一种内螺纹检测结构及检测方法与流程

本发明涉及一种螺纹质量检测领域，特别涉及一种内螺纹检测结构及检测方法。

背景技术

内螺纹检测结构是现有技术，jp特开平8-178606就公开了一个这样的内螺纹检测设备，其实质为一个壳体带动主轴在轴向方向往复运动机构；一传感器以检测所述主轴所述的移动量来判断螺纹是否合格；如果位移传感器在规定的时间内不能检测出主轴有预定的位移量，说明主轴的检测头没有进入到检测孔中，则判断为螺纹不合格。

但这种技术具有很大的缺陷，首先，其壳体使用了大量的复位弹簧来使其保持在预定的位置，多个弹簧的串联使用，大大降低了复位的可靠性，系统经常因为壳体未回到预定位置而发生误判；其次，本领域技术人员未发现，在螺纹检测过程中，检测头的进给速度对会内螺纹的精度产生影响，如果检测头进给速度过快，检测头对内螺纹的齿产生不期望的额外的力，检测后甚至会降低其精度；第三，目前内螺纹很多形成在高平滑度的金属镜面表面上，如果内螺纹检测结构误接触到金属镜面表面，或者螺纹不匹配时检测头顶在孔的口处时，检测头在压力作用下复合着旋转的运动会刮伤金属镜面表面，而上述专利使用预定时间内检测主轴位移量未达标才被视为螺纹不合格，这种控制方法会使检测头已经刮花产品表面后才被提示螺纹不合格。

如何提高内螺纹检测结构工作的可靠性，提高检测准确度及对待测产品表面的保护是本领域技术人员长期希望解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种内螺纹检测结构，其包括：

壳体，驱动轴可旋转地安装在壳体上，并且在驱动轴朝向壳体的内部的尖端处设有驱动摩擦伞轮，

检测轴，检测轴包括外套和内轴，第一摩擦伞轮5和第二摩擦伞轮固定在外套上，驱动摩擦伞轮择一的与第一摩擦伞轮或第二摩擦伞轮摩擦驱动配合，内轴可滑动地、同轴地设置在外套内并可被外套驱动转动；

检测头，其设置在内轴的外端，检测头上设有用于检测的外螺纹；

压力测检部，其设置在内轴的内端，并位于内轴与外套之间，用于检测检测头在检测过程中的受力。

外套上套设有第一弹簧，第一弹簧通过抵靠在外套受力台阶使第一摩擦伞轮与驱动摩擦伞轮啮合；

当第一弹簧被受力台阶压向轴承时，第一摩擦伞轮与驱动摩擦伞轮脱开，第二摩擦伞轮与驱动摩擦伞轮啮合。

压力测检部包括架体，架体的两侧分别为第一环形架和第二环形架，第一环形架内置大量程传感器，内轴的内轴内端位于第一环形架内并与大量程传感器抵接，第二环形架内置精密传感器，第二弹簧一端抵在精密传感器上而另一端抵接在外套内腔的底壁；

外套的壁设有若干贯穿孔，孔内设有止动销，第二环形架7f被若干止动销限定出的圆柱形空间所导向，外套的壁还设有限位槽，内轴上设有限位销，限位销至少部分位于限位槽内并沿轴向可滑动地被限位槽导向，在周向外套通过限位销向内轴传递扭矩，

在第一状态下，第二弹簧将内轴偏置于从外套中伸长的状态，此时限位销被限位槽限位；

在第二状态下，内轴向内压缩第二弹簧，架体被止动销限位。

第二环形架与第一环形架同轴心，且第二环形架的直径小于第一环形架的直径，止动销的尖端顶靠在第二环形架外侧壁，止动销的侧边可用于顶靠在第一环形架背侧来止挡架体运动，即架体被止动销限位。

外套端部设有承接套，接承接套用于将外套可旋转的定位在壳体中。

还提出一种内螺纹检测方法，其使用前述内螺纹检测结构，其特征在于：

s1：开始；

s2：判断是否有f<f’；如果是执行s5，如果否执行s3；

s3：判断是否有f＝fmax，如果是执行s4，如果否，执行s6；

s4：判断是否有f<f’,如果是执行s7，如果否，执行s8；

s5：执行预定的内螺纹检测操作；返回s2或结束；

s6：微调检测头6a的进给速度；返回s2或结束；

s7：粗调检测头6a的进给速度；返回s2或结束；

s8：报警停机；

其中，f为精密传感器的压力检测值，f’为精密传感器的压力检测预设阈值，fmax为精密传感器的压力检测失效时的极值，f为大量程传感器压力检测值，f’为大量程传感器压力检测预设阈值。

