专利名称：螺帽内螺牙的检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型关于一种螺帽内螺牙的检测装置，尤指一种利用透镜的折射 原理进行螺帽内螺牙检测的装置，以期增进内螺牙的检测精准度，并提高螺 帽制造厂商的出货品质。
背景技术：
目前较常见的螺帽的内螺牙检测方法为接触式检测，所述检测方式是由
品管检查员在每桶螺帽成品中抽样10 15个螺帽，再将所述这些螺帽分别锁 合至一检测治具后，确认各所述螺帽是否为斜牙，在转出各所述螺帽后，品 管检査员以仪器或肉眼查验各所述螺帽是否有断牙、牙伤、多料或生锈等缺 陷。上述检测方式大约需耗时20分钟，不仅相当缺乏效率，更可能因检查员 的疏忽怠惰，而发生检测错误等情事，此外，上述检测方式无法确实地将欲 出货的螺帽做全面性的快速检测，因此，若仅依上述方式进行螺帽的抽测， 制造厂商则相当不易提升螺帽的出货品质。
有鉴于上述接触式检测的诸多缺失，目前制造厂商常釆用的检测方式为 非接触式检测，以期避免接触式检测的缺点。例如日本公开的特开2006-71303 号专利，揭露一种内螺牙的检测装置，参阅图1所示，所述检测装置1包括 一激光感应器10、 一升降机构11及一判断单元12，所述激光感应器10装设 在所述升降机构11上，以通过所述升降机构11进行上下方向的位移，又， 所述激光感应器10由一发光单元101及一检测单元102所构成，所述发光单 元101能发出单束的激光光线103至一待检测的螺帽13的内螺牙上，由于所 述激光感应器10能通过所述升降机构11上下移动，故所述发光单元101所
3发出的激光光线103即能照射到不同深度的内螺牙，以沿内螺牙的纵深方向 进行检测。所述检测单元102用以接收内螺牙所反射的激光光线104，在所述 发光单元101发出的激光光线103照射到内螺牙后，即被内螺牙所反射，并 射向所述检测单元102，而所述判断单元12透过所述检测单元102，对所述 检测单元102所接收的激光光线104的强度，进行分析。
承上，参阅图l、图2所示，当上述激光光线103所照射到的位置为内螺 牙的侧边平面部分131时，如图2的光线路径a所示，反射率最大(反射至 所述检测单元102的激光光线104与激光光线103的强度比率)，故所述检测 单元102所接收到的激光光线104强度最强；另，当激光光线103照射到内 螺牙的螺牙顶132时(光线路径b)，反射率最小，故所述检测单元102所接 收到的激光光线104强度最弱。因此，当所述检测装置1对一正常的螺帽的 内螺牙进行检测时，所述激光感应器10随所述升降机构11上下移动，使得 所述激光光线103的照射位置沿内螺牙的纵深方向移动，如此，所述判断单 元12所取得的光线强度与时间关系图，将呈现如图3所示的波形变化。反之， 若所述检测装置1所检测的螺帽的内螺牙具有缺陷时，所得到的光线强度与 时间关系图将如图4所示。故所述判断单元12即可通过上述关系图，判断一 螺帽的内螺牙是否具有缺陷。
然而，通过上述检测装置l，虽能有效改善接触式检测的诸多问题，惟上 述激光光线103每次所扫视的范围，大约仅为六分之一 十分之一圈的内螺 牙，因此，若欲对螺帽的内螺牙进行全面检测，则不得不利用六 十台所述 检测装置，方能彻底地检查整圈内螺牙。如此，不仅增加螺帽检测的成本， 更提高检测的失误机率。再者，由于上述检测装置1的检测速度十分缓慢， 无法于短时间内检测大量的螺帽，故制造厂商仍仅能以抽验的方式做检测， 如此，将无法有效提升螺帽的出货品质。在此需特别一提，倘若螺帽的口径 较小(例如M5以下)，则上述检测装置1所发出的激光光线，将无法确实 地照射到内螺牙，换言之，所述检测装置1亦无法接收到由内螺牙所反射的激光光线。
因此，如何改善螺帽检测装置的结构，以增进螺帽的内螺牙的检测效率, 并减少检测错误的发生机率，有效提升螺帽的出货品质，使出厂的螺帽符合 精密工业(如汽车业、航太业等)的高标准，据以确保产品的安全性，即 成为本实用新型在此欲探讨的一重要课题。

实用新型内容
有鉴于己知检测装置的诸多缺失，创作人乃依多年的实务经验，并经过 长久的努力研究与实验，终于研发出本实用新型的一种螺帽内螺牙的检测装 置。
