[发明专利]一种大螺距锥形外螺纹检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种大螺距锥形外螺纹检测装置及方法，该装置包括工件固定组件和取像组件；还包括检测组件和光源组件；光源组件为平面光源，用于向取像组件提供光源；检测组件包括显示界面、数据存储系统、螺纹轮廓提取模块和螺纹逆向计算模块，用以提取螺纹图像轮廓、计算螺纹加工参数和判定结果；具体的，螺纹轮廓提取模块和螺纹逆向计算模块用以对螺纹图像进行处理、对螺纹图像尺寸进行测量和反演计算，从而获得螺纹加工参数，并对加工结果做出判定，同时将检测结果记录在数据存储系统中。本发明能实现大螺距锥形外螺纹非接触在线快速高精度检测。

技术领域

本发明属于螺纹检测技术领域，具体涉及一种大螺距锥形外螺纹检测装置及方法。

背景技术

目前，螺纹检测的方法主要有接触式、非接触式两种检测方法，接触式检测法主要有综合测量法(如量规测量)和单项测量法(如三针测量)；非接触式方法主要是通过螺纹图像信息进行检测，有工具显微镜法、机器视觉检测法。随着螺纹检测技术的发展，螺纹检测自动化程度越来越高，传统的外螺纹接触式检测方法存在量具易磨损、工作效率低，难以满足大批量、在线检测要求；而机器视觉检测技术具有非接触、速度快、精度高、实时在线、自动化程度高等优点，应用机器视觉技术对螺纹进行检测是当前检测技术的发展趋势，螺纹检测是机器视觉检测的一种重要应用。

目前，国内已经在常规螺距、直螺纹检测中成熟应用视觉检测技术，方法是首先提取螺纹图像轮廓，之后将轮廓分割成直线、圆弧等常规几何形状，再进行拟合，通过拟合的轮廓直接测量螺纹相关参数。常规螺距螺纹牙底和牙顶多为直线相接，螺旋升角小，螺纹投影对螺纹相关测量参数影响较小，可通过螺纹图像尺寸直接获得螺纹加工后尺寸参数。对于普通、常规螺纹而言，目前这种检测方法检测精度较高，能够满足实际需求。但大螺距锥形螺纹与普通常规螺纹相比，其螺纹轮廓尺寸呈线性变化，螺纹螺旋升角大，螺纹平面投影面积大且投影面积随螺纹长度与锥度成函数性变化，相邻两个螺纹根部、单个螺纹牙顶部多为圆弧-直线-圆弧形式连接，大螺距锥形螺纹加工复杂，检测参数多，通过常规螺纹光学检测方法无法获得准确加工尺寸，目前在大螺距锥形螺纹检测方面尚无相关文献或报道。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种大螺距锥形外螺纹检测装置及方法，克服目前通过常规检测方法无法精确获得大螺距锥形螺纹尺寸的缺陷。

为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种大螺距锥形外螺纹检测装置，包括工件固定组件和取像组件；还包括检测组件和光源组件；所述光源组件为平面光源，用于向所述取像组件提供光源；所述检测组件包括显示界面、数据存储系统、螺纹轮廓提取模块和螺纹逆向计算模块，用以提取螺纹图像轮廓、计算螺纹加工参数和判定结果。

本发明还包括如下技术特征：

可选地，所述工件固定组件包括能自动夹紧的手爪和固定平台，用于夹持和固定旋转待测工件以及调整待测工件高度；

所述取像组件包括工业相机和远心镜头，用于通过所述光源组件对待测工件螺纹进行取像，并将得到的螺纹图像发送至检测组件；

所述数据存储系统用于支撑螺纹轮廓提取模块和螺纹逆向计算模块运行以及存储检测结果；

所述显示界面用于显示操作界面，设定模型参数以及显示所述螺纹轮廓提取模块和螺纹逆向计算模块计算结果。

本发明还提供了一种使用所述的大螺距锥形外螺纹检测装置的检测方法，包括以下步骤：

步骤S1：在所述检测组件显示界面中，输入待测工件螺纹设计参数和加工螺纹所用刀具参数；所述螺纹设计参数包括螺纹大径、中径、螺距、牙型角、螺纹总长和锥度；

步骤S2：将待测工件放置在所述工件固定组件中，调整工件固定组件，使光源组件、待测工件螺纹、取像组件在同一水平线；