一種微孔檢測裝置以及旋轉檢測系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種微孔檢測裝置以及旋轉檢測系統，微孔檢測裝置包括測針、測針保護機構、砝碼、活動支架及光纖，測針保護機構包括固定套和滑動套，測針穿于滑動套和固定套內；活動支架帶動滑動套上下移動，砝碼固定于測針上并壓于滑動套上，砝碼可隨滑動套上下移動，測針在砝碼的作用下可向下移動；當活動支架帶動滑動套在固定套內向下移動時，使得位于固定套內的測針向下移動穿入待測工件孔內；當活動支架向上移動時，滑動套在固定套內向上移動，同時向上頂砝碼以使測針從待測工件中抽出；光纖固定于活動支架上，用于感應測針是否產生向上位移，以判斷測針是否穿過待測工件內孔。旋轉檢測系統包括微孔檢測裝置，用于對工件進行內孔檢測。
【專利說明】一種微孔檢測裝置以及旋轉檢測系統
【技術領域】
[0001] 本發明涉及微孔檢測【技術領域】，尤其涉及一種用于檢測超硬材料器件精密微孔 (例如陶瓷插芯內孔）的微孔檢測裝置以及旋轉檢測系統。
【背景技術】
[0002] 陶瓷插芯或其它超硬材料器件的精密微孔（例如陶瓷插芯內孔為Φ0. 125+°_°°lmm) 的檢測一般是用針規（一種檢具）由人工進行檢測。針規分為柔性和剛性，由于檢測的孔 徑非常小，針規都很細，而且：剛性針規較脆，檢測中極易折斷，而柔性針規在檢測中極易彎 折、彎曲。因此，目前的檢測方法效率低，勞動強度大，檢測成本高；也正因為針規在檢測中 極易折斷或彎曲、彎折，給這類產品的自動化檢測設備的開發帶來了一定的難度。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的之一在于提出一種微孔檢測裝置，以解決在檢測過程中柔性測針極 易彎曲/彎折導致檢測出現偏差、檢測效率低下的技術問題。
[0004] 本發明提供的微孔檢測裝置的技術方案如下：
[0005] -種微孔檢測裝置，用于檢測超硬材料工件的精密微孔，包括測針、測針保護機 構、檢測力提供模塊、活動支架及感應模塊，所述測針保護機構包括活動式嵌套配合的固定 機構和滑動機構，所述測針由上至下依次穿入所述滑動機構和所述固定機構，且所述滑動 機構至少部分位于所述固定機構內；所述活動支架固定連接至所述滑動機構，并可帶動所 述滑動機構上下移動，所述檢測力提供模塊固定連接于所述測針上并壓于所述滑動機構的 上端面上，使得所述檢測力提供模塊隨所述滑動機構上下移動，所述測針與所述檢測力提 供模塊一同上下移動；當所述活動支架向下移動時，所述滑動機構向下移動進入所述固定 機構內，使得位于所述固定機構內的所述測針逐漸向下移動以穿入位于所述固定機構下方 的待測工件的所述微孔內；當所述活動支架向上移動時，所述滑動機構向上移動，同時向上 頂所述檢測力提供模塊以使所述測針從所述待測工件的所述微孔中抽出；所述感應模塊固 定于所述活動支架上，用于感應所述測針是否產生相對于所述感應模塊的向上位移，以判 斷所述測針是否穿過所述待測工件的所述微孔。在對例如陶瓷插芯等超硬材料工件的內孔 進行精密微孔檢測時，一般采用針規進行人工穿插檢測，但是這種方法由于待測工件本身 非常細小，而針規更加細，操作起來極其困難，導致檢測效率低下，而且針規成本高昂，為了 降低成本，可以采用普通鋼絲，但是普通鋼絲屬于柔性檢具（測針），人工檢測幾乎無法進 行操作，正因為柔性檢具極易彎曲的特性導致其無法用于自動化檢測設備中。本方案提出 了一種微孔檢測裝置，在該裝置中，通過測針保護機構將測針很好地保護起來，由于測針本 身直徑非常小，同時滑動機構也較細，因此固定機構的內孔尺寸也比較接近測針的直徑，因 此，在自動化設備的高速檢測中，當測針在穿插工件內孔時，由于孔徑過小而使測針受到較 大的反向軸向力時，測針會反向（向上）運動，在固定機構和滑動機構的內壁阻擋下，測針 不至于發生較大彎曲/彎折，因此通過感應模塊可以感應到測針相對于感應模塊產生了向 上的位移，此時即表明測針沒能完全穿過工件內孔（即前述的微孔）。因此，可以將本裝置 應用于自動化檢測設備中，從而大大提高檢測效率。另外，由于有測針保護機構的保護，在 檢測過程中，可以使用較大的檢測力，因此檢測過程和檢測結果對于工件內孔的清潔度不 敏感，測針可以將部分因雜質堵塞的內孔穿通。本裝置適用于柔性測針，也適用于剛性測針 例如針規，但是柔性測針成本較低，而且可以實現自動切斷更新。
