中的工件夹取至CCD检测机构6的检测区域，CCD检测机构6用于对工件的尺寸进行摄像测量，并将测量结果发送至主控机构7，具体可以是相机扫描轴颈螺纹生成图谱，再由工业计算机专用算法软件进行精度计算，最后输出检测值，完成一个检查周期。主控机构7还用于根据测量结果控制夹取机构8将不符合预设尺寸的工件放至第二托盘52，主控机构7还用于根据测量结果控制夹取机构8将符合预设尺寸的工件放回第一托盘51中，传送机构4还用于将盛放有检测后的工件的第一托盘51传送至下料机构3。

本申请实施例中，在实际的检测场景中，一般人工或者自动化机械将盛有托盘放上上料机构2，由上料机构2输送至CCD检测机构6，检测完后，将NG工件放至第二托盘，将OK工件放回第一托盘，并将托盘传送至下料机构3，下料机构3将托盘输送至下一个工作节点，即可完成对工件尺寸的自动化测量。本申请中的CCD检测机构6是一种对工件进行视觉检测的机构，通过CCD相机采集工件的图像进而可以为工件尺寸的计算提供原始数据，一般存在缺陷的工件往往会表现在尺寸上，因此通过对测量的尺寸和标准的尺寸比对，可以判断出工件是否符合规范或者说可以判断工件的品质优劣并进行区分；并且通过采集图像的方式来测量工件的尺寸，实现了对工件的非接触式测量，相比于人工使用游标卡尺，钢卷尺等量具接触式测量，可以更好地保护工件，避免工件沾染油渍或者汗渍，还可以避免量具对工件造成损伤，致使工件NG，极大程度地提高了检测效率，为工件的全检提供了更大的实现空间。

可选的，请参阅图2，本申请实施例中，传送机构4为平皮带传送机构，平皮带传送机构两侧设置有第一滑块机构41，第一滑块机构41用于支持第一托盘51，使得第一托盘51沿着平皮带机构传送的方向运动。

托盘在被上料机构2送入皮带传送机构上后，托盘将会被设置于皮带传送机构两侧的第一滑块机构41支持住，第一滑块机构41上设置有夹持板，用于对托盘的两边进行夹持，第一滑块机构41从平皮带传送机构的一端夹持托盘至另一端，使得托盘在运动过程中保持稳定的传送姿态，并始终沿着平皮带传动的方向运动，防止托盘滑落；在实际应用中，传送机构4一般通过伺服电机来驱动，还可以设置有调速器，用于调节伺服电机的转速进而控制平皮带传送机构的传送速度，以满足更多的实际检测需求。

托盘在进入夹取机构8的夹取区域时，平皮带传送机构由于具有较大的接触面积并且皮带的运动较为稳定，托盘和皮带间可以具有较好的摩擦力，产生的相对滑动较小，进而可以使得夹取机构8能够更精确和平稳地夹取工件，减少因为托盘错位而使得夹取机构8对工件碰伤造成工件NG，托盘在运动过程中可以保持较好的运动姿态和较平稳的传送，并且平皮带传送机构产生的噪音较小，可以满足对噪音分贝要求较高的场所。

可选的，请参阅图4，夹取机构8包括纵向滑轨81、横向滑轨82，竖向滑轨83以及夹爪84；纵向滑轨81水平固定于机架1上，横向滑轨82与纵向滑轨81连接，竖向滑轨83与横向滑轨82连接，夹爪84固定于竖向滑轨83上83，夹爪84用于夹持工件，纵向滑轨81、横向滑轨82以及竖向滑轨83上均设置有第二滑块机构85，使得夹爪84实现纵向、横向以及竖向的平移。

在实际检测过程中，托盘中装有若干个工件，夹爪84需要对不同位置的工件进行夹取，并将工件移动到CCD检测机构6的检测区域，因此需要夹爪84具备3个方向的自由度；本申请实施例中，纵向滑轨81在横向滑轨82上通过第二滑块机构85实现横向平移，竖向滑轨83通过第二滑块机构85在纵向滑轨81上实现纵向平移，夹爪84通过第二滑块机构85在竖向滑轨83上实现竖向平移，通过三个滑轨可以使得夹爪84对不同位置的工件进行精确的夹取，待工件检测完后，夹爪84将工件搬运至第一托盘或者第二托盘，还可以用于调整工件至最佳的检测距离，提高图像的精确度；三自由度滑轨在进行速度或者位置的自动化控制时具有较稳定可靠的线性性能；夹爪84可以采用一定的配合规范，使得可以替换不同规格的爪头841，以用于夹取不同尺寸的工件；各个滑轨上还设置有拖链86，拖链86中容放用于连接各个组件的线缆，用于保护线缆。

