[实用新型]具有力反馈的油管接箍内螺纹切削机床在线检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有力反馈的油管接箍内螺纹切削机床在线检测装置，用于切削机床加工油管接箍内螺纹时对内螺纹齿形参数进行在线检测和监测。本实用新型属于高精密自动检测技术领域。

背景技术

油管接箍是油田设备中相当重要的零配件，特别是在下井工具中起着不可替代的作用。油管接箍的主要功用是连接油管，以使油管在油井中连接成一个整体。油管接箍内螺纹属于圆锥型内螺纹。目前，油管接箍内螺纹加工生产过程中的检测主要有两种方法。一种是现场抽检，工人在现场根据检测规章定期抽取样件，目测加工后的内螺纹表面质量并用螺纹塞规等仪器手动检测，必要时还要用螺距量规、锥度量规等对螺纹的螺距、锥度进行检测；另一种是离线检测，选取个别单件产品，用笔式记录仪记录螺纹齿型，然后手工测绘进行人工进行数据处理、填表存档。

以上两种方法都存在工人劳动强度大，测量结果受人为因素影响大，不能对所加工的油管接箍内螺纹逐一进行检测等突出缺点。而且，螺纹塞规只能进行螺纹综合检验，即只能测出由综合因素造成的不合格产品。但到底是由加工机床的哪些因素造成的，很难判断，不能对生产起直接指导作用。一旦检测出现质量问题就对机床或刀具进行调整，可实际上已经出现了废品和废件。因此，现有螺纹质量检测方法只是对螺纹的各项指标进行判定，并未起到质量预测、预报，以及在线检测的作用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于切削机床加工油管接箍内螺纹时对齿形参数进行在线检测的装置，其具有接触力反馈功能，可以精确确定检测装置末端的测针是否与被测内螺纹齿面接触以及接触力的大小。本在线检测装置可以大幅度减轻工人劳动强度，对所加工的所有油管接箍产品逐一进行在线检测，提高内螺纹检测精度与速度，进一步提高产品质量。

本在线检测装置具有两个垂直的运动自由度，即轴向运动(X轴方向)可以精确定位，步进距离Xi；径向运动(Y轴方向)亦可以实现精确运动定位控制，并精确输出运动距离。同时，具有力反馈功能的力检测探头组件安装在径向运动组件末端，因此可确定测针是否与被测内螺纹齿面接触以及接触力的大小。当超过接触力的阈值，即确认测针与被测内螺纹齿面真正接触，Y轴方向停止运动并随即输出Y轴位置Yi。

由(Xi，Yi)可以得到被测内螺纹齿形轴向截面某点的坐标值；在整个检测过程中(Xi，Yi)(i＝1，2......n)输出被采集后，可以合成被检测油管接箍内螺纹轴向截面的一段完成齿形数据，进而通过算法计算出齿形参数，主要包括：螺距、螺纹锥度、齿高和齿形角。通过安装底板将整个检测装置安装到切削机床特定工位的卡盘上。当机床加工油管接箍运行到此工位时，在线检测装置可以对工油管接箍内螺纹进行自动检测。

本实用新型的技术方案为：一种具有力反馈的油管接箍内螺纹切削机床在线检测装置，其中至少应包括：

一轴向运动机构组件，用以带动检测机构、力检测探头做快速、精密轴向步进定位运动，并用于将整个检测装置定位安装到油管接箍内螺纹切削机床工位卡盘上；

一径向运动机构组件，固定于轴向运动机构组件末端，用以带动力检测探头做快速、精密径向步进运动；

一力检测探头组件，用以安装在径向运动机构末端，感知该组件末端安装的测针是否与被检测油管接箍内螺纹齿形齿面接触以及接触力的大小；

该轴向运动机构组件具体包括：

一安装底板。用以将整个检测装置定位安装到油管接箍内螺纹切削机床工位卡盘上；

一外套筒，同轴固定于安装底板上，并且在内部，沿外套筒中心轴线，对称有两个平行于中心轴线的导套孔；

四个滚珠导套，两两分别同轴安装到外套筒的导套孔中，并分别用一大挡圈轴向锁紧；

两个导柱，分别插入两组滚珠导套中；

一丝杠，具有一光轴端、一小凸圆面及一右轴端；

二轴承，之间设有一隔套，该二轴承及隔套同轴套入丝杠的光轴端、限位至小凸圆面，之后同轴固定于安装底板上；

一大带轮，固定于丝杠光轴端远离小凸圆面的一侧，通过一短隔套与轴承限位，并通过一长顶丝径向锁紧；

一步进电机，固定于该安装底板上；整个轴向运动机构组件的动力源，用以接收控制指令，转动给定的角度，从而驱动丝杠转动指定的角度；

一小带轮，固定于步进电机的电机轴上，所述的小带轮及大带轮上安装有一同步带齿形，从而将步进电机的输出的扭矩传递给丝杠；

一滚珠螺母，与一挡板同轴相连后，沿丝杠轴线旋入，同时，使所述的两个导柱分别进入该挡板的导柱安装孔I和导柱安装孔中II中，并固定连接；

一丝杠保护罩，与所述的滚珠螺母同轴相连，并固定于挡板上；