带内螺纹半锥体牙型与外形自动检测系统及对内螺纹半锥体牙型与外形进行检测的方法与流程

本发明涉及一种检测装置及其方法，特别是一种新型带内螺纹半锥体牙型与外形自动检测系统及实现对内螺纹半锥体牙型与外形进行检测的方法。

背景技术：

夹片是夹片式锚具系统的主要部件，其质量好坏直接关系拉索的质量，因此，生产过程的检测非常重要，公告号为cn201716003u的实用新型专利公开了一种螺纹检测机；这种螺纹检测机测头固接在主轴上，主轴上方设置有光学尺，主轴固接在机台上，机台上固接有该机的自动控制装置和夹持治具，夹持治具上固接用于夹持工件的气缸；适用于检测工件内螺纹孔的漏攻牙、重复攻牙、螺纹有效长度过深或过浅以及螺纹底孔过大等问题；但该技术自动化程度不高，检测效率低，且不适用于小直径孔的检测，而且测头频繁接触被测工件或压力过大时容易损坏，从而失去精度。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种带内螺纹半锥体牙型与外形自动检测系统及其实现对内螺纹半锥体牙型与外形进行检测的方法，该系统不仅具有将带内螺纹的半锥体进行有序排列、自动送料、自动区分合格品与不合格品并自动将不合格品分选出来的功能；而且定位精准，识别缺陷准确，检测精度高，其对内螺纹半锥体牙型与外形进行检测的方法自动化程度高，能够大大降低劳动强度，提高检测效率，提升制造水平；以解决现有技术存在的上述问题。

解决上述问题的技术方案是：一种带内螺纹半锥体牙型与外形自动检测系统，其特征在于：该带内螺纹半锥体牙型与外形自动检测系统包括安装在机架上的自动送料机构、自动检测机构、夹紧及定位机构和自动分选机构以及控制装置；

所述自动送料机构包括高温加热管、提料机、储料斗、离子吹风装置、振动料盘、分割器传输机构、气缸ⅰ、气缸ⅱ、气缸ⅲ、输送料道和防护罩；

所述的分割器传输机构包含分割器、转盘、固定板、锥形定位块和电机；

所述的自动检测机构包括维视ccd相机、高分辨率镜头、检测机构支撑架、照明系统以及与之电气连接的控制装置；

所述控制装置包括pc机、plc、继电器、传感器以及plc控制面板；

所述夹紧及定位机构包括压平板、锥形定位块、磁铁、电机；

所述的自动分选机构包括分料门、不合格品料道口、合格品料道口、气缸iv、传感器；

所述自动送料机构的储料斗安装在底架上，提料机安装在储料斗前方、与储料斗的上料口紧密衔接；高温加热管安装在提料机上盖内腔；

振动料盘安装在底架上，提料机的出料口位置与振动料盘进口匹配衔接；

输送料道安装在振动料盘的出料口位置、并向振动料盘内缩进1.5-2.5cm；

将由吹风块、承压侧板、吹风管构成的离子吹风装置安装在底架安装孔位，其外加装防护罩；

气缸ⅲ安装在固定板上，推料板安装在气缸ⅲ上、与水平面成10°倾角，压平板安装在固定板上；

气缸ⅰ、气缸ⅱ、推料板的安装位置与锥形定位块的进料口匹配；

所述的分割器传输机构的分割器、转盘、固定板、锥形定位块和电机安装在底架钢板上，安装位置不能相互干涉；

所述的自动分选机构的分料门、不合格品料道口、合格品料道口和电控开关安装在分选机构支撑架上，分选机构支撑架安装在底架的钢板上；

在储料斗、输送料道、气缸ⅲ、锥形定位块、自动分选机构的半椎体经过位置各安装有一个传感器；

检测机构支撑架安装在机架上，自动检测机构的维视ccd相机、高分辨率镜头和照明系统安装在检测机构支撑架上，高分辨率镜头与锥形定位块位置对中，不能脱离成像范围，pc机、plc控制面板和电柜通过电线、串口线及数据线连接方式与自动检测机构的维视ccd相机、高分辨率镜头连接。

