一种自动上料蝶形螺母检测装置及其检测方法与流程

1.本发明涉及标准件检测领域，具体涉及一种自动上料蝶形螺母检测装置及其检测方法。


背景技术：

2.螺纹连接是采用内外螺纹相互啮合传动实现连接成一体，其在旋转连接过程中，螺纹之间的契合能力至关重要，其直接决定了螺纹连接的有效性，实际生产过程中，螺纹加工过程完毕后，通过螺母相配合的螺栓对需要检测的螺母进行一次旋紧配合，根据其能否配合直接判断螺母的合格性，现有技术中的检测机，通过同一个标准螺栓不断与不同的螺母进行配合连接，如此在面对螺母螺距突然变化的情况下，螺栓卡住容易导致螺栓疲劳断裂，造成损失，或者螺距变化较小的情况下，由于电机的急速转动使其强行配合，从而直接会螺母内部螺纹进行破坏。


技术实现要素：

3.发明目的：提供一种自动上料蝶形螺母检测装置及其检测方法，有效解决了现有技术存在的上述问题。
4.技术方案：一种自动上料蝶形螺母检测装置，包括工作台、机架、上料组件以及检测装置四部分。
5.工作台；与所述工作台垂直固定连接的机架，形成装置工作空间；上料组件，包括与所述工作台转动连接的托架，多个沿所述托架周向均匀排列并与所述托架同步运动的料盘；料盘用于传输待检测蝶形螺母，并能够带动蝶形螺母传输至检测装置下方与之相对应，从而实现检测工作，对个料盘进行同步运输，一个检测完毕后，空余的料盘迅速进行对下一个待检测蝶形螺母的夹持，从而减少料盘空载的时间，提高其利用率的同时提高工作效率。
6.以及，检测装置，包括沿所述上料组件平行且固定在所述工作台上方的图像处理装置，分别以预定角度对称活动设置在所述图像处理装置两侧柔性光源，以及沿所述图像处理装置周向延伸并与所图像处理装置相对运动的托架。图像处理装置采用工业照相机对其螺母内部进行直线拍摄，并进行图像分析，相机两端活动设置柔性光源，并且根据不同尺寸规格的蝶形螺母进行调节，以便于后期图像处理，增强图片的清晰度，提高数据检测的准确性。托架与图像处理装置的配合使用，使蝶形螺母的水平位置实现自动校正，能够有效自动调整蝶形螺母与图像处理装置之间的垂直度，从而有效提高数据准确性。
7.在进一步实施例中，所述料盘包括沿所述托架一侧周向延伸并固定连接的保护体，沿所述保护体内部周向固定连接的传送机构，与所述传送机构末端活动连接的夹紧组件。保护体对传送机构进行保护，从而有效防止周边加工杂质污染其内部零件，进一步提高
传送机构的传动精度，传送机构用于控制夹紧组件的张合程度，从而实现夹持不同尺寸的蝶形螺母，提高装置的实用性。
8.在进一步实施例中，所述传送机构包括过渡板，沿所述过渡板中部活动连接的转轮，沿所述转轮周向对称并与所述过渡板固定连接的主动杆，沿所述主动杆预定角度延伸形成带有圆弧状的连接杆，以及沿所述连接杆末端固定连接并以预定角度范围转动的从动轮。转轮转动控制主动杆之间的距离，最终拉动从动轮的相对运动，从而仅仅通过转轮的转动方向便可控制夹紧组件形成预定的角度，实现对不同规格蝶形螺母的夹持，操作简单便捷。
