检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种工件检测领域，特别是一种检测工件加工孔的检测装置。

背景技术：

加工孔是工件常见的特征，例如螺纹孔，工件安装之前通常要检测这些特征是否符合要求，比如说外观、尺寸，目前孔的环面检测分为人工检测和自动检测，人工检测多采用基础量具，例如卡尺，这种方式检测效率低，人工失误不可控，量具与工件直接接触，易磨损工件。自动检测多采用相机检测，但相机无法实现一个方向检测完整的环面，现常见采用多组相机安装在不同方向对加工孔进行多角度检测，同时检测工件不同面的加工孔则需要成倍增加硬件数量，这种方式安装调试繁琐，硬件数目多，成本高。

技术实现要素：

鉴于上述状况，有必要提供一种硬件少、效率高的检测装置。

本实用新型提出一种检测装置，用于对工件的加工孔进行检测，该工件包括主检面和多个侧面，该检测装置包括基座、处理单元、固定在该基座上的传送机构以及架设于该基座上的第一检测机构，该传送机构包括第一移动件，该第一移动件用于驱动该工件沿第一方向移动至该第一检测机构的下方，该处理单元与该第一检测机构电性连接，该第一检测机构用于拍摄该工件主检面上的加工孔并传递给该处理单元，该处理单元用于检测该加工孔的尺寸特征及/或外观，该检测装置还包括第二检测机构，该第二检测机构设于该基座上且朝向该第一移动件，该传送机构还包括旋转驱动件，该旋转驱动件用于驱动该工件旋转以使该工件的不同侧面朝向该第二检测机构，该处理单元与该第二检测机构电性连接，该第二检测机构用于拍摄该工件侧面上的加工孔并传递给该处理单元。

进一步地，该第一检测机构包括架设于该基座上的支架、第一调节件、第二调节件及第一检测头，该第一调节件安装于该支架上，该第二调节件设置在该第一调节件上，该第一检测头设置在该第二调节件上，该第一调节件和该第二调节件驱动该第一检测头分别沿第二方向和第三方向移动，使该第一检测头的轴线与该工件主检面上任意位置的加工孔的轴线重合，该第一方向、该第二方向和该第三方向两两正交。

进一步地，该第一调节件包括第二移动件、连接件、至少一条线轨和至少一个滑块，每条该线轨上至少设置一个该滑块，该第一移动件设置在该支架上，该线轨固定于该支架的侧面，该滑块滑动地设置在该线轨上，该滑块通过该连接件与该第一调节件、该第二调节件分别连接。

进一步地，该第一检测头包括依次设置的相机、镜头、环形光源及多个棱镜，该环形光源用于照射该加工孔的环面及轴向区域，多个该棱镜环绕该检测头的中心轴环形布置，多个该棱镜将该加工孔的环面不同部位的图像反射至该镜头，该相机对该加工孔的环面拍摄多角度的图像并传输给该处理单元分析得出加工孔特征。

进一步地，该第一检测头还包括辅检件，该辅检件通过一连接件固定于该镜头上，该辅检件设有一载体，该载体包括第一环面、第二环面及连接面，该第一环面的内径大于该第二环面的内径，该连接面呈锥形以过渡连接该第一环面和该第二环面，该光源沿周向间隔内嵌于该第一环面，光源朝向该第二环面照射，该棱镜按环形均匀内嵌于该第二环面。

进一步地，该连接件包括圆盘、空心圆柱、固定件和紧固件，该圆盘的轴线与该空心圆柱的轴线重合，该空心圆柱的侧壁沿轴向断开至该圆盘，该空心圆柱套设于该镜头的外圆面上，该固定件连接断开的该空心圆柱的两部分侧壁以压紧该镜头的外圆面，该圆盘端面上设置用于安装该辅检件的安装孔和光路孔，该圆盘端面贴合该辅检件第一环面的端面，并通过该紧固件穿过该安装孔锁紧该辅检件，该光路孔的内径大于该镜头的外圆面的直径，该光路孔与该空心圆柱连通并使轴线重合。

进一步地，该相机为工业相机，该镜头为远心镜头。

进一步地，该第二调节件包括第三移动件及第一支座，该第三移动件固定于该基座上，该第一支座连接于该第三移动件上，该第一支座包括U形架及两个压紧件，该镜头的外圆面穿设于该U形架与该压紧件之间，螺纹连接该U形架与该压紧件以夹紧该镜头的外圆面，该第二调节件驱动该第一检测头移动以调节该第一检测机构的检测距离。

进一步地，该第二检测机构包括第四移动件、第二支座及第二检测头，该第四移动件固定在该基座上，该第二支座固定第二检测头于该第四移动件上，该传送机构驱动工件旋转及沿该第一方向移动，使该第二检测头的轴线与该工件任意侧面上的加工孔的轴线重合，该第四移动件带动该第二检测头沿该第二方向移动以调节该第二检测机构的检测距离。