相关的另一技术方案是：一种对内螺纹半锥体牙型与外形进行检测的方法，它是利用本发明上述的带内螺纹半锥体牙型与外形自动检测系统实现对内螺纹半锥体牙型与外形进行检测的方法，它综合采用了自动送料方式、自动检测方式、图像识别方式、自动分选方式、夹紧及定位方式、自动送料系统与光学成像检测系统信息交互方式，来实现对内螺纹半锥体牙型工件进行自动送料、自动检测和分选；

所述的自动送料方式实现的方法：储料斗将内螺纹半锥体输送至提料机，提料机输送至振动料盘，振动料盘实现半锥体小头在前，牙面朝上有序排列；再利用输送料道、分割器传输机构实现对内螺纹半锥体的自动输送；

所述的自动检测方式的实现方法是：照明系统采用无影光源成像稳定清晰；分割器传输机构将带内螺纹半锥体输送至高分辨率镜头下,先检测半锥体内螺纹,再检测外形尺寸；维视ccd相机摄录图像，经信号转换后，传至图像处理系统进行处理、识别；

所述的图像识别方式的实现方法是：优先采集合格标准半锥体标准样本，设定半锥体起始检测点及检测终点，获得半锥体图像像素，待检测样品通过与标准样本作对比，经过程序运算，剔除误差后，判别样品是否有缺陷，检测结果自动存储；

所述的自动分选方式的实现方法是：控制系统接收图像识别结果信号,控制自动分选机构的分料门转向，当分料门转向合格品料道口，不合格品下料道开启，半椎体不合格品只能进入不合格品区域；当分料门转向不合格品料道口，则合格品下料道开启，只有半椎体合格品进入合格品区域；实现合格品与不合格品分选，并进入指定料框；

所述的夹紧及定位方式的实现方法是：锥形定位块内镶嵌磁铁，磁铁磁力吸牢带内螺纹半锥体外锥面；锥形定位块安装在分割器传输机构上，电机每转一圈，带动锥形定位块转过一个角度，送料迅速，定位精准；并通过压平板保持半椎体截面外形轮廓呈平整状态；

所述的自动送料系统与光学成像检测系统信息交互方式的实现方法是：采用plc通过单片机plc控制面板转换开关量信号为rs232c串口通信协议方式进行信息交互。

所述的一种对内螺纹半锥体牙型与外形进行检测的方法的具体做法是：

将带内螺纹半锥体倒入储料斗，提料机将带半锥体输送至高温加热管烘干表面水分，输送至提料机的出料口；半锥体进入振动料盘，实现按牙面朝上、小头在前自动排料；振动料盘自动排料后进入输送料道，经过离子吹风装置清理干净表面微尘；清尘干净后的半锥体进入到气缸ⅰ位置，气缸ⅰ将半锥体推至锥形定位块进料口位置，气缸ⅱ将半锥体推进锥形定位块，磁铁吸牢；磁铁吸牢后分割器传输机构按要求将带有半锥体的锥形定位块输送，经压平板半椎体截面外形轮廓呈平整状态，准确定位至高分辨率镜头；半锥体经过照明系统照明，再通过高分辨率镜头自动成像，图像传至维视ccd相机，经转换器进行信号转换后传至pc机，pc机经过图像处理系统对比、运算后，保存数据，并输出合格或不合格品信号传至plc，plc通过单片机控制板转换开关量信号以rs232c串口通信协议方式进行信息交互，通过plc控制面板控制控制自动分选机构分料门的转向，半锥体合格品与不合格品根据分料门转向实现自动分选；

安装在储料斗、输送料道、气缸ⅰ、锥形定位块、自动分选机构各位置的传感器如感应无料或出现故障后系统自动停止工作。

由于采用上述技术方案，本发明之带内螺纹半锥体牙型与外形自动检测系统及对内螺纹半锥体牙型与外形进行检测的方法具有以下有益效果：

①能够实现带内螺纹半锥体按牙面朝上、小头在前自动送料输送，稳定可靠；

②实现同时检测带内螺纹半锥体的内螺纹和外形尺寸；

③实现带内螺纹半锥体自动分选功能；

④同时实现带内螺纹半锥体自动送料、自动检测、自动分选功能；

⑤检测节拍可调，灵活简便，不需要过多人力消耗，检验准确度高；

⑥能适应工厂环境，应用场合范围广。

综上所述，该带内螺纹半锥体牙型与外形自动检测系统不仅具有将带内螺纹的半锥体进行有序排列、自动送料、自动区分合格品与不合格品并自动将不合格品分选出来的功能；而且定位精准，识别缺陷准确，检测精度高，自动化程度高，能够大大降低劳动强度，提高检测效率，提升制造水平。