可选的，请参阅图5、图6、图7以及图8，本申请实施例中，上料机构2包括上料架21、伺服电机22、上料滚筒23，上料滚筒23和伺服电机22安装于上料架21上，上料滚筒23上设置有若干根滚动轴，伺服电机22用于驱动滚动轴滚动，滚动轴用于通过滚动将第一托盘51送上传送机构。采用滚筒式上料可以使得托盘的传送更为平稳，可以较好地和传送机构4进行衔接，并且上料滚筒23容易维护，还具有防油、防水等优点，具有较高的可靠性，还可以进行折弯传送，满足多种工况需求。

进一步的，请参阅图8，上料机构2还包括引导护栏24，引导护栏24设置于传送机构4的两侧，引导护栏24用于矫正第一托盘51在上料滚筒23上的传送姿态。

托盘被放置于上料机构2上后，两侧的引导护栏24将托盘夹持住，使得托盘可以保持传送姿态，而不会滑落或者偏移，当托盘运动到与传送机构4平齐的位置时，引导护栏24上的滑块机构还可以将托盘送上传送机构4。

进一步的，上料机构2还包括调速装置25，调速装置25与伺服电机22电性连接，调速装置25用于调节伺服电机22的转速。为了满足不同的上料速度需求，可以通过在上料机上安装调速装置25来控制伺服电机22的转速以调节上料滚筒23的滚动速度。还可以设置有急停按钮，用于当发生紧急情况时迅疾关停设备，进一步的，上料机构2还可以设置有过流、过压以及过载等保护装置以提高安全性。

可选的，请参阅图8，本申请实施例中，卡位机构9包括底座91以及设置于底座91上方的卡位包围框92，卡位包围框92所包围形成的形状与第二托盘52相匹配，卡位包围框92用于夹持第二托盘52，使得第二托盘52被固定于卡位机构9上方。

在实际应用中，夹取机构8在将工件搬运至第二托盘52中时，为了使得夹取机构8可以准确地将工件放入第二托盘52中的指定位置，而不造成工件相互间的碰撞，第二托盘52的位置需要保持固定，不然将极其容易造成工件的二次损伤，甚至是造成夹取机构8的损坏。本申请实施例中，卡位包围框92可以对托盘的四个角进行夹持固定，卡位包围框92固定于底座91上，底座91可以通过螺钉固定于机架1上，当托盘中的工件盛满时，可以人工将托盘从卡位包围框92中取下，换上新的托盘，或者有专门的下料机构3来进行自动化下料。

进一步的，底座91上设置有斜面911，斜面911用于引导第二托盘52在重力作用下滑落。在实际应用中，第二托盘52需要较为紧固地被夹持于卡位包围框92中，当人工将托盘取下时，斜面911可以为取下托盘提供一定的便利。

可选的，请参阅图9，第一托盘51包括盛放包围框511、夹持包围框512以及搁置板513，盛放包围框511固定于搁置板513上方，夹持包围框512固定于搁置板513下方，搁置板513镂空有若干个与工件相适配的通孔，使得工件被固定于通孔中。

在实际应用中，一个托盘可以盛放多个轴颈螺钉，螺钉上的螺纹较为锋利，工件之间一旦产生接触碰撞，可能会对螺纹产生破坏，因此需要将轴颈螺钉相隔盛放，本申请实施例中，通过在搁置板513上开设与轴颈螺钉相匹配的通孔，可以实现轴颈螺钉分隔盛放，上方的盛放包围框511用于形成容纳空间，下方的夹持包围框512用于在传送过程中，为各个机构的夹持部件提供夹持点，还形成支撑，为避免轴颈螺钉与底部碰撞，夹持包围框512的高度要高于轴颈螺钉的高度，使得轴颈螺钉下部在夹持包围框512中悬空，达到保护工件的作用。

在实际应用中，工件在生产或者各个工位节点的传输过程中很容易在工件表面沾染有灰尘，金属碎屑等，这会严重影响对其尺寸的测量精度，会造成较大的误差，基于此，本申请实施例中，CCD检测机构6上还设置有气吹装置，工件在进行CCD检测之前，先启动气吹装置向待检测的工件鼓气，可以用气泵通过气管和鼓气头鼓出较高流速的气体，以将工件表面的灰尘和碎屑吹走，提高测量精度，减小误差。

需要说明的是，对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。