9.在进一步实施例中，所述转轮沿轴向对称设置有凸起部，与所述主动杆啮合传动，形成夹紧组件的工作范围。对称设置的凸起部实现两侧的主动杆实现同步相对或相向位移，凸起部为转轮的顶端，当其与主动件接触时，主动件位于过渡板的最外侧，转轮沿任意方向转动，主动杆与转轮始终啮合用沿啮合点直线位移，主动杆与凸起表面的啮合点由最高点移动至最低点，形成主动杆的位移量，从而主动杆拉动连接杆转动，驱动从动轮运动，蝶形螺母其本身结构尺寸较小，并且标准蝶形螺母的类型尺寸变化范围较小，所以夹紧组件之间的转动角度并不需要很大，所述从动轮沿周向预定角度均匀分布有轮齿，根据蝶形螺母规格尺寸的变化范围设置有预定角度的齿轮，从而减少该齿轮的加工工序，减少资源浪费，其齿轮啮合转动范围与蝶形螺母的尺寸变化范围相对应，并进一步限制与之固定连接的夹紧组件的伸展范围，有效整体较小结构尺寸的同时保证结构紧凑性。
10.在进一步实施例中，所述传送机构还包括沿所述从动轮轴向直线延伸预定距离并与所述从动轮活动连接的夹紧组件，所述夹紧组件对称同轴连接，包括活动连接在所述从动轮末端的伸缩轴，套接在所述伸缩轴两端并与沿所述伸缩轴转动的限位件，以预定角度弹性卡扣在所述限位件内部的锁紧件，形成夹持空间。转轮相对转动带动夹紧组件同步转动形成张合状态，伸缩轴在夹紧组件相对或相向运动时，保证其之间的同轴度，限位件对蝶形螺母进行限位，使其两端侧面与限位件内壁紧密贴合，从而增大与蝶形螺纹的夹持面，使锁紧件在弹力的影响下挤压夹持面提高夹持效果，弹性件其弹力根据蝶形螺母的尺寸变化而变化，有效增加了锁紧件的夹持范围，在进一步实施例中，所述限位件截面呈“j”型，其末端以预定弧度向靠近内部表面延伸后自原理内部表面延伸收缩，形成预定锁紧弧。锁紧弧对锁紧件起到限位作用，在锁紧件底部的弹性作用下，锁紧弧给予反向作用力实现限位功能，从而能够有效实现对不同规格尺寸的蝶形螺母的夹持，并实现有效锁紧。
11.在进一步实施例中，包括所述图像处理装置外部固定套接有防尘壳体，所述防尘壳体内部沿轴向旋转预定角度延伸固定连接有排风装置，所述图像处理装置安装高度高于所述防尘壳体连接处，形成空气流通区域。图像处理装置的镜头清洁程度同样影响对图片处理的判断，防尘壳体有效防止灰尘或者其他装置上的杂质进入蝶形螺母内，而对于无法避免的杂质或者蝶形螺母其本身加工过程中没有处理干净的杂质，排风装置通过防尘壳体与图像处理装置形成一体，从而有效提高装置内部清洁度，保证检测数据的准确性，所述防尘壳体为透明材料，有效观察其内部情况。
12.此外，本发明还提供了基于上述装置的检测方法，包括如下步骤：s1、转轮转动推动主动杆传送动力，从动轮啮合相对转动，夹紧组件形成预定角度
与蝶形弹簧两端相对；s2、蝶形螺母沿限位件横向推进，锁紧件弹性伸缩蝶形螺母实施夹紧；s3、如此重复上述步骤，依次将待检测蝶形螺母放置在夹紧组件内；s4、托架转动，带动待检测蝶形螺母与图像处理装置相对应；s5、夹紧组件旋转放置在托架上，并放松夹紧力，托架上升将蝶形螺母与防尘壳体端部贴合，图像处理装置对蝶形螺母内部进行拍照并图像采集。
13.s6、托架下降，夹紧组件夹持蝶形螺母，夹紧组件旋转至预定角度，图像处理装置再次进行拍摄并进行图像采集处理。
14.在进一步实施例中，所述“s6”中的图像采集处理，包括如下步骤：s1、夹紧组件夹持蝶形螺母并旋转预定角度，对其内部螺纹线进行拍摄；s2、夹紧组件夹持蝶形螺母并沿反向旋转预定角度，对其内部螺纹线进行拍摄；s3、系统将拍摄的螺纹线进行叠加处理，通过观察叠加后线条之间的位置距离关系，判断螺纹是否合格。
