一种红外激光非接触式内螺纹柔性检测方法及其系统与流程

1.本发明属于本发明涉及螺纹检测技术领域，尤其涉及一种非接触式内螺纹柔性检测方法及系统。


背景技术：

2.紧固件作为一种常用机械零件，广泛应用于机械、汽车、飞机等制造行业。紧固件螺纹缺陷会直接影响其性能，导致各种安全隐患，必须在投入应用之前剔除存在缺陷的个体，避免造成无法预料的后果。目前能够进行螺纹检测的方法主要有接触式、非接触式两种检测方法。接触式螺纹检测法存在量具易磨损、检测速度慢、检测参数单一的问题；非接触检测法虽无前者的问题，但目前仍主要运用在外螺纹检测中。而内螺纹,尤其是小孔径盲孔中的深度内螺纹检测，因现有设备无法深入，难以甚至无法进行检测。同时，本发明可以对一个紧固件上的多个内螺纹进行检测。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明提供一种非接触式内螺纹柔性检测方法及系统，为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
4.本发明采用如下技术方案：在一些可选的实施例中，提供一种红外激光非接触式内螺纹柔性检测系统，包括：检测平台、x轴传动装置、y轴传动装置、红外激光测距单元、固定支架、z轴传动装置、高速相机、数据储存模块、数据计算模块、显示模块；所述检测平台与所述x轴传动装置及所述y轴传动装置连接，通过所述x轴传动装置及所述y轴传动装置可以使检测平台在水平方向前后左右移动；所述数据计算模块可以控制所述x轴传动装置及所述y轴传动装置对所述检测平台的移动；所述红外激光测距单元通过所述z轴传动装置与所述固定支架连接；所述数据计算模块可以控制所述z轴传动装置使所述红外激光测距单元上下移动；所述高速相机设置在所述检测平台上方；所述红外激光测距单元向所述数据储存模块传输数据；所述数据计算模块对所述数据储存模块中的数据进行计算，计算后将结果通过所述显示模块进行展示。
5.进一步的，所述x轴传动装置、所述y轴传动装置、所述z轴传动装置可以为伺服电机。
6.一种根据所述的一种红外激光非接触式内螺纹柔性检测方法，包括以下步骤：
7.步骤一：将标准内螺纹数据储存在数据储存模块中；
8.步骤二：将待测紧固件放置于检测平台；
9.步骤三：高速相机在正上方对待测紧固件进行拍摄并将拍摄图像传送给数据计算模块；
10.步骤四：所述数据计算模块通过所述高速相机传输的图像计算得到待测紧固件上
有多少待测内螺纹，并计算得出每一个待测内螺纹的坐标数据；
11.步骤五：所述数据计算模块控制x轴传动装置及y轴传动装置，使其中一个待测内螺纹移动至所述红外激光测距单元正下方；
12.步骤六：z轴传动装置使所述红外激光测距单元向下移动并进入待测内螺纹内部；
13.步骤七：所述红外激光测距单元在下降过程中对所述待测内螺纹进行测量，通过红外激光形成红外图像；进而可以得到大径(d)数值、小径(d)数值、牙型角的角度数值；
14.步骤八：所述红外激光测距单元在下降过程中会得到多个所述待测内螺纹牙顶到所述红外激光测距单元的距离；两个相邻牙顶之间的距离便是所述待测内螺纹的螺距(p)的数值；
15.步骤九：通过螺纹中径计算公式：中径(d2)＝大径(d)-系数*螺距(p)，得到中径(d2)的数值；
16.通过原始三角形高度计算公式：原始三角形高度(h)＝系数*螺距(p)，得到原始三角形高度数值。
17.步骤十：通过牙型角的角度数值可以确定所述待测内螺纹的类型；
18.步骤十一：通过确定的待测内螺纹的类型确定待测内螺纹的标准数值；
19.步骤十二：将上述步骤得到的数值：螺纹的大径(d)、牙型角的角度、小径(d)、中径(d2)、原始三角形高度(h)与所述数据储存模块中预存的标准内螺纹数据进行比对，得到各项数据的误差比例；
20.步骤十三：若所述误差比例在规定范围内，则判定待测内螺纹为合格；若所述误差比例超过一定数值，则判定待测内螺纹为不合格；
21.步骤十四：通过显示模块显示待测内螺纹是否合格、显示待测内螺纹的各项数值、显示待测内螺纹的标准数值；
22.步骤十五：检测完一个待测内螺纹后返回步骤六进行下一个待测内螺纹的检测，直至所述待测紧固件上的所有待测内螺纹检测完毕。
23.本发明所带来的有益效果：
24.由于本发明属于非接触式检测，对紧固件没有任何的损伤；通过x轴传动装置及y轴传动装置使检测平台移动从而可以测量紧固件上的所有内螺纹；可以对内螺纹进行检测。