该检测装置通过该传送机构与该第一调节件、该第二调节件、该第四移动件配合运动，使该检测头的轴线同时或交错地分别与该工件主检面及不同侧面的待检加工孔轴线重合，通过该棱镜反射，实现单个相机一次完成加工孔尺寸及外观的360°无盲区检测，该检测装置自动完成工件多个面的加工孔检测，硬件少、成本低、效率高、安装维修方便。

附图说明

图1是本实用新型一实施例中检测装置的立体示意图。

图2是图1所示的检测头的立体分解示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施方式仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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它实施方式，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请同时参阅图1，本实用新型提出一种检测装置100，用于对工件200的加工孔进行检测。工件200包括主检面201和多个侧面202。主检面201和多个侧面202上均设有加工孔。本实施例中，加工孔为内螺纹孔，可以理解，在其他实施例中，加工孔也可以是光孔。检测装置100包括基座10、传送机构20、第一检测机构30、第二检测机构40及处理单元(图未示)。基座10用于承载检测装置100。传送机构20固定在基座10上。传送机构20用于传送工件200至检测工位以及驱动工件200旋转。第一检测机构30连接在基座10上，并架设于传送机构20的上方。第一检测机构30用于检测工件的主检面201上的加工孔。第二检测机构40固定在基座10上，且朝向传送机构20。第二检测机构40用于检测工件的侧面202上的加工孔。处理单元分别与第一检测机构30、第二检测机构40电性连接。处理单元用于处理分析第一检测机构30、第二检测机构40摄取的图像，以得到加工孔的参数。本实施例中，处理单元为计算机。

基座10大致为一矩形板材。

为便于后续描述，如图1所示，按坐标轴定义第一方向X、第二方向Y和第三方向Z。本实施方式中，第一方向X为平行基座10一条边的方向，第二方向Y为平行基座10另一条边的方向，第三方向Z为垂直基座10的方向。

传送机构20包括第一移动件21、旋转驱动件22和定位板23。第一移动件21固定在基座10上。第二检测机构40设置在基座10上且邻近第一移动件21。旋转驱动件22连接在第一移动件21上。第一移动件21驱动旋转驱动件22沿第二方向Y移动至第一检测机构30及第二检测机构40的检测工位。定位板23设于旋转驱动件22上。定位板23用于固定工件200。旋转驱动件22驱动定位板23及工件200旋转以使工件200的不同侧面朝向第二检测机构40。在本实施例中，旋转驱动件22为旋转气缸，但不限于此，例如，在其他实施例中，旋转驱动件22可以为中空旋转平台。

第一检测机构30包括第一调节件31、第二调节件32、第一检测头33及支架34。支架34架设于基座10上。第一调节件31设于支架34上。第二调节件32滑动地连接在第一调节件31上。第一调节件31驱动第二调节件32沿第一方向X移动至工件200的上方。第一检测头33滑动地设置在第二调节件32上。第二调节件32驱动第一检测头33沿第三方向Z移动，使第一检测头33接近或远离主检面201以调节检测距离。

第一调节件31包括第二移动件313、连接件319、至少一组线轨315及滑块317。第二移动件313固定于支架34上。线轨315固定于支架34的侧面。滑块317滑动地设置在线轨315上。连接件319分别与滑块317、第二移动件313及第二调节件32连接。第二调节件32位于支架34侧方。第二移动件313驱动第二调节件32沿第一方向X移动至主检面201的上方。

本实施例中采用两条线轨315，每条线轨315上设置两个滑块317，可以理解，其他实施例中，线轨315可以是一个，每条线轨315上可以设置一个滑块317，只要满足线轨315和滑块317数目分别至少一个即可。

请同时参阅图1和图2，第二调节件32包括第三移动件321、第一支座323。第三移动件321设置在连接件319上，位于支架34的侧方。可以理解，在其他实施例中，第三移动件321可以直接连接在滑块317上。第一支座323固定于第三移动件321上。本实施例中，第一支座323包括U形架3231及两个压紧件3232。镜头333的外圆面穿设在U形架3231及压紧件3232之间，螺纹连接U形架3231和压紧件3232，使U形架3231和压紧件3232将镜头333的外圆面夹紧固定。可以理解，在其他实施例中，第一支座323也可以是其他结构，只要将第一检测头33固定在第三移动件321上即可，例如第一支座323可以为金属扎带，将第一检测头33固定于第三移动件上。第二调节件32驱动第一检测头33沿第三方向Z移动，接近或远离主检面201以调节检测距离。

请参阅图2，本实施例中，第一检测头33包括依次设置的第一相机331、镜头333、辅检件337及连接件335。第一相机331、镜头333、辅检件337及连接件335的中心轴线重合。第一相机331位于远离基板10的一端，镜头333设置在第一相机331前，辅检件337位于第一检测头33靠近基板10的一端，连接件335将辅检件337与镜头333连接固定。