[0006] 優選地，所述檢測力提供模塊為砝碼，所述感應模塊包括光纖，通過所述光纖感應 所述砝碼是否產生相對于所述感應模塊的向上位移，以判斷所述測針是否產生相對于所述 感應模塊的向上位移。
[0007] 優選地，所述測針為柔性針規或剛性針規。
[0008] 優選地，所述固定機構為筒狀固定套，所述滑動機構為筒狀滑動套，所述滑動套的 外徑為所述測針直徑的2?3倍。
[0009] 另，本發明還提供一種旋轉檢測系統，使用前述的微孔檢測裝置，對檢測超硬材料 工件的精密微孔進行自動化檢測，并依微孔孔徑對工件進行分類。本方案提供的旋轉檢測 系統如下：
[0010] 一種旋轉檢測系統，用于檢測超硬材料工件的精密微孔，包括旋轉臺、支撐臺、進 料器、前述的微孔檢測裝置、出料器以及控制系統；所述進料器具有放料口，所述出料器具 有入口和出料嘴；所述旋轉臺上圓周式均勻分布有多個用于固定待測工件的工件固定位， 所述進料器、所述微孔檢測裝置和所述出料器固定于所述支撐臺上，分別形成進料工位、檢 測工位和出料工位，并且所述放料口、所述固定機構和所述入口分別對準一個所述工件固 定位，以使所述進料器通過所述放料口將所述待測工件放入所述工件固定位；所述旋轉臺 在所述控制系統的控制下間歇式旋轉，且每次旋轉的角度0 = ^，其中N為所述工件固定 /V 位的個數，以使位于所述工件固定位上的所述待測工件隨所述旋轉臺由所述進料器處旋轉 至所述微孔檢測裝置處進行微孔檢測，再旋轉至所述出料器處并從所述入口離開所述旋轉 臺；所述控制系統根據所述微孔檢測的結果控制所述出料嘴進行不同角度的間歇式轉動， 以將來自所述入口的工件按照孔徑進行分類；其中，N> 3,且N為整數。本方案提供的旋轉 檢測系統，采用前述的微孔檢測裝置，配合旋轉檢測，進行自動化檢測，不僅檢測效率可以 高達3000個/小時，而且可以使用低成本的普通鋼絲作為柔性測針，并解決測針在檢測過 程中彎折而出現檢測結果錯誤的技術問題。
[0011] 優選地，所述控制系統包括控制器、微電機、第一伺服電機和第二伺服電機；所述 第一伺服電機在所述控制器的控制下帶動所述旋轉臺進行所述間歇式旋轉；所述控制器根 據所述感應模塊的判斷結果控制所述第二伺服電機帶動所述出料嘴進行所述不同角度的 間歇式轉動；所述微電機在所述控制器的控制下帶動所述活動支架上下移動以進行所述微 孔檢測。
[0012] 優選地，所述工件固定位為所述旋轉臺上開設的移載孔，所述移載孔為通孔，且在 所述移載孔的底部設有鏤空支撐架以承載所述待測工件；所述旋轉檢測系統還包括位于所 述旋轉臺下方且正對所述入口的吹氣嘴，所述吹氣嘴在所述控制器的控制下間歇性向上吹 氣以將工件吹入所述入口而進入所述出料器。
[0013] 優選地，所述出料嘴下方設有多個分檔格，所述出料嘴通過所述不同角度的間歇 式轉動將不同孔徑范圍的工件放入相應的所述分檔格中，以進行所述分類。本方案可以使 得不同孔徑范圍的工件在出料嘴處被分配于不同的分檔格中。
[0014] 優選地，包括多個所述檢測工位和多個所述進料工位；每個所述檢測工位上的所 述微孔檢測裝置具有預定直徑的所述測針，其中所述預定直徑等于所述不同孔徑范圍之間 的分界值。通過設置多個檢測工位，設置多種直徑的測針，從而將工件按孔徑范圍的不同分 類為多個檔。
[0015] 優選地，所述檢測工位處設有第二感應模塊，位于所述移載孔下方，用于感應所述 測針是否從所述待測工件的所述微孔通出，以判斷所述測針是否穿過所述待測工件的所述 微孔。