附图说明
25.图1是本发明的结构示意图；
26.图中：检测平台-1、x轴传动装置-2、y轴传动装置-3、红外激光测距单元-4、固定支架-5、z轴传动装置-6、高速相机-7、数据储存模块-8、数据计算模块-9、显示模块-10。
具体实施方式
27.以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。
28.如图1所示，在一些说明性的实施例中，提供一种红外激光非接触式内螺纹柔性检测系统，包括：检测平台1、x轴传动装置2、y轴传动装置3、红外激光测距单元4、固定支架5、z轴传动装置6、高速相机7、数据储存模块8、数据计算模块9、显示模块10；所述检测平台1与所述x轴传动装置2及所述y轴传动装置3连接，通过所述x轴传动装置2及所述y轴传动装置3可以使检测平台1在水平方向前后左右移动；所述数据计算模块9可以控制所述x轴传动装置2及所述y轴传动装置3对所述检测平台的移动；所述红外激光测距单元4通过所述z轴传动装置6与所述固定支架连接5；所述数据计算模块9可以控制所述z轴传动装置6使所述红外激光测距单元4上下移动；所述高速相机7设置在所述检测平台1上方；所述红外激光测距单元4向所述数据储存模块8传输数据；所述数据计算模块9对所述数据储存模块8中的数据进行计算，计算后将结果通过所述显示模块10进行展示。
29.本发明一种非接触式内螺纹柔性检测方系统中的所述x轴传动装置、所述y轴传动装置、所述z轴传动装置可以为伺服电机。
30.一种根据所述的一种红外激光非接触式内螺纹柔性检测方法，包括以下步骤：
31.步骤一：将标准内螺纹数据储存在数据储存模块中；
32.步骤二：将待测紧固件放置于检测平台；
33.步骤三：高速相机在正上方对待测紧固件进行拍摄并将拍摄图像传送给数据计算模块；
34.步骤四：所述数据计算模块通过所述高速相机传输的图像计算得到待测紧固件上有多少待测内螺纹，并计算得出每一个待测内螺纹的坐标数据；
35.步骤五：所述数据计算模块控制x轴传动装置及y轴传动装置，使其中一个待测内螺纹移动至所述红外激光测距单元正下方；
36.步骤六：z轴传动装置使所述红外激光测距单元向下移动并进入待测内螺纹内部；
37.步骤七：所述红外激光测距单元在下降过程中对所述待测内螺纹进行测量，通过红外激光形成红外图像；进而可以得到大径(d)数值、小径(d)数值、牙型角的角度数值；
38.步骤八：所述红外激光测距单元在下降过程中会得到多个所述待测内螺纹牙顶到所述红外激光测距单元的距离；两个相邻牙顶之间的距离便是所述待测内螺纹的螺距(p)的数值；
39.步骤九：通过螺纹中径计算公式：中径(d2)＝大径(d)-系数(例如三角形普通螺纹的系数为0.6495、锯齿形(3度、30度)螺纹的系数为0.75)*螺距(p)，得到中径(d2)的数值；
40.通过原始三角形高度计算公式：原始三角形高度(h)＝系数(例如三角形普通螺纹的系数为0.866025404、锯齿形(3度、30度)螺纹的系数为1.587911)*螺距(p)，得到原始三角形高度数值。
41.步骤十：通过牙型角的角度数值可以确定所述待测内螺纹的类型；例如牙型角的角度为60度时，所述待测内螺纹为普通三角形内螺纹、牙型角的角度为3度或30度时，所述待测内螺纹为锯齿形(3度、30度)内螺纹；
42.步骤十一：通过确定的待测内螺纹的类型确定待测内螺纹的标准数值；
43.步骤十二：将上述步骤得到的数值：螺纹的大径(d)、牙型角的角度、小径(d)、中径(d2)、原始三角形高度(h)与所述数据储存模块中预存的标准内螺纹数据进行比对，得到各项数据的误差比例；
44.步骤十三：若所述误差比例在规定范围内，则判定待测内螺纹为合格；若所述误差比例超过一定数值，则判定待测内螺纹为不合格；
45.步骤十四：通过显示模块显示待测内螺纹是否合格、显示待测内螺纹的各项数值、显示待测内螺纹的标准数值；
46.步骤十五：检测完一个待测内螺纹后返回步骤六进行下一个待测内螺纹的检测，直至所述待测紧固件上的所有待测内螺纹检测完毕。
47.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变，修饰，替代，组合，简化，均应为等效的置换方式，都应包含在本发明的保护范围内
。

