一种螺母检测装置及方法与流程

1.本发明涉及螺母检测技术领域，具体涉及一种螺母检测装置及方法。


背景技术：

2.在汽车的一些总成加工步骤中，通常需要先对基材进行成型处理，然后再将成型的工件进行装夹焊接，而在对如前副车架、前纵梁、后纵梁等零部件进行焊接时，需要在预定的地方设置螺母，有时在设置螺母的地方还需要焊接其他的零部件，而一旦焊接后设置螺母的地方就无法再调整，因此在焊接前需要对设置的螺母进行检测，避免出现漏螺母工件，导致工件在后续装夹中松动，甚至影响后续无法完成产品组装的严重情况。
3.而在大型零件的检测中，所需要检测的螺母数量较多，通常会采用自动感应的检测方式进行检测，而为了提高检测精准度，降低误检率，现有技术中也在不断对检测装置的精准度进行提升，但对于大型零件中上百个检测点进行检测时依然会出现误检、漏检等情况，导致出现漏螺母的情况，使检测精准度无法提高。
4.因此，针对在螺母检测中，检测不精准，容易出现误检漏检的问题，现在需要提供一种螺母检测装置及方法。


技术实现要素：

5.本发明意在提供一种螺母检测装置及方法，解决现有的螺母防漏检测不精准的问题。
6.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.本发明用于提供一种螺母检测装置，在将工件固定住后，通过缩回定位销后，在对螺母进行检测，避免将定位销误检成螺母的情况，以保证检测准确性。具体为一种螺母检测装置，包括操作台，与操作台电连接的检测夹具；所述检测夹具包括用于检测螺母的检测单元和用于固定工件的夹持单元；所述检测单元与所述夹持单元电连接；所述检测单元包括定位销结构和检测结构，所述定位销结构用于对工件上的螺母进行定位，所述检测结构用于对工件上的螺母进行检测；所述检测结构与定位销结构相对设于工件螺母两侧；所述定位销结构包括定位销和控制组件，所述控制组件带动所述定位销与所述螺母抵接或脱离。
8.本方案的原理及优点是：
9.在螺母的检测中，特别是针对大型零件螺母孔位较多的情况时，即使通过提高检测开关的灵敏度，也还是会出现漏检的情况，直至在后续加工中才会发现异常。而发明人一直认为是检测开关的设置问题或检测开关本身灵敏度不够的问题。但在多次反复试验后，发明人发现出现漏检或误检的原因并不是检测灵敏度的问题，而是在检测过程中很容易将定位销误检成螺母，从而导致漏检或误检。
10.因为螺母中间为空心且本身体积较小，且螺母在孔内并不完全固定，导致检测开关在检测时很难精准控制检测点，使检测点正对螺母，所以都是选取螺母直径最宽的位置作为检测点进行检测。但这种检测方式就很容易导致检测点出现偏差，使得在检测时会将
抵接到的定位销认定为螺母，进而将漏螺母判定为合格，出现误检的情况。
11.而因为对螺母的检测是在对零件进行焊接前进行的，当检测无误后直接进行焊接作业。因此为了保证零件焊接的精准，整个过程需要保证零件位置固定不偏移。而由于零件结构设计原因，同时便于后续加工，对零件的夹持固定都是以零件的开孔位置为准。而一般开孔位置也是需要预埋螺母或预加工的位置，使得在对零件夹持时都会通过定位销对螺母孔位进行定位同时配合夹具完成固定。同时在对螺母进行检测时也需要定位销找准螺母，所以定位销起到了找准和定位固定的双重作用。
12.因此惯有的思维都会认为在焊接工作完成前，需要保证工件的相对位置稳定，一旦焊接完成将无法调整，所以需要确保焊接无误。而检测螺母只需要几秒，因此会将焊接以及检测螺母视为同步进行。因此会认为焊接的整个过程中夹持单元是不能移动的。但本技术克服了惯有的思维，并经过验证后发现，在焊接前的几秒内检测螺母的动作是可以分离出来的，因检测螺母的动作幅度小，且时间短，若在短时间内将定位销退出也不会影响工件的稳定性，并且还有夹具等固定结构进行夹持，从而可以充分保证工件的稳定性，在检测完成后再及时将定位销还原进行固定，再进行焊接。从而避免了在检测螺母时会将定位销误检成螺母的情况，极大提高检测精准度，而退销的操作时间极短也不会影响整体焊接效率。