[0016] 總之，本發明提供的微孔檢測裝置和旋轉檢測系統應用于測量超硬材料工件的精 密微孔的技術中，尤其是測量陶瓷插芯內孔的技術中，檢測數據準確，檢測效率超高（可高 達3000個/小時），并且適合剛性和柔性兩種測針，巧妙地解決了防測針彎折、高效檢測、全 自動精密檢測陶瓷插芯內孔的技術難題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發明具體實施例提供的一種旋轉檢測系統的結構示意圖；
[0018] 圖2是本發明具體實施例提供的一種微孔檢測裝置的立體圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖和具體的實施方式對本發明作進一步說明。
[0020] 本發明的【具體實施方式】提供一種旋轉檢測系統，可用于自動化檢測超硬材料工件 的精密微孔（指通孔），例如檢測陶瓷插芯的內孔。如圖1所示，所述旋轉檢測系統包括旋 轉臺10、支撐臺20、進料器、微孔檢測裝置40、出料器50以及控制系統。
[0021] 如圖1和圖2所示，所述微孔檢測裝置40包括測針41、測針保護機構42、檢測力 提供模塊43、活動支架44及感應模塊45,所述測針保護機構42包括活動式嵌套配合的固 定機構420和滑動機構421，所述測針41由上至下依次穿入所述滑動機構421和所述固定 機構420,并且所述滑動機構421至少部分位于所述固定機構420內；所述活動支架44固 定連接至所述滑動機構421，并可帶動所述滑動機構421上下移動，所述檢測力提供模塊43 固定連接于所述測針41上并壓于所述滑動機構421的上端面上，使得所述檢測力提供模塊 43隨所述滑動機構421上下移動，所述測針41與所述檢測力提供模塊43 -同上下移動； 當所述活動支架44向下移動時，所述滑動機構421向下移動進入所述固定機構420內，使 得位于所述固定機構420內的所述測針41逐漸向下移動以穿入位于所述固定機構420下 方的待測工件100的所述微孔內；當所述活動支架44向上移動時，所述滑動機構421向上 移動，同時向上頂所述檢測力提供模塊43以使所述測針41從所述待測工件100的所述微 孔中抽出；所述感應模塊45固定于所述活動支架44上，用于感應所述測針41是否產生相 對于所述感應模塊45的向上位移，以判斷所述測針41是否穿過所述待測工件100的所述 微孔。
[0022] 在具體的實施例中，如圖1所示，所述測針保護機構42可以是兩個活動式嵌套配 合的筒狀套，例如：所述固定機構420是一個固定套，所述滑動機構是一個滑動套，所述滑 動套可在所述固定套內上下移動。
[0023] 在一種具體的實施例中，檢測力提供模塊43可以是一塊小的砝碼，固定于測針41 上，砝碼支撐于滑動機構421上。感應模塊45例如可以采用光纖感應。
[0024] 所述旋轉臺10上圓周式均勻分布有多個用于固定待測工件100的工件固定位11， 所述支撐臺20例如可以是機床，所述進料器、微孔檢測裝置40和出料器50均固定于所述 支撐臺20上，分別形成進料工位、檢測工位和出料工位；旋轉臺10在所述控制系統的控制 360° 下間歇式旋轉，每次旋轉的角度0 = 1，其中N為所述工件固定位11的個數，每旋轉一 次，進料工位、檢測工位和出料工位下方都對應有工件固定位11，所述進料器具有放料口， 所述放料口對準所述工件固定位11，通過所述放料口將所述待測工件100放于所述工件固 定位11上，在所述檢測工位處，所述固定機構420也對準下方的所述工件固定位11，另外， 出料器50具有入口和出料嘴51。