技术特征：
1.一种红外激光非接触式内螺纹柔性检测系统，包括：检测平台、x轴传动装置、y轴传动装置、红外激光测距单元、固定支架、z轴传动装置、高速相机、数据储存模块、数据计算模块、显示模块；所述检测平台与所述x轴传动装置及所述y轴传动装置连接，通过所述x轴传动装置及所述y轴传动装置可以使检测平台在水平方向前后左右移动；所述数据计算模块可以控制所述x轴传动装置及所述y轴传动装置对所述检测平台的移动；所述红外激光测距单元通过所述z轴传动装置与所述固定支架连接；所述数据计算模块可以控制所述z轴传动装置使所述红外激光测距单元上下移动；所述高速相机设置在所述检测平台上方；所述红外激光测距单元向所述数据储存模块传输数据；所述数据计算模块对所述数据储存模块中的数据进行计算，计算后将结果通过所述显示模块进行展示。2.根据权利要求1所述的一种非接触式内螺纹柔性检测系统，其特征在于，所述x轴传动装置、所述y轴传动装置、所述z轴传动装置为伺服电机。3.一种根据所述的一种红外激光非接触式内螺纹柔性检测方法，包括以下步骤：步骤一：将标准内螺纹数据储存在数据储存模块中；步骤二：将待测紧固件放置于检测平台；步骤三：高速相机在正上方对待测紧固件进行拍摄并将拍摄图像传送给数据计算模块；步骤四：所述数据计算模块通过所述高速相机传输的图像计算得到待测紧固件上有多少待测内螺纹，并计算得出每一个待测内螺纹的坐标数据；步骤五：所述数据计算模块控制x轴传动装置及y轴传动装置，使其中一个待测内螺纹移动至所述红外激光测距单元正下方；步骤六：z轴传动装置使所述红外激光测距单元向下移动并进入待测内螺纹内部；步骤七：所述红外激光测距单元在下降过程中对所述待测内螺纹进行测量，通过红外激光形成红外图像；进而可以得到大径(d)数值、小径(d)数值、牙型角的角度数值；步骤八：所述红外激光测距单元在下降过程中会得到多个所述待测内螺纹牙顶到所述红外激光测距单元的距离；两个相邻牙顶之间的距离便是所述待测内螺纹的螺距(p)的数值；步骤九：通过螺纹中径计算公式：中径(d2)＝大径(d)-系数*螺距(p)，得到中径(d2)的数值；通过原始三角形高度计算公式：原始三角形高度(h)＝系数*螺距(p)，得到原始三角形高度数值。步骤十：通过牙型角的角度数值可以确定所述待测内螺纹的类型；步骤十一：通过确定的待测内螺纹的类型确定待测内螺纹的标准数值；步骤十二：将上述步骤得到的数值：螺纹的大径(d)、牙型角的角度、小径(d)、中径(d2)、原始三角形高度(h)与所述数据储存模块中预存的标准内螺纹数据进行比对，得到各项数据的误差比例；步骤十三：若所述误差比例在规定范围内，则判定待测内螺纹为合格；若所述误差比例超过一定数值，则判定待测内螺纹为不合格；步骤十四：通过显示模块显示待测内螺纹是否合格、显示待测内螺纹的各项数值、显示待测内螺纹的标准数值；
步骤十五：检测完一个待测内螺纹后返回步骤六进行下一个待测内螺纹的检测，直至所述待测紧固件上的所有待测内螺纹检测完毕。

技术总结
本发明提供一种红外激光非接触式内螺纹柔性检测系统，包括：检测平台、X轴传动装置、Y轴传动装置、红外激光测距单元、固定支架、Z轴传动装置、高速相机、数据储存模块、数据计算模块、显示模块；检测平台与X轴传动装置及Y轴传动装置连接；数据计算模块可以控制X轴传动装置及Y轴传动装置对检测平台的移动；红外激光测距单元通过Z轴传动装置与固定支架连接；数据计算模块可以控制Z轴传动装置使红外激光测距单元上下移动；高速相机设置在检测平台上方；红外激光测距单元向数据储存模块传输数据；数据计算模块对数据储存模块中的数据进行计算，计算后将结果通过显示模块进行展示。计算后将结果通过显示模块进行展示。计算后将结果通过显示模块进行展示。


技术研发人员：罗宁合 段芮 王永健 张晓伟
受保护的技术使用者：北京镨锐机械设备有限公司
技术研发日：2023.05.08
技术公布日：2023/8/14