下面，结合附图和实施例对本发明之带内螺纹半锥体牙型与外形自动检测系统及对内螺纹半锥体牙型与外形进行检测的方法的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1～图4是本发明之一种带内螺纹半锥体牙型与外形自动检测系统的整体结构示意图：

图1：主视图，

图2是图1的俯视图，

图3是图1的左视图，

图4是立体图；

图5～图7是本发明之一种带内螺纹半锥体牙型与外形自动检测系统之自动送料主体部分结构示意图：

图5是俯视图，图6是立体图，图7是图5中a处放大示意图；

图8-1～图8-3是自动分选主体部分结构示意图：

图8-1是后视图，图8-2是主视图，图8-3是左视图；

图9-1～图9-2是是自动检测机构的主体部分结构示意图；

图10是自动上下料机构和检测机构安装示意图。

图中：

1-提料机的出料口，2-高温加热管，3-提料机，4-储料斗，41-储料斗的上料口，5-底架，6-pc机，7-plc控制面板，8-电柜，9-离子吹风装置，91-吹风块，92-承压侧板，93-吹风管，10-振动料盘，101-振动料盘的出料口，11-气缸ⅲ，111-推料板，12-分割器传输机构，121-分割器，122-转盘，123-固定板，13-压平板，14-锥形定位块，141-磁铁，15-气缸ⅰ，16-气缸ⅱ，17-输送料道，171-输送料道的上料口，18-防护罩，19-维视ccd相机，20-高分辨率镜头，21-检测机构支撑架，22-照明系统，23-自动分选机构，231-分料门，232-不合格品料道口，233-合格品料道口，234-气缸iv，235-分选机构支撑架，24-电机。

具体实施方式

实施例一：

一种带内螺纹半锥体牙型与外形自动检测系统，其特征在于：该带内螺纹半锥体牙型与外形自动检测系统包括安装在机架上的自动送料机构、自动检测机构、夹紧及定位机构和自动分选机构以及控制装置；（参见图1～图4）；

所述自动送料机构包括高温加热管2、提料机3、储料斗4、离子吹风装置9、振动料盘10、分割器传输机构12、气缸ⅰ15、气缸ⅱ16、气缸ⅲ11、输送料道17和防护罩18；

所述的分割器传输机构12包含分割器121、转盘122、固定板123、锥形定位块14和电机24；

所述的自动检测机构包括维视ccd相机19、高分辨率镜头20、检测机构支撑架21、照明系统22以及与之电气连接的控制装置（参见图9-1～图9-2）；

所述夹紧及定位机构包括压平板13、锥形定位块14、磁铁141、电机24；

所述的自动分选机构23包括分料门231、不合格品料道口232、合格品料道口233、气缸iv234、传感器（参见图5～图7）；

所述控制装置包括pc机6、plc、继电器、传感器以及plc控制面板7；

所述自动送料机构的储料斗4安装在底架5上，储料斗4顶面到底架5平面最佳距离为20cm；提料机3安装在储料斗4前方、与储料斗4的上料口41紧密衔接；高温加热管2安装在提料机3上盖内腔；

振动料盘10安装在底架5上，提料机3出料口1位置与振动料盘10进口匹配衔接；

输送料道17安装在振动料盘10出料口位置、并向振动料盘10内缩进1.5-2.5cm；

将由吹风块91、承压侧板92、吹风管93构成的离子吹风装置9安装在底架安装孔位，其外加装防护罩18；

气缸ⅲ11安装在固定板123上,推料板111安装在气缸ⅲ11上、与水平面成10°倾角，压平板13亦安装在固定板123上；

气缸ⅰ15、气缸ⅱ16、推料板的安装位置与锥形定位块14的进料口匹配；

所述的分割器传输机构12包含分割器121、转盘122、固定板123上、锥形定位块14和电机，安装在底架5钢板上，安装位置不能相互干涉；

所述的自动分选机构23的分料门231、不合格品料道口232、合格品料道口233和电控开关安装在分选机构支撑架235上，分选机构支撑架235安装在底架5的钢板上；

在储料斗4、输送料道17、气缸ⅲ11、锥形定位块14、自动分选机构23的半椎体经过位置各安装有一个传感器；

检测机构支撑架21安装在机架上，自动检测机构的维视ccd相机19、高分辨率镜头20和照明系统22安装在检测机构支撑架21上，高分辨率镜头20与锥形定位块14位置对中，不能脱离成像范围，pc机6、plc控制面板7和电柜8通过电线、串口线及数据线连接方式与自动检测机构的维视ccd相机19、高分辨率镜头20连接。