[0025] 工作時，待測工件100從進料工位處通過所述進料器的所述放料口進入到當前位 于所述進料工位處的工件固定位11上，待所述旋轉臺10旋轉時，待測工件隨旋轉臺10旋 轉，到達檢測工位處，即載有待測工件的工件固定位旋轉到檢測工位處，所述微孔檢測裝置 40執行檢測動作，使所述測針41插入待測工件的內孔，檢測完成后，旋轉臺10再次旋轉， 工件隨旋轉臺旋轉到出料工位處，從所述出料器50的所述入口離開所述旋轉臺10,并從所 述出料器50的出料嘴51出來，同時所述控制系統根據對該工件的檢測結果控制所述出料 嘴51進行相應角度的轉動，以將該工件放入相應的容器內，從而達到按照孔徑進行分類的 目的。為了方便出料后的工件分類放置，所述出料嘴51下方固定有多個分檔格70,所述出 料嘴51通過不同角度的間歇式轉動將不同孔徑范圍的工件放入相應的所述分檔格中，以 進行所述分類。
[0026] 具體地，所述控制系統包括控制器（例如計算機）、微電機、第一伺服電機和第二 伺服電機，所述第一伺服電機在所述控制器的控制下帶動所述旋轉臺10圍繞轉軸60進行 所述間歇式旋轉，例如：當旋轉臺10的一圓周上均勻分布有8個工件固定位11時，旋轉臺 10每次旋轉的角度為45度（360度除以8)，所述進料工位、所述檢測工位、所述出料工位均 是對應工件固定位11而分布；所述控制器根據所述感應模塊的判斷結果（即對工件內孔的 檢測結果）控制所述第二伺服電機帶動所述出料嘴51進行不同角度的間歇式轉動；所述微 電機在所述控制器的控制下帶動所述活動支架上下移動以對工件進行微孔檢測。
[0027] 下面以檢測陶瓷插芯的內孔為例對本發明的技術方案進行詳細的說明。
[0028] 旋轉臺10靠近邊緣的圓周上，均勻地分布有8個工件固定位11，需要說明，工件 固定位11的數量N可以根據需要和實際情況設計，N在3以上，可以是3個、4個、……、10 個等，但以3個?12個為佳，并且以能被360度整除為佳。此例中以8個工件固定位為例 進行說明，如圖1所示，在旋轉臺10邊緣的圓周上均勻分布有8個工件固定位11，工件固 定位11例如可以是旋轉臺10上開設的通孔，且在通孔的底部設有鏤空支架以支撐待測工 件，在至少部分工件固定位處設置有對應的工位，包括至少一個進料工位、至少一個檢測工 位和一個出料工位，檢測工位的數量以及測針的直徑可以根據陶瓷插芯孔徑d的分檔要求 進行設置。如圖1所示的旋轉檢測系統中相鄰設置有兩個進料工位31、32,設置旋轉臺10 為順時針旋轉，因此沿進料工位32的順時針方向設置檢測工位。如果需要將陶瓷插芯按孔 徑分界值Tl分為兩檔，則至少在一個檢測工位上設置測針直徑為Tl的微孔檢測裝置，如 果需要將陶瓷插芯按孔徑分界值ΤΙ、T2分檔，假設Tl<T2,則可以分為三檔（d<Tl,Tl <d<T2，d>T2)，相應地至少在兩個檢測工位上分別設置測針直徑為T1、T2的微孔檢測 裝置，同理，可以分為四檔、五檔、六檔。如圖1，沿進料工位32的順時針方向設置了檢測工 位81、82、83、84,在檢測工位84的順時針方向設置了一個出料工位。
[0029] 當需要對一批陶瓷插芯按照孔徑分為兩檔時，孔徑分界值Τ1，使用如圖1所示的 旋轉檢測系統進行孔徑檢測分檔，則可以從進料工位31和/或進料工位32處下料，可以將 檢測工位81、82處的微孔檢測裝置均采用直徑Tl的測針，此種情況下，各個工位的時序表 如下表1所示：
[0030]表 1 :
【權利要求】
1. 一種微孔檢測裝置，用于檢測超硬材料工件的精密微孔，其特征在于：包括測針、測 針保護機構、檢測力提供模塊、活動支架及感應模塊，所述測針保護機構包括活動式嵌套配 合的固定機構和滑動機構，所述測針由上至下依次穿入所述滑動機構和所述固定機構，且 所述滑動機構至少部分位于所述固定機構內； 所述活動支架固定連接至所述滑動機構，并可帶動所述滑動機構上下移動，所述檢測 力提供模塊固定連接于所述測針上并壓于所述滑動機構的上端面上，使得所述檢測力提供 模塊隨所述滑動機構上下移動，所述測針與所述檢測力提供模塊一同上下移動； 當所述活動支架向下移動時，所述滑動機構向下移動，使得位于所述固定機構內的所 述測針逐漸向下移動以穿入位于所述固定機構下方的待測工件的所述微孔內；當所述活動 支架向上移動時，所述滑動機構向上移動，同時向上頂所述檢測力提供模塊以使所述測針 從所述待測工件的所述微孔中抽出； 所述感應模塊固定于所述活動支架上,用于感應所述測針是否產生相對于所述感應模 塊的向上位移，以判斷所述測針是否穿過所述待測工件的所述微孔。