13.因此，本技术在检测前采用操作台直接控制检测夹具运行将工件进行固定，控制更灵活便捷，然后由检测单元4对工件的螺母进行检测。在检测时，首先通过控制组件将定位销缩回，使定位销短时间内退出螺母孔位，然后在控制检测单元4对螺母进行检测，检测结构后及时将定位销还原，从而避免了将定位销误检成螺母，造成误检的情况。同时，通过固定结构可进一步保证工件的稳定性，避免工件发生偏移，而影响后续的焊接作业，从而提高检测精准度的同时保证焊接顺利进行。
14.优选的，作为一种改进，所述检测单元包括支撑架，所述定位销结构和检测结构分别设于所述支撑架的两侧。通过定位销结构和检测结构相配合，利于螺母定位同时不影响螺母的检测。
15.优选的，作为一种改进，所述控制组件包括三轴气缸和多个型片，所述定位销通过多个型片与三轴气缸连接；所述检测结构包括夹爪组件，以及与所述夹爪组件连接的第一气缸。通过三轴气缸保证快速实现对定位销的伸缩控制，提高定位销控制效率；通过气缸灵活控制夹爪组件的夹紧固定。
16.优选的，作为一种改进，所述支撑架上还设有z型片，在z型片上设有导向块，导向块上端设有通孔，所述定位销活动贯穿于所述通孔内。
17.优选的，作为一种改进，所述检测夹具包括多个，所述操作台包括至少一组控制模块，所述控制模块分别与所述检测夹具电连接。通过多个检测夹具可实现对多种规格工件的检测固定，提高检测夹具的通用性。
18.优选的，作为一种改进，还包括检测台，所述检测夹具设于所述检测台上，所述操作台设于所述检测台一侧；所述检测台下方设有多个万向轮。便于通过检测台灵活设置检测夹具的位置，从而满足多种工件的检测需求，提高检测效率，并且通过万向轮也便于移动运输检测装置，利于存储和运输。
19.优选的，作为一种改进，还包括显示模块，所述显示模块与检测夹具电连接，在每组所述检测夹具上设有对应的编号。通过显示模块可快速找到检测异常的螺母位置，便于
操作人员及时处理。
20.相应的，本发明还提供了一种螺母检测方法，应用于上述一种螺母检测装置。包括在对工件上的螺母进行检测前，控制定位销收缩并退出螺母孔位2-3秒；采用检测开关对孔位进行检测，判定孔位内是否有螺母；若有螺母，则控制所述定位销伸出还原，并对工件进行焊接；若无螺母则发出异常提示。
21.优选的，作为一种改进，定位销通过plc控制伸缩移动。实现智能化控制，操作更简单方便。
22.优选的，作为一种改进，还包括先将工件通过定位销定位固定，然后再通过夹持单元夹紧。提高工件稳定性，同时快速对螺母位置进行定位固定。
附图说明
23.图1为本发明一种螺母检测装置的结构示意图；
24.图2为本发明一种螺母检测装置工件结构示意图；
25.图3为本发明一种螺母检测装置的检测夹具装夹状态结构示意图；
26.图4为本发明一种螺母检测装置的第四检测夹具结构示意图；
27.图5为本发明一种螺母检测装置的夹持单元结构示意图；
28.图6为本发明一种螺母检测装置的型片组合状态一的结构示意图；
29.图7为本发明一种螺母检测装置的型片组合状态二的结构示意图；
30.图8为本发明一种螺母检测装置的检测单元装夹状态一的结构示意图；
31.图9为本发明一种螺母检测装置的检测单元状态一的结构示意图；
32.图10为本发明一种螺母检测装置的检测单元状态二的结构示意图；
33.图11为本发明一种螺母检测装置的检测单元状态三的结构示意图；
34.图12为本发明一种螺母检测装置的检测单元装夹状态二的结构示意图；
35.图13为本发明一种螺母检测装置的检测单元装夹状态的局部放大图。
具体实施方式
36.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
37.说明书附图中的附图标记包括：检测台1、检测夹具2、控制模块3、检测单元4、夹持单元5、检测开关7、定位销结构9、工件10、检测结构11、定位销12、控制组件13、三轴气缸14、第一气缸15、夹爪组件16、操作台17、第一检测夹具19、第四检测夹具18、第二检测夹具41、第三检测夹具42、支撑架51、安装孔53、第二气缸57、型片59、垫片60、第一l型片30、第二l型片31、直杆型片32、定位孔33、z型片34、导向块35、通孔36、安装板21、连接块22、转动销23、u型转动臂24、t型片25、夹持型片26。