15.有益效果：本发明涉及一种自动上料蝶形螺母检测装置及其检测方法，包括工作台、机架、上料组件以及检测装置四部分。通过转盘式的上料组件对蝶形螺母进行传输，有效减小了整体装置结构尺寸，并与检测装置相对应，根据检测装置对蝶形螺母内部结构进行多角度的拍摄，并对图片叠加以及二值化进行处理，从而对其螺纹正确性做出判断，上料组件有传送机构以及夹紧组件组合而成，通过异形转轮转动有效控制夹紧组件的转动范围，从而提高上料组件的实用性，与蝶形螺母外形相匹配的夹紧组件，带动蝶形螺母以任意角度转动，与检测转装置配合使用，有效实现了拍摄检测的可行性，并通过可移动式托架保证拍摄过程中的稳定性，检测装置相邻的排风装置对拍摄环境进行限定，并进行清洁，从而提高检测数据的准确性。
附图说明
16.图1为本发明的整体结构示意图。
17.图2为本发明中传送装置第一视角的结构示意图。
18.图3为本发明中传送装置的第二视角的结构示意图。
19.图4为本发明中夹持组件的结构以及工作状态示意图。
20.图5为本发明中检测装置的结构示意图。
21.图中各附图标记为：工作台1、机架2、上料组件3、转轮301、主动杆302、连接杆303、过渡板304、从动轮305、保护体306、夹紧组件307、伸缩轴3071、锁紧件3072、限位件3073、柔性光源401、托架402、图像处理装置403、排风装置404、蝶形螺母5。
具体实施方式
22.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
23.本发明涉及一种自动上料蝶形螺母检测装置及其检测方法，具体方案如下：
如图1至图5所示，一种自动上料蝶形螺母5检测装置，包括工作台1、机架2、上料组件3以及检测装置四部分。
24.其中，工作台1与所述工作台1垂直固定连接的机架2，形成装置工作空间；上料组件3，包括与所述工作台1转动连接的托架402，多个沿所述托架402周向均匀排列并与所述托架402同步运动的料盘； 料盘周向延伸对其本身中部形成空余空间，从而造成整体结构变大，浪费空间，而采用方形矩形阵列的方式对于相邻检测零件之间上料较为困难，由于蝶形螺母5两侧具有圆弧状的动力部，中部突出为锁紧部，采用整列方式分布的被测蝶形螺母5，基于本发明的夹持装置，其开口方向为以预定角度延伸，具有一定的范围限制，从而上料方向不能为竖向方向，当上料方向为横向则蝶形螺母5中部外凸部位无法直线穿过夹持装置，而采用有底部向上迎合卡槽方向进行传输，可以实现对蝶形螺母5的有效夹持，但其需要在料盘底部具有一定空间，才能使蝶形螺母5上升至夹持装置内，矩形阵列形成的方形体被分割，致使需要多条传输装置进行传输，大大增加了加工设备数量。料盘用于传输待检测蝶形螺母5，并能够带动蝶形螺母5传输至检测装置下方与之相对应，从而实现检测工作，对个料盘进行同步运输，一个检测完毕后，空余的料盘迅速进行对下一个待检测蝶形螺母5的夹持，从而减少料盘空载的时间，提高其利用率的同时提高工作效率。