相对于现有技术，本发明所述的具有以下优势：

(1)本发明创造性的提出，使用螺纹检测的检测轴所受的压力作为判断检测工况是否正常的判断依据。发现检测的冲击力会对内螺纹质量产生影响，技术问题的提出本身就具有创造性。与现有技术jp特开平8-178606专利中的位移检测完全不同，本发明可以直接的、准确的、快速的检测到检测轴的工作情况，并判断内螺纹的合格情况，做出相应的判断，这种快速检测和直接检测能最有效的保护待测孔所在的表面及检测头本身。

(2)本发明的压力测检部有两个传感器，一个是精密传感器一个是大量程传感器，在不同的工况下使用不同的传感器，可以兼顾精度和量程的宽度，这对应于正常的检测中发生的冲击力和不正常工况下检测轴反向顶压的力，是两个现有中成熟技术的传感器的应用，解决了需要购买同时兼顾精度和量程的昂贵的传感器。

(3)在检测方法中，利用两个传感器反馈的数据，来有效的对应到实际的工况中，用简单有效的逻辑判断来检测螺纹的检测情况。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的压力测检部结构示意图；

图3为本发明实施例所述的控制流程图。

附图标记说明：

壳体1，主体1a，后盖1b，侧盖1c，轴承1d，检测轴2，承接套2a，外套2b，内轴2c，止动销2d，限位槽2e，内轴内端2f，驱动摩擦伞轮3a，驱动部螺母3b，驱动轴3c，第二摩擦伞轮4a，第二螺母4b，受力台阶4c，第一弹簧4e，第一摩擦伞轮5，检测头6a，内孔6b，压力测检部7，架体7a，精密传感器7b，大量程传感器7c，第二弹簧7d，第一环形架7e，第二环形架7f，限位销7g。

具体实施方式

为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1-2所示，本发明实施例提供了一种内螺纹检测结构，其包括：壳体1，驱动轴3c可旋转地安装在壳体1上，并且在驱动轴朝向壳体1的内部的尖端处设有驱动摩擦伞轮3a，检测轴2，检测轴包括外套2b和内轴2c，第一摩擦伞轮5和第二摩擦伞轮4a固定在外套上，驱动摩擦伞轮3a择一的与第一摩擦伞轮5或第二摩擦伞轮4a摩擦驱动配合，内轴2c可滑动地、同轴地设置在外套2b内并可被外套驱动转动；检测头6a，其设置在内轴2c的外端，检测头6a上设有用于检测的外螺纹；压力测检部7，其设置在内轴的内端，并位于内轴与外套之间，用于检测检测头在检测过程中的受力。

外套2b上套设有第一弹簧4e，第一弹簧4e通过抵靠在外套2b受力台阶4c使第一摩擦伞轮5与驱动摩擦伞轮3a啮合；

当第一弹簧4e被受力台阶4c压向轴承时，第一摩擦伞轮5与驱动摩擦伞轮3a脱开，第二摩擦伞轮4a与驱动摩擦伞轮3a啮合。

压力测检部7包括架体7a，架体7a的两侧分别为第一环形架7e和第二环形架7f，第一环形架7e内置大量程传感器7c，内轴2c的内轴内端2f位于第一环形架7e内并与大量程传感器7c抵接，第二环形架7f内置精密传感器7b，第二弹簧7d一端抵在精密传感器7b上而另一端抵接在外套2b内腔的底壁；

外套的壁设有若干贯穿孔，孔内设有止动销2d，第二环形架7f被若干止动销2d限定出的圆柱形空间所导向，外套的壁还设有限位槽2e，内轴2c上设有限位销7g，限位销7g至少部分位于限位槽2e内并沿轴向可滑动地被限位槽2e导向，在周向外套通过限位销7g向内轴2c传递扭矩，

在第一状态下，第二弹簧7d将内轴2c偏置于从外套中伸长的状态，此时限位销7g被限位槽2e限位；

在第二状态下，内轴2c向内压缩第二弹簧7d，架体7a被止动销2d限位。

第二环形架7f与第一环形架7e同轴心，且第二环形架7f的直径小于第一环形架7e的直径，止动销2d的尖端顶靠在第二环形架7f外侧壁，止动销2d的侧边可用于顶靠在第一环形架7e背侧来止挡架体7a运动，即架体7a被止动销2d限位。