38.实施例一
39.基本如附图1所示：一种螺母检测装置，用于在焊接前对设置的螺母进行防漏检测，提高检测精准度，降低漏检率。具体包括整体呈长方体结构的检测台1，在检测台1上通过螺栓安装有多套可灵活拆卸组装的检测夹具2。本实施例中，检测夹具2的数量根据实际检测工件10的规格选择使用，满足检测需求便于操作即可。在检测台1的一侧还安装有操作台17，所述操作台17包括多组与检测夹具2对应的控制模块3，控制模块3与检测夹具2电连
接。在检测台1下方还安装有四个万向轮，便于检测台1移动和运输。本实施例中，控制模块3采用plc可编程电气控制器，同时配合连接的三位电磁阀，通过plc电气控制三位电磁阀的阀芯左或右移动，实现电信号传输，从而实现对相应检测夹具2的指令传输。
40.具体的，结合附图2所示的工件10结构以及图3所示的装夹状态，本实施例中，将检测夹具2分为了四组，其中安装于工件10两端的夹具结构相同，且成对称设置，分别为第一检测夹具19和第四检测夹具18。位于工件10中部的夹具分别为第二检测夹具41和第三检测夹具42。每组检测夹具结构相似，均包括有至少一个夹持单元5和一个检测单元4，检测单元4和夹持单元5电连接。不同的是，根据工件10结构，第二检测夹具41只包含一个夹持单元5。
41.具体的，下面以第四检测夹具18为例进行说明，如附图4所示，第四检测夹具18包括三个夹持单元5和1个检测单元4；三个夹持单元5互为三角形相对设置，并和检测单元4构成十字形设置。
42.具体的，如附图5所示的夹持单元5，夹持单元5包括通过螺栓固定在检测台1上的支撑架51，在支撑架51上安装有第二气缸57，在第二气缸57的输出端安装有u型转动臂24，在u型转动臂24上安装有夹爪组件16。夹爪组件16根据需夹持工件10的结构以及位置，由多个形状各异的型片59组合而成，型片59之间通过螺栓固定连接。本实施例中，所述型片59可根据需夹持的工件结构进行增加或减少，以此提高夹爪组件16的通用性。
43.具体的，如附图6所示的型片59组合状态之一，各型片59上开设有多个安装孔53，通过安装孔53可组合成多种形状的夹爪组件16，同时通过调整安装孔53的连接位置可调节各型片59之间的位置和距离，以提高通用性。同时如图7所示，在各型片59之间的连接处还可加设垫片60，用于调节各型片59之间的间距，便于微调，该垫片60的厚度为5mm，以提高适用性。
44.具体的，第一检测夹具19和第四检测夹具18的结构相同；第二检测夹具41与第四检测夹具18的区别在于只包括一个夹持单元5；第三检测夹具42与第四检测夹具18的区别在于包括一个检测单元4和两个夹持单元5，且以上检测夹具所包含的夹持单元5的区别仅在于，夹爪组件16的结构因工件10结构的不同采用的型片59结构以及组装关系不同。
45.具体的，如附图8所示的检测单元4，该检测单元4包括支撑架51，支撑架51通过螺栓安装在检测台1上，在支撑架51的两侧分别安装有定位销结构9和检测结构11。定位销结构9用于对工件10的螺母孔位进行定位，同时找准螺母位置，确保检测孔位的精准，检测结构11用于对定位的螺母进行检测。具体的，结合附图9，定位销结构9包括控制组件13和定位销12。控制组件13安装于支撑架51的一侧，定位销12安装于控制组件13的前端，由控制组件13带动定位销12伸缩。本实施例中，控制组件13包括三轴气缸14，与三轴气缸14活塞杆前端连接的多个型片59，其中，如附图9所示，多个型片59包括与活塞杆连接的第一l型片30，在第一l型片30短轴外侧通过销轴连接有第二l型片31，所述第二l型片31的短轴端位于第一l型片30的前端，在第二l型片31的短轴上方通过销轴横向安装有直杆型片32，该直杆型片32的一端开设有定位孔33，定位销12固定在定位孔33内，通过多个型片59组合可灵活调节定位销12的位置，从而便于根据螺母位置进行微调，适用性更广。