25.蝶形螺母5是标准件广泛应用与各个场合用于拆卸以及锁紧，其内部螺纹之间的啮合流畅性，取决于螺距之间的均衡性，通过对此数据的判断从而检测螺纹走向的准确性。检测装置，包括沿所述上料组件3平行且固定在所述工作台1上方的图像处理装置403，分别以预定角度对称活动设置在所述图像处理装置403两侧柔性光源401，以及沿所述图像处理装置403周向延伸并与所图像处理装置403相对运动的托架402。图像处理装置403采用工业照相机对其螺母内部进行直线拍摄，并进行图像分析，由于工业照相机成像质量与周边环境有关，对于标准蝶形螺纹，其余由沿轴向有一定的螺纹深度，从而直接拍摄在光源不足的情况下，无法清晰看出内部螺纹线条，相机两端活动设置柔性光源401，由于蝶形螺母5的尺寸具有不同的标准，其螺纹深度也不相同，光线折射至螺纹线底部能够完整清洗看出螺纹线的走向，并且根据不同尺寸规格的蝶形螺母5进行调节，以便于后期图像处理，增强图片的清晰度，提高数据检测的准确性。螺纹中部的拍摄对蝶形螺纹的垂直要求较高，通过后期对图像二值化处理，所呈现出来的圆值为判断检测标准，所以其垂直度直接决定了数据的准确性，蝶形螺母5略微倾斜产生的延伸线使其在二值化处理时边缘曲线发生变化，从而直接导致错误判断，托架402与图像处理装置403的配合使用，使蝶形螺母5的水平位置实现自动校正，能够有效自动调整蝶形螺母5与图像处理装置403之间的垂直度，从而有效提高数据准确性。
26.所述料盘包括沿所述托架402一侧周向延伸并固定连接的保护体306，沿所述保护体306内部周向固定连接的传送机构，与所述传送机构末端活动连接的夹紧组件307。实际检测环境无法做到无尘效果，其加工车间的污染体容易吸附在传送机构上，而传送机构的传送精度直接影响夹紧组件307的夹持效果，保护体306对传送机构进行保护，从而有效防止周边加工杂质污染其内部零件，进一步提高传送机构的传动精度，蝶形螺母5的外观尺寸随实际生产需求而变化，并不具有一定的规律性，传送机构用于控制夹紧组件307的张合程度，根据蝶形螺母5两端的动力部之间的间距进行调节，从而实现夹持不同尺寸的蝶形螺母5，提高装置的实用性。
27.传统传送装置通过铰接式可实现任意角度，对于蝶形螺母5的夹持其本身结构较小并且其两端对称设置有凸起，并且其中部呈锥形，铰接式的平面无法与锥面相契合，并且两端夹持无法实现周向转动，本发明中所述传送机构包括过渡板304，沿所述过渡板304中部活动连接的转轮301，沿所述转轮301周向对称并与所述过渡板304固定连接的主动杆302，沿所述主动杆302预定角度延伸形成带有圆弧状的连接杆303，以及沿所述连接杆303末端固定连接并以预定角度范围转动的从动轮305。转轮301始终与主动杆302啮合转动，从而转轮301转动带动主动杆302位移，转轮301转动控制主动杆302之间的距离，主动杆302沿预定方向直线移动，带动与主动杆302转动连接的连接杆303沿预定转动，最终拉动从动轮305的相对运动，从动轮305相对运动实现夹紧组件307的伸展状态，反之实现闭合状态，从而仅仅通过转轮301的转动方向便可控制夹紧组件307形成预定的角度，实现对不同规格蝶形螺母5的夹持，操作简单便捷。
28.转轮301采用普通外圆弧线其在转动过程中无法实现高度差，从而主动杆302只能原地转动，无法实现有效传送所述转轮301沿轴向对称设置有凸起部，与所述主动杆302啮合传动，形成夹紧组件307的工作范围。