辅检件337包括载体3371、环形光源3372及第一棱镜3373。载体3371大致呈漏斗状。载体3371包括第一环面3377、第二环面3378及连接第一环面3377与第二环面3378的连接面3379。第一环面3377的内径大于第二环面3378的内径。连接面3379呈锥形以过渡连接第一环面3377和第二环面3378。环形光源3372沿周向间隔内嵌于第一环面3377的内壁上。环形光源3372朝向第二环面3378照射。第一棱镜3373按环形均匀内嵌于第二环面3378。环形光源3372用于照亮加工孔的环面及端面。第一棱镜3373用于将加工孔的环面以多个角度反射给第一相机331。在本实施例中，连接面3379开设至少两个孔，以增加自然光入射量。

连接件335包括圆盘3351、空心圆柱3352、固定件(图未示)和紧固件(图未示)。圆盘3351的轴线与空心圆柱3352的轴线重合。空心圆柱3352的侧壁沿轴向断开至圆盘3351，空心圆柱3352套设于镜头333的外圆面，固定件连接断开的空心圆柱3352的两部分侧壁以压紧镜头333的外圆面。本实施例中，该固定件为螺钉，但不限于此。圆盘3351的端面上设置用于安装辅检件337的安装孔3353和光路孔3354。光路孔3354的内径大于镜头333的外圆面直径，光路孔3354与空心圆柱3352连通并使轴线重合。本实施例中，安装孔3353为通孔，辅检件337设置螺纹孔(图未示)，连接板335的安装孔3353与辅检件337上的螺纹孔轴线重合并以紧固件连接固定。

本实施例中，该紧固件为螺钉，但不限于此。可以理解，第一检测头33可以设置不同规格的辅检件337，以适应不同尺寸的加工孔检测。可以理解，连接件335和辅检件337也可以设计为一体。

优选地，第一相机331为工业相机，镜头333为远心镜头。

本实施例中，第二检测机构40包括第四移动件41、第二支座42及第二检测头43。本实施例中，第二支座42与第一支座323结构相同，第二检测头43与第一检测头33结构相同，但不限于此。第四移动件41连接在基座10上，位于传送机构20的侧方。第二支座42将第二检测头43固定于第四移动件41上。第四移动件41驱动第二检测头43沿第一方向X移动，接近或远离侧面202以调节检测距离。

本实施例中，工件侧面202上的加工孔的中心点连线呈一条直线。可以理解，在其他实施例中，第二检测机构40可增加一移动件驱动第四移动件41上升或下降，以使工件侧面上中心点不在该直线上的加工孔的轴线与第二检测头43的轴线重合。

本实施例中,第一移动件21、第二移动件313、第三移动件321、第四移动件41均采用直线模组，但不限于此，例如，在其他实施例中，四个移动组件也可以分别或同时采用皮带模组、直线电机、电缸。

使用时，将工件200固定在定位板23上，使工件侧面202的加工孔的轴线平行于第一方向X、主检面201朝向背离定位板23的方向，传送机构20驱动工件200沿第二方向Y移动至检测工位，使主检面201上的待检加工孔的轴线位于第一检测头33的轴线在第一方向X的移动路径上。第一调节件31驱动第二调节件32沿第一方向X移动并接近工件200，使第一检测头33轴线与主检面201上的待测加工孔的轴线重合。第二调节件32驱动第一检测头33沿第二方向Y移动，接近或远离主检面201以调节检测距离，使第一相机331成像清晰。传送机构20驱动工件移动使侧面202上的待检加工孔的轴线与第二检测头43的轴线重合，第四移动件41驱动第二检测头43沿第一方向X移动，接近或远离侧面202以调节检测距离，使第二相机431成像清晰，旋转驱动件22以驱动工件200旋转，实现第二检测头43对工件200的不同侧面202上的加工孔进行检测。当工件200尺寸较大时，为避免干涉，第四移动件41在工件200旋转时带动第二检测头43向远离检测工位的方向移动。环形光源3372使光线均匀照射在加工孔的环面上，加工孔的环面经过环形布置的第一棱镜3373多角度反射给镜头333以使第一相机331形成图像，图像包括加工孔的轴向视图及多个角度的加工孔的环面图，图像传输给处理单元。处理单元存储螺纹的图像数据库，将拍摄的图像与数据库中螺纹的图像比对分析得出加工孔的尺寸及外观质量。本实施例中，检测装置100可以测出螺纹孔内径、螺纹孔倒角、螺纹深度及螺纹孔的外观质量。

本实用新型的检测装置100通过传送机构10与第一调节件31、第二调节件32、第四移动件41配合运动，使第一检测头33和第二检测头43的轴线同时或交错地分别与工件主检面201及不同侧面202的待检加工孔的轴线重合，借助第一棱镜3373和第二棱镜4373反射，实现单个第一相机331或单个第二相机431一次完成加工孔的尺寸及外观的360°无盲区检测。检测装置100自动完成工件200的多个面的加工孔检测，硬件少、成本低、效率高、检测结果准确、安装维修方便。

另外，本领域技术人员还可在本实用新型精神内做其它变化，当然，这些依据本实用新型精神所做的变化，都应包含在本实用新型所要求保护的范围。