46.同时，结合图9、图10和图11所示，在支撑架51的前端还设有一z型片34，在z型片34的上端安装有导向块35，在导向块35上端开设有一通孔36，定位销12的前端可穿过该通孔36并与工件10的螺母孔位抵接，使定位销12穿在螺母内。本实施例中，通过控制模块3发送
电信号至三轴气缸14，所述三轴气缸14接收信号后，将三轴气缸14从进气(或排气)状态改为排气(或进气)状态，从而带动三轴气缸14活塞杆运动，进而依次带动第一l型片30、第二l型片31和直杆型片32向前或向后移动，从而使定位销12在导向块35的通孔36内伸缩，完成定位销12缩回或伸出。本实施例中，采用多个型片59组合更能满足定位销12的精准定位调节，对定位销12的位置进行微调，满足螺母孔位精准对位。
47.具体的，如附图11和图12所示，检测结构11通过安装板21固定安装在支撑架51的另一侧。检测结构11包括第一气缸15，安装在第一气缸15前端的夹爪组件16。所述夹爪组件16包括连接块22，在连接块22上安装有转动销23，该转动销23为方形杆结构，该转动销23穿过连接块22，并露出连接块22两侧外部，在转动销23的两端卡接有一u型转动臂24。该转动销23与第一气缸15活塞杆活动连接，使第一气缸15带动转动销23转动，从而带动u型转动臂24转动。
48.在u型转动臂24前端通过销轴安装有一t型片25，该t型片25前端通过销轴安装有夹持型片26，夹持型片26的一端为u型夹爪结构，在u型夹爪结构内活动铰接有检测开关7。如图12所示，通过转动销23转动带动u型转动臂24转动，从而依次带动t型片25、夹持型片26转动，使夹持型片26一端的u型夹爪结构与导向块35前端抵接，从而对工件10进行夹持，同时，如图13所示，夹持型片26带动检测开关7接近工件10的螺母孔位进行检测。具体的，通过电信号可控制第一气缸15运行，从而控制检测开关7对定位的螺母孔位进行检测，从而判定孔位内是否有螺母。所述检测开关7为工业生产中用于螺母防漏检测的常用检测开关7设备，如接近开关又称为接近传感器，可采用电感式接近开关、电容式接近开关、光电式接近开关或磁性接近开关等，本实施例中，所述检测开关7采用型号为bd2-l3-m8s的电感式接近开关。
49.同时，本发明还提供一种螺母检测方法，应用于所述的一种螺母检测装置，具体包括：
50.如图1、图3、图12和图13所示，先将工件10放置于检测夹具2上，通过定位销12对工件10上的螺母找准定位，然后通过夹持单元5对工件10进行夹持固定，使工件10的螺母孔位处于导向块35与夹持型片26之间，并与导向块35上的通孔36相对应，保证工件10稳定不偏移。
51.在对工件10上的螺母进行防漏检测前，通过控制模块3发出的电信号控制定位销12收缩至导向块35的通孔36内，并退出工件10的螺母孔位等待2-3秒，然后再控制检测开关7对孔位进行检测，判定孔位内是否有螺母；若有螺母，则控制定位销12伸出还原，并启动焊接程序对工件10进行焊接；若无螺母则发出异常提示，从而确保螺母检测的准确性和精准度。
52.具体的，当工件10装夹至对应的检测夹具2上后，通过操作匹配的控制模块3，从而将设定的电信号传输至三轴气缸14，三轴气缸14在接收到电信号后控制进气或排气，从而快速控制定位销12缩回退出螺母孔位等待2-3秒；此时检测开关7接到可检测的电信号后对定位的螺母孔位进行探测，当检测到孔位内有螺母时，将反馈合格信号至控制模块3，此时控制模块3将再次发送电信号至三轴气缸14，将定位销12及时伸出还原，对螺母再次进行定位固定，然后进行焊接。当检测开关7未检测到螺母时，则发出异常提示，同时停止机器动作转为待机状态，并停止焊接工序。