2. 如權利要求1所述的微孔檢測裝置，其特征在于：所述檢測力提供模塊為砝碼，所 述感應模塊包括光纖，通過所述光纖感應所述砝碼是否產生相對于所述感應模塊的向上位 移，以判斷所述測針是否產生相對于所述感應模塊的向上位移。
3. 如權利要求1所述的微孔檢測裝置，其特征在于：所述測針為柔性針規或剛性針規。
4. 如權利要求1所述的微孔檢測裝置，其特征在于：所述固定機構為筒狀固定套，所述 滑動機構為筒狀滑動套，所述滑動套的外徑為所述測針直徑的2?3倍。
5. -種旋轉檢測系統，用于檢測超硬材料工件的精密微孔，其特征在于：包括旋轉臺、 支撐臺、進料器、微孔檢測裝置、出料器以及控制系統，所述微孔檢測裝置如權利要求1至4 任一項所述；所述進料器具有放料口，所述出料器具有入口和出料嘴； 所述旋轉臺上圓周式均勻分布有多個用于固定待測工件的工件固定位，所述進料器、 所述微孔檢測裝置和所述出料器固定于所述支撐臺上，分別形成進料工位、檢測工位和出 料工位，并且所述放料口、所述固定機構和所述入口分別對準一個所述工件固定位，以使所 述進料器通過所述放料口將所述待測工件放入所述工件固定位； 360° 所述旋轉臺在所述控制系統的控制下間歇式旋轉，且每次旋轉的角度0 =γ，其中N N 為所述工件固定位的個數，以使位于所述工件固定位上的所述待測工件隨所述旋轉臺由所 述進料器處旋轉至所述微孔檢測裝置處進行微孔檢測，再旋轉至所述出料器處并從所述入 口離開所述旋轉臺；所述控制系統根據所述微孔檢測的結果控制所述出料嘴進行不同角度 的間歇式轉動，以將來自所述入口的工件按照孔徑進行分類； 其中，N彡3,且N為整數。
6. 如權利要求5所述的旋轉檢測系統，其特征在于：所述控制系統包括控制器、微電 機、第一伺服電機和第二伺服電機；所述第一伺服電機在所述控制器的控制下帶動所述旋 轉臺進行所述間歇式旋轉；所述控制器根據所述感應模塊的判斷結果控制所述第二伺服電 機帶動所述出料嘴進行所述不同角度的間歇式轉動；所述微電機在所述控制器的控制下帶 動所述活動支架上下移動以進行所述微孔檢測。
7. 如權利要求6所述的旋轉檢測系統，其特征在于：所述工件固定位為所述旋轉臺上 開設的移載孔，所述移載孔為通孔，且在所述移載孔的底部設有鏤空支撐架以承載所述待 測工件；所述旋轉檢測系統還包括位于所述旋轉臺下方且正對所述入口的吹氣嘴，所述吹 氣嘴在所述控制器的控制下間歇性向上吹氣以將工件吹入所述入口而進入所述出料器。
8. 如權利要求7所述的旋轉檢測系統，其特征在于：所述出料嘴下方設有多個分檔格， 所述出料嘴通過所述不同角度的間歇式轉動將不同孔徑范圍的工件放入相應的所述分檔 格中，以進行所述分類。
9. 如權利要求8所述的旋轉檢測系統，其特征在于：包括多個所述檢測工位和多個所 述進料工位；每個所述檢測工位上的所述微孔檢測裝置具有預定直徑的所述測針，其中所 述預定直徑等于所述不同孔徑范圍之間的分界值。
10. 如權利要求7所述的旋轉檢測系統，其特征在于：所述檢測工位處設有第二感應模 塊，位于所述移載孔下方，用于感應所述測針是否從所述待測工件的所述微孔通出，以判斷 所述測針是否穿過所述待測工件的所述微孔。
【文檔編號】G01B5/12GK104457510SQ201410649688
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月14日 優先權日:2014年11月14日
【發明者】肖湘杰, 楊榮海, 吳濤 申請人:深圳太辰光通信股份有限公司