一种非旋转式孔内壁360制造技术

本实用新型专利技术公开了一种非旋转式孔内壁360

【技术实现步骤摘要】
一种非旋转式孔内壁360
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质量检测装置


[0001]本技术涉及一种非旋转式孔内壁360
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质量检测装置，属于孔内壁质量检测


技术介绍

[0002]航天装备、核装备中对零部件的质量要求到了近乎严苛的程度，严禁具有品质问题的零部件进入设备中使用。螺丝、螺孔是任何装备中必不可少的最普通的零件，航天设备和核设备中也大量使用。航天设备、核设备对于螺丝、螺孔等任何一个紧固零件的质量均严格控制，不允许出现任何缺陷，包括材料的裂纹、螺纹完好性、表面完好性、毛刺、空洞、夹杂等。因此，为了确保航天设备、核设备的安全可靠，进入设备安装的任何一对螺丝、螺孔都必须进行缺陷的检测。更严苛的要求是，在航天设备、核设备的安装过程中，还需要在线对安装螺孔、螺丝的质量进行检测。
[0003]目前，多通过下视式的图像拍摄来完成内螺纹的质量检测，检测范围有限，如申请号为CN201510428037.9的专利申请，公开了一种螺纹孔结构质量检测方法，通过下视式的图像拍摄，无法对螺纹的下半部很好地检测，存在一定的角度遮掩，也无法实现360
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拍摄。为此，结合客户提出的需要精细检测要求，本技术提出了可全面检测、且适于不同孔径、适于不同孔类型的非旋转式孔内壁360
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质量检测装置。