外套2b端部设有承接套2a，接承接套2a用于将外套2b可旋转的定位在壳体中。

上述结构在使用时，驱动轴3c带动驱动摩擦伞轮3a转动，检测轴2的受力台阶4c在第一弹簧4e的作用下，向后盖1b被推动或偏置，此时第一摩擦伞轮5被压向驱动摩擦伞轮3a，驱动摩擦伞轮3a带动第一摩擦伞轮5向第一方向转动，第一摩擦伞轮5依次带动外套2b、内轴2c、检测头转动；

内螺纹检测结构被进给到待测孔，进给速度和进给量均由控制器控制。

如果待测螺纹是合格的螺纹，则内螺纹检测结构按预定的程序进给完毕，检测头也将旋入孔内的预定深度。之后在控制器的作用下，内螺纹检测结构向远离待测孔的方向运动，由于检测头还与待测孔的内螺纹咬合，所以内螺纹检测结构运动时，检测轴2不发生运动从而受力台阶4c压迫第一弹簧4e，驱动摩擦伞轮3a与第一摩擦伞轮5脱离，然后与第二摩擦伞轮4a相啮合，这时检测轴2及其上的检测头向第二方向转动，从待测孔中脱离。

在检测过程中，特别是内螺纹检测结构的检测头与待测孔的螺纹接触的一瞬间，检测头会给待测螺纹一个侧向的冲击，这个冲击的力通常很小且不可避免，在进给时内轴2c会通过压力测检部7反向压迫第二弹簧7d，该力会被压力测检部7的精密传感器7b根据第二弹簧7d的弹力变化记录上传至控制器，来判断是否是合格的冲击力。

如果待测螺纹是不合格的螺纹，或者检测头没有对准待测孔，此时内螺纹检测结构在进给时内轴2c会通过压力测检部7反向压迫第二弹簧7d，进一步压力测检部7的架体7a会被止动销2d止挡，此时第二弹簧的压缩量变为定值且不能再被压缩，精密传感器7b也因此而失效不能再测内轴2c受力的变化，大量程传感器7c开始工作，如果其检测到的压力值大于预定的值，控制器会立即撤回内螺纹检测结构，因此，保证检测头不会刮伤待测孔所在的平面。另外也对检测头本身是一种保护。

如图3所示，在本实施例提出了一种内螺纹检测方法，其使用前述的内螺纹检测结构，通过以下步骤进行检测：

s1：开始。

s2：判断是否有f<f’；如果是执行s5，如果否执行s3；即，如果检测头受到的冲击力在合理的范围内，说明待测孔的内螺纹是合格的，而且冲击力也是合理的。但如果不合理，就是进入s3判断。

s3：判断是否有f＝fmax，如果是执行s4，如果否，执行s6；如果精密传感器的压力检测值达到了失效时对应的最大值，说明架体7a已经被止动销限位了，这时精密传感器的压力检测值不会再变化，需要用大量程传感器检测压力，因此进入s4。但如果f<fmax，说明精密传感器还在正常工作，只是进给的速度不合适，冲击力太大，进入s6执行微调进给速度就可以了。

s4：判断是否有f<f’,如果是执行s7，如果否，执行s8；此时判断是应该停止检测还是应该大范围的调整检测头的进给速度。

s5：执行预定的内螺纹检测操作；返回s2或结束。

s6：微调检测头6a的进给速度；返回s2或结束。

s7：粗调检测头6a的进给速度；返回s2或结束。

s8：报警停机或反向撤回内螺纹检测结构。

其中，f为精密传感器的压力检测值，f’为精密传感器的压力检测预设阈值，fmax为精密传感器的压力检测失效时的极值，f为大量程传感器压力检测值，f’为大量程传感器压力检测预设阈值。

在上述控制方法中，内螺纹检测结构使用精密传感器来测量检测的冲击力，用大量程传感器来判断是否检测失败，使得压力测检部配装常规压力传感器就能进行精密和大量程两种工况下的压力值，无需配备高端的压力传感器。大大节约了成本。

而且本发明首次提供了一种控制进给速度从而保护待测螺纹的技术手段。通过判断检测头带给待测孔内螺纹的冲击力来判断进度是本发明实施例技术手段的进一步细化。