53.本实施例中，通过将定位销12提前退出2-3秒的方式，可避免检测开关7在检测时误将定位销12检测成螺母，从而将漏螺母判定为合格，极大提高检测精准度。并且本技术巧妙的将检测螺母的步骤单独分离出来，只将定位销12退去2-3秒，在极短的时间内快速退出定位销12，并完成螺母检测，这个动作对工件的影响几乎为零，且在检测后及时将定位销12还原，使定位销12脱离螺母的时间极短，因此也不会影响工件10的稳定性。而这种提前退去定位销12的方式极大提升了检测的准确性，避免了检测开关7会将定位销12误检成螺母的情况，提升了检测精准度，为后续的工件组装提供了保障。
54.实施例二
55.与实施例一不同的是，本实施例中，还包括显示模块，所述显示模块与所述控制模块3电连接，当检测开关7检测到异常时，将通过显示模块对异常情况进行提示。
56.具体的，每个检测夹具2都具有自己的唯一识别编号，同时在所述检测台1上都设有易于查看每个检测夹具2编号的标识牌。所述控制模块3通过唯一识别编号控制对应的检测夹具2动作，当检测到无螺母或异常时，将通过所述显示模块将对应编号的检测夹具2显示出来，并通过声音和灯光闪烁进行提示，便于操作人员直观快速的找到异常位置，并及时进行处理，提高检测效率。
57.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

技术特征：
1.一种螺母检测装置，其特征在于，包括操作台，与操作台电连接的检测夹具；所述检测夹具包括用于检测螺母的检测单元和用于固定工件的夹持单元；所述检测单元与所述夹持单元电连接；所述检测单元包括定位销结构和检测结构，所述定位销结构用于对工件上的螺母进行定位，所述检测结构用于对工件上的螺母进行检测；所述检测结构与定位销结构相对设于工件螺母两侧；所述定位销结构包括定位销和控制组件，所述控制组件带动所述定位销与所述螺母抵接或脱离。2.根据权利要求1所述的一种螺母检测装置，其特征在于：所述检测单元包括支撑架，所述定位销结构和检测结构分别设于所述支撑架的两侧。3.根据权利要求1所述的一种螺母检测装置，其特征在于：所述控制组件包括三轴气缸和多个型片，所述定位销通过多个型片与三轴气缸连接；所述检测结构包括夹爪组件，以及与所述夹爪组件连接的第一气缸。4.根据权利要求2所述的一种螺母检测装置，其特征在于：所述支撑架上还设有z型片，在z型片上设有导向块，导向块上端设有通孔，所述定位销活动贯穿于所述通孔内。5.根据权利要求1所述的一种螺母检测装置，其特征在于：所述检测夹具包括多个，所述操作台包括至少一组控制模块，所述控制模块分别与所述检测夹具电连接。6.根据权利要求5所述的一种螺母检测装置，其特征在于：还包括检测台，所述检测夹具设于所述检测台上，所述操作台设于所述检测台一侧；所述检测台下方设有多个万向轮。7.根据权利要求1所述的一种螺母检测装置，其特征在于：还包括显示模块，所述显示模块与检测夹具电连接，在每组所述检测夹具上设有对应的编号。8.一种螺母检测方法，其特征在于，采用权利要求1-7中任一所述的一种螺母检测装置，具体包括，在对工件上的螺母进行检测前，控制定位销收缩并退出螺母孔位2-3秒；采用检测开关对孔位进行检测，判定孔位内是否有螺母；若有螺母，则控制所述定位销伸出还原，并对工件进行焊接；若无螺母则发出异常提示。9.根据权利要求8所述的一种螺母检测方法，其特征在于：定位销通过plc控制伸缩移动。10.根据权利要求8所述的一种螺母检测方法，其特征在于：还包括先将工件通过定位销定位固定，然后再通过夹持单元夹紧。

技术总结
本发明涉及螺母检测技术领域，公开了一种螺母检测装置及方法，包括操作台，与操作台电连接的检测夹具；检测夹具包括用于检测螺母的检测单元和用于固定工件的夹持单元；所述检测单元与所述夹持单元电连接；检测单元包括定位销结构和检测结构，定位销结构用于对工件上的螺母进行定位，检测结构用于对工件上的螺母进行检测；检测结构与定位销结构相对设于工件螺母两侧；定位销结构包括定位销和控制组件，控制组件带动所述定位销与所述螺母抵接或脱离。本申请提高检测精准度的同时保证焊接顺利进行。行。行。


技术研发人员：童季冬 陈德庆
受保护的技术使用者：重庆至信实业集团有限公司
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/8/24