对称设置的凸起部实现两侧的主动杆302实现同步相对或相向位移，凸起部为转轮301的顶端，当其与主动件接触时，主动件位于过渡板304的最外侧，转轮301沿任意方向转动，主动杆302与转轮301始终啮合用沿啮合点直线位移，主动杆302与凸起表面的啮合点由最高点移动至最低点，形成主动杆302的位移量，从而主动杆302拉动连接杆303转动，驱动从动轮305运动，蝶形螺母5其本身结构尺寸较小，并且标准蝶形螺母5的类型尺寸变化范围较小，所以夹紧组件307之间的转动角度并不需要很大，所述从动轮305沿周向预定角度均匀分布有轮齿，根据蝶形螺母5规格尺寸的变化范围设置有预定角度的齿轮，从而减少该齿轮的加工工序，减少资源浪费，其齿轮啮合转动范围与蝶形螺母5的尺寸变化范围相对应，并进一步限制与之固定连接的夹紧组件307的伸展范围，有效整体较小结构尺寸的同时保证结构紧凑性。
29.蝶形螺母5其外部轮廓曲线与常规螺母不同，其形状为两端细长中间外凸成带有锥度的圆锥，对其的夹持方向具有限制性，由于其两端细长动力部与中部相切成水滴状的，对蝶形螺母5的夹持只能由横向或者纵向夹持，横向夹持其中部位置，纵向夹持其动力部，而中部位置具有一定的锥度，需要与之相契合夹持装置，如此增加了外形结构的复杂性，同时曲面夹持无法很好的保证夹持装置的运动时的稳定性，对其检测结果具有误差。
30.动力部的主要用途是方便人们对其进行手动旋转工作，所以蝶形螺母5的动力部具有平面有便于夹持，择优采用纵向夹持，从而避免触碰到中部凸起部位，本发明采用纵向设置的检测装置，蝶形螺母5与检测装置的位置需要相对应才能实现有效加持，并且通过对蝶形螺母5内部垂直拍摄进行观察期内部纹理，蝶形螺母5属于小型零件，而传统锁应用于小型零件的平面夹持装置目前很少，并且在夹持完毕后只能直线移动，结合本发明中检测装置的位置，直线移动式夹持装置大大增加了其工作范围，以及整体装置结构，其具体方案为：传送机构还包括沿所述从动轮305轴向直线延伸预定距离并与所述从动轮305活动连接的夹紧组件307，所述夹紧组件307对称同轴连接，包括活动连接在所述从动轮305末端的伸缩轴3071，套接在所述伸缩轴3071两端并与沿所述伸缩轴3071转动的限位件3073，以预定角度弹性卡扣在所述限位件3073内部的锁紧件3072，形成夹持空间。转轮301相对转动带动夹紧组件307同步转动形成张合状态，伸缩轴3071在夹紧组件307相对或相向运动时，保证
其之间的同轴度，限位件3073对蝶形螺母5进行限位，使其两端侧面与限位件3073内壁紧密贴合，从而增大与蝶形螺纹的夹持面，使锁紧件3072在弹力的影响下挤压夹持面提高夹持效果，弹性件其弹力根据蝶形螺母5的尺寸变化而变化，由于本发明中的夹紧部位在蝶形螺母5的两端，所述限位件3073截面呈“j”型，其末端以预定弧度向靠近内部表面延伸后自原理内部表面延伸收缩，形成预定锁紧弧。限位件3073的一侧内部设置为平面，锁紧件3072沿限位件3073弯曲形成的卡扣内壁移动，有效增加了锁紧件3072的夹持范围，限位件3073截面呈“j”型，其末端以预定弧度向靠近内部表面延伸后自原理内部表面延伸收缩，形成预定锁紧弧。锁紧件3072沿限位件3073弯曲形成的卡扣内壁移动，与限位件3073内壁形成不同的角度，锁紧弧对锁紧件3072起到限位作用，在锁紧件3072底部的弹性作用下，锁紧弧给予反向作用力实现限位功能，从而能够有效实现对不同规格尺寸的蝶形螺母5的夹持，并实现有效锁紧。