本发明实施例中，所述控制装置之plc、继电器和传感器的安装位置未标出，但这些都是本领域技术利用公知技术能够知晓的，此处不再赘述。

实施例二：

一种对内螺纹半锥体牙型与外形进行检测的方法：

它是利用实施例一所述的带内螺纹半锥体牙型与外形自动检测系统实现对内螺纹半锥体牙型与外形进行检测的方法，它综合采用了自动送料方式、自动检测方式、图像识别方式、自动分选方式、夹紧及定位方式、自动送料系统与光学成像检测系统信息交互方式，来实现对内螺纹半锥体牙型进行送料、自动检测和分选；

所述的自动送料方式实现的方法：储料斗4将内螺纹半锥体输送至提料机3，提料机3输送至振动料盘10，振动料盘10实现半锥体小头在前，牙面朝上有序排列；再利用输送料道17、分割器传输机构12实现对内螺纹半锥体的自动输送；

所述的自动检测方式的实现方法是：照明系统22采用无影光源成像稳定清晰；分割器传输机构12将带内螺纹半锥体输送至高分辨率镜头20下,先检测半锥体内螺纹,再检测外形尺寸；维视ccd相机19摄录图像，经信号转换后，传至图像处理系统进行处理、识别；

所述的图像识别方式的实现方法是：优先采集合格标准半锥体标准样本，设定半锥体起始检测点及检测终点，获得半锥体图像像素，待检测样品通过与标准样本作对比，经过程序运算，剔除误差后，判别样品是否有缺陷，检测结果自动存储；

所述的自动分选方式的实现方法是：控制系统接收图像识别结果信号,控制自动分选机构23的分料门转向，当分料门231转向合格品料道口232，不合格品下料道开启，半椎体不合格品只能进入不合格品区域；当分料门231转向不合格品料道口233，则合格品下料道开启，只有半椎体合格品进入合格品区域；实现合格品与不合格品分选，并进入指定料框；

所述的夹紧及定位方式的实现方法是：锥形定位块14内镶嵌磁铁141，磁铁141磁力吸牢带内螺纹半锥体外锥面；锥形定位块14安装在分割器传输机构12上，电机每转一圈，带动锥形定位块14转过一个角度，送料迅速，定位精准；并通过压平板13保持半椎体截面外形轮廓呈平整状态；

所述的自动送料系统与光学成像检测系统信息交互方式的实现方法是：采用plc通过单片机plc控制面板转换开关量信号为rs232c串口通信协议方式进行信息交互。

其具体方法是：

将带内螺纹半锥体倒入储料斗4，提料机将带半锥体输送至高温加热管2烘干表面水分，输送至出料口1；半锥体进入振动料盘10，实现按牙面朝上、小头在前自动排料；振动料盘10自动排料后进入输送料道17，经过离子吹风装置9清理干净表面微尘；清尘干净后的半锥体进入到气缸ⅰ15位置，气缸ⅰ15将半锥体推至锥形定位块14进料口位置，气缸ⅱ16将半锥体推进锥形定位块14，磁铁吸牢；磁铁吸牢后分割器传输机构12按要求将带有半锥体的锥形定位块14输送，经压平板13半椎体截面外形轮廓呈平整状态，准确定位至高分辨率镜头20；半锥体经过照明系统22照明，再通过高分辨率镜头20自动成像，图像传至维视ccd相机19，经转换器进行信号转换后传至pc机6，pc机6经过图像处理系统对比、运算后，保存数据，并输出合格或不合格品信号传至plc，plc通过单片机控制板转换开关量信号以rs232c串口通信协议方式进行信息交互，通过plc控制面板控制7控制自动分选机构23分料门的转向，半锥体合格品与不合格品根据分料门转向实现自动分选；

安装在储料斗4、输送料道17、气缸ⅰ15、锥形定位块14、自动分选机构23各位置的传感器如感应无料或出现故障后系统自动停止工作。