技术实现思路

[0004]本技术提供一种非旋转式孔内壁360
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质量检测装置，可实现孔内壁整个轴向 360
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的全面检测，适于不同孔径的孔，且既适于盲孔的检测，也适于通孔的检测。
[0005]为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案如下：
[0006]一种非旋转式孔内壁360
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质量检测装置，包括图像采集头；图像采集头包括相机、液体透镜一、透镜一、半反半透镜、液体透镜二、透镜二、圆锥反射镜和点光源；
[0007]相机、液体透镜一、透镜一、半反半透镜、液体透镜二、透镜二和圆锥反射镜从上到下依次设置；液体透镜一和透镜一组合形成透镜组一，液体透镜二和透镜二组合形成透镜组二；
[0008]点光源设在半反半透镜的侧面；圆锥反射镜的倾斜角度为45
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、且呈上小下大的喇叭口状；从点光源发出的光，经过半反半透镜向下反射，经透镜组二后，形成近似平行的照明光，然后被倾斜45
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的圆锥反射镜反射，形成360
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的放射状的照明光，实现对孔内壁的 360
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照明。
[0009]本申请适于各种“孔”内壁检测，包括通孔、盲孔等各种孔，可以是螺纹孔，也可以是光壁孔等。
[0010]本申请“非旋转式孔内壁360
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质量检测装置”，指检测时，无需旋转，即可实现孔内壁沿周向360度的质量检测。
“°”
为角度单位“度”。
[0011]圆锥反射镜，也即形状为圆锥形，通过圆锥外侧面完成反射。
[0012]由于要求对孔内壁进行全面检测，所以就不能采用从上面向孔内拍照的方式。
[0013]上述装置，以半反半透镜为分界线，在半反半透镜的上面有一个透镜组一，在半反半透镜的下面有一个透镜组二。点光源通过半反半透镜和透镜组二后形成向下行进的近似平行的同轴照明光，需要说的是，此处，对照明光源的平行度要求并不苛刻，只要能够实现向下照明就行。之后，再通过45
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倾角的圆锥反射镜的反射形成360
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的放射状的照明光，实现对孔内壁的360
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照明。
[0014]为了提高检测的适用性，例如需要能够对不同口径的孔的内壁进行成像检测，上述装置还包括了工作距调节柱，工作距调节柱的长度是可以调节的，如可以利用轴向可伸缩结构实现调节。工作距调节柱长度的两端分别连接透镜二和圆锥反射镜；通过工作距调节柱的粗调，结合液体透镜一和液体透镜二的微调，实现清晰成像。
[0015]上述在透镜二和45
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倾角的圆锥反射镜之间设置了一个调节工作距的工作距调节柱，是为了适应不同直径的孔内壁检测的需要，通过调节不同的工作距调节柱的长度(高度) 实现对不同直径孔内壁的成像。极端条件下，也可以将工作距调节柱的轴向高度降低到零，即不加圆柱体或取消圆柱体，直接将45
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倾角的圆锥反射镜胶合到透镜二上。
[0016]对于直径较大的孔(例如≥1cm)，图像采集头可任意的伸入孔的内部，而图像采集头的头部(设有圆锥反射镜的一端)可伸入到孔内的任何深度；对于直径较小的孔(如＜ 1cm)，通常只能将直径设计得很小的工作距调节柱和其端部的圆锥反射镜可伸入孔内，调节工作距调节柱的长度，直至圆锥反射镜可到达孔内的任何深度。因此，直径越大的孔，所需的工作距调节柱的长度越短，直径越小的孔，所需的工作距调节柱的长度越细长。
[0017]本申请中的工作距调节柱，可针对不同直径的孔，分别加工不同长度的工作距调节柱；也可以设计成螺丝、螺母结构，圆锥反射镜安装在螺母上，通过旋转螺母实现对工作距调节柱有效长度的调节；当然，工作距调节柱的轴向可伸缩结构，也可采用现有技术中的伸缩结构，如微型电动伸缩杆。
[0018]本申请为了更方便地实现对不同口径的孔内壁的清晰成像，在相机和透镜一之间设有液体透镜一，半反半透镜和透镜二之间设有液体透镜二，实现成像时的微调聚焦成像。只有满足物像关系，才能拍摄到清晰的图像，通过调节工作距调节柱的轴向长度，只能粗略地调节到一个大概的物距和像距的对应关系，要实现对孔内壁的清晰成像，还需要调节液体透镜一和液体透镜二，以实现对成像的精细调节，从而获得清晰的成像。
[0019]本申请通过工作距调节柱的粗调，结合液体透镜的微调，可实现非常清晰的成像，有效确保了检测的准确性和检测效率。
[0020]为了方便检测，上述相机、液体透镜一、透镜一、半反半透镜、液体透镜二、透镜二、工作距调节柱、圆锥反射镜和点光源均集装在同一壳体上、构成一体式的图像采集头。也即本申请的图像采集头为一体化设计的结构，方便了使用。
[0021]为了方便检测，上述装置还包括水平机台、Z向立柱、Z轴和连接横梁；Z向立柱垂直设置在水平机台上，Z轴安装在Z向立柱上；连接横梁一端安装在Z轴上、且可沿Z 轴线性移动，也即横梁可沿Z轴(Z向)上下移动，连接横梁另一端连接图像采集头，图像采集头上的相机在上、圆锥反射镜在下。上述横梁可沿Z轴上下移动，以实现对孔内壁整个轴向的扫描检测，本申请适于任意深度(轴向高度)的孔内壁检测。
[0022]作为一种具体的实现方案，连接横梁通过滑块安装在Z轴上，可以通过丝杠驱动滑
块上下移动、进而带动连接横梁和图像采集头上下移动，也可以是线性电机驱动滑块上下移动、进而带动连接横梁和图像采集头上下移动；同时可采用现有的电控自动化的结构实现自动控制。
[0023]作为另一种实现方案，在一些情况下，连接横梁在Z轴上的上下移动，也可通过手本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非旋转式孔内壁360
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质量检测装置，其特征在于：包括图像采集头(1)；图像采集头(1)包括相机(11)、液体透镜一(121)、透镜一(122)、半反半透镜(13)、液体透镜二(141)、透镜二(142)、圆锥反射镜(15)和点光源(16)；相机(11)、液体透镜一(121)、透镜一(122)、半反半透镜(13)、液体透镜二(141)、透镜二(142)和圆锥反射镜(15)从上到下依次设置；液体透镜一(121)和透镜一(122)组合形成透镜组一(12)，液体透镜二(141)和透镜二(142)组合形成透镜组二(14)；点光源(16)设在半反半透镜(13)的侧面；圆锥反射镜(15)的倾斜角度为45
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、且呈上小下大的喇叭口状；从点光源(16)发出的光，经过半反半透镜(13)向下反射，经透镜组二(14)后，形成近似平行的照明光，然后被倾斜45
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的圆锥反射镜(15)反射，形成360
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的放射状的照明光，实现对孔内壁的360
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照明。2.如权利要求1所述的非旋转式孔内壁360
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质量检测装置，其特征在于：还包括工作距调节柱(17)，工作距调节柱(17)的长度是可以调节的，工作距调节柱(17)长度方向的两端分别连接透镜二(142)和圆锥反射镜(15)。3.如权利要求2所述的非旋转式孔内壁360
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质量检测装置，其特征在于：相机(11)、液体透镜一(121)、透镜一(122)、半反半透镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：王善忠，
申请(专利权)人：爱丁堡南京光电设备有限公司，
类型：新型
国别省市：