31.由于传统螺纹加工过程中，其内部伴有铁屑，没有很好去除内部杂质，拍摄后会在与图片上，使工业照相机的成像以及后期图片处理结果存在误差，容易将杂质变化成蝶形螺母5的一部分，从而影响系统判断，所述图像处理装置403外部固定套接有防尘壳体，所述防尘壳体内部沿轴向旋转预定角度延伸固定连接有排风装置404，为避免影响排风装置404的工作效果所述图像处理装置403安装高度高于所述防尘壳体连接处，形成空气流通区域。图像处理装置403的镜头清洁程度同样影响对图片处理的判断，防尘壳体有效防止灰尘或者其他装置上的杂质进入蝶形螺母5内，而对于无法避免的杂质或者蝶形螺母5其本身加工过程中没有处理干净的杂质，排风装置404通过防尘壳体与图像处理装置403形成一体，从而当排风装置404启动对除尘壳体形成的空气流通区域进行排放时，同时对图像处理装置403的表面进行清洁，有效提高装置内部清洁度，保证检测数据的准确性，所述防尘壳体为透明材料，从而有效观察其内部情况。
32.基于上述检测装置，本发明提供了一种检测方法，具体工作方式如下：检测装置为工作时，夹紧组件307处于闭合状态，当电机启动转轮301顺实针转动推动主动杆302传送动力后，主动杆302拉动连接杆303以及与连接杆303形成一体的从动轮305啮合相对转动，与从动轮305周向延伸固定的夹紧组件307在从动轮305的转动下形成预定角度，使其分别与蝶形弹簧两端相对。蝶形螺母5沿限位件3073横向推进，锁紧件3072弹性伸缩蝶形螺母5实施夹紧，如此重复上述步骤，旋转托架402依次将待检测蝶形螺母5放置在夹紧组件307内，托架402转动，带动待检测蝶形螺母5与图像处理装置403相对应，夹紧组件307旋转放置在托架402上，并放松夹紧力，托架402上升将蝶形螺母5与防尘壳体端部贴合，保持不动从而保证蝶形螺母5的垂直效果，图像处理装置403对蝶形螺母5内部进行拍照并图像采集。托架402下降，夹紧组件307夹持蝶形螺母5，夹紧组件307旋转至预定角度，图像处理装置403再次进行拍摄并进行图像采集处理。具体图像处理方案为：本发明中通过对图像进行二值化，凸显出图像的内部轮廓，由于蝶形螺母5其内部是直通的螺纹，其所形成的内部成像应该是环形圆，通过放大图像轮廓，并以标准圆弧进行与蝶形螺母5内部进行重叠对比，当与标准圆重叠时偏差在预定范围数值之外，则说明螺母螺纹轴径发生倾斜，从而导致整体螺纹走向发生偏移，反之则说明螺纹沿轴向走向正确。夹紧组件307夹持蝶形螺母5并旋转预定角度，对其内部螺纹线进行拍摄；夹紧组件307夹持蝶形螺母5并沿反向旋转预定角度，对其内部螺纹线进行拍摄；系统将拍摄的螺纹线进行叠加处理，通过观察叠加后线条之间的位置
距离关系，判断螺纹是否合格，螺纹与螺杆配合连接时，每个螺纹齿之间的均衡间距决定螺纹与螺杆之间的配合质量，螺纹齿沿其之间形成的间隙活动行走，当其间距突然发生变化时，螺纹齿相互之间折合有交点从而无法传送至下一弧度拐点，使其发生卡死现象，致使螺纹与螺杆之间无法实现有效配合，通过将螺纹倾斜至预定角度，使其从平面角度看螺纹线的终止线与其对边的螺纹起始线相靠近，从而照相机沿轴向拍摄到所有螺纹线，将螺母以均匀速度进行旋转同时照相机对其进行高速拍摄，并对其标记旋转角度，系统将定格图片做成动画效果，从而观察在此角度方向螺纹线周向走向是否存在曲线变化，根据周向行走轨迹的均衡性，检测出螺纹的径向深度是否存在偏差，曲线幅度超出预定值，则判定其螺纹不合格。
33.如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。