本实用新型的一目的，是提供一种螺帽内螺牙的检测装置，包括一送料 平台、 一检测透镜、 一图像撷取单元及一发光元件，其中所述送料平台由透 光材料(如石英或玻璃等材料)制成，以承载及运送待检测的螺帽。所述 检测透镜装设于所述送料平台的上方，所述检测透镜的边缘至中心轴之间的 断面形状为半个平凸透镜的断面形状，且所述检测透镜的厚度，自所述边缘 向所述中心轴渐次递减。所述图像撷取单元设在所述检测透镜的上方，以撷 取一待检测螺帽的内螺牙的图像。所述发光元件设在所述送料平台的下方， 相对于所述检测透镜的位置，当所述发光元件的光轴与所述待检测螺帽的中 心轴重合时，所述发光元件所散发出的部分光线即穿过所述送料平台，并被 所述待检测螺帽的内螺牙反射，而进入所述检测透镜内，其后，所述光线经 由所述检测透镜的折射放大，并进入至所述图像撷取单元中。因所述检测透 镜的径向厚度变化，将使得距离所述检测透镜较远的内螺牙，其放大倍率及 折射角度较大，如此，所述图像撷取单元所拍摄到的所述内螺牙的图像中， 任二相邻螺牙的间隔将能近于相等，不仅能增加图像的辨识度，据以精准地 检测出内螺牙的品质良窳，更能大幅减少检测错误的发生机率。
本实用新型的另一 目的，是上述检测透镜邻近所述送料平台的一面上，其周缘涂布有一抗反射层，以避免一光栅(grating)的发光部所发出的光线，被 所述检测透镜反射而进入所述光栅的检测部中，据以防止所述检测部发生误 判等情事，此外，所述抗反射层也能防止多余的光线进入至所述图像撷取单 元中造成干扰，以提升内螺牙检测的精准度。 通过本实用新型，可达成下列功能及效果-
通过所述检测透镜，制造厂商仅需使用一图像撷取单元，即能一次检测 整圈内螺牙；
所述图像撷取单元所拍摄到的所述内螺牙的图像中，任二相邻螺牙的间 隔近于相等，据以减低图像辨识的困难度；
所述抗反射层可防止光栅发生误判，并避免多余光线进入至所述图像撷 取单元中；
本实用新型的螺帽内螺牙的检测装置的检测效率高，平均每分钟可检测 三百个螺帽；及
由于本实用新型仅使用一图像撷取单元，故所占用的空间小，因此制造 厂商可依需求在所述送料平台上添增其他检测仪器，使得螺帽的检测一贯化。


图1是已知内螺牙的检测装置的示意图2是已知检测装置的光线路径图3是已知检测装置的检测结果；
图4是已知检测装置的检测结果；
图5是本实用新型的较佳实施例的立体示意图6是本实用新型的较佳实施例的剖面示意图7是本实用新型的局部立体示意图8是利用本实用新型所撷取的内螺牙图像的示意图9是利用本实用新型所撷取的内螺牙图像的示意图；及图10是利用本实用新型所撷取的内螺牙图像的示意图。
附图标号
送料平台 ......... 51
检测透镜 ......... 52
边缘 ......... 521
中心轴 ......... 522
图像撷取单元 ......... 53
发光元件 ......... 54
待检测螺帽 ......... 55
内螺牙 ......... 551
转动马达 ......... 56
抗反射层 ......... 60
光栅 ......... 70
发光部 ......... 701
检测部 ......... 70具体实施方式
为便贵审查员能对本实用新型的目的、形状、构造装置特征及其功效， 做更进一步的认识与了解，兹举实施例配合附图，详细说明如下
本实用新型关于一种螺帽内螺牙的检测装置，在本实用新型的较佳实施 例中，参阅图5所示，所述螺帽内螺牙的检测装置包括一送料平台51、 一检 测透镜52、 一图像撷取单元53及一发光元件54，其中所述送料平台51由透 光材料(如石英或玻璃等材料)制成，用以承载及运送待检测螺帽55，在 本实施例中，所述送料平台51呈圆盘状，所述送料平台51的中央部位连接 有一转动马达56，在所述转动马达56的带动之下，所述送料平台51进行等 速率圆周运动，惟，并不以此为限，制造厂商自可根据设计的需求，调整所
7述送料平台51的形状及运行速率，以配合后续述及的检测作业程序。
承上，参阅图5、图6所示，所述检测透镜52设于所述送料平台51的上 方，所述检测透镜52的边缘521至中心轴522之间的断面形状，为半个平凸 透镜的断面形状，换言之，所述检测透镜52的断面中，邻近所述待检测螺帽 55的一侧为平面，另一侧呈现近似于山谷的形状，由此可知，所述检测透镜 52的厚度，自所述边缘521向所述中心轴522渐次递减。此外，所述发光元 件54设在所述送料平台51的下方，相对于所述检测透镜52的位置，所述发 光元件54可为发光二极管(Light Emitting Diode, LED)、冷极管、电灯泡或 节能灯等。所述图像撷取单元53设在所述检测透镜52的上方，由于所述送 料平台51由透光材料制成，因此，当所述待检测螺帽55的中心轴与所述发 光元件54的光轴重合时，换言之，所述待检测螺帽55被所述送料平台51运 送至所述发光元件54的正上方时，所述发光元件54所散发出的部分光线即 穿过所述送料平台51，并进入至所述待检测螺帽55内，且所述光线被所述待 检测螺帽55的内螺牙551反射，并进入所述检测透镜52内，所述光线经由 所述检测透镜52的折射放大后，即进入至所述图像撷取单元53中。所述图 像撷取单元53可与一判断单元(图中未示)相连接，所述图像撷取单元53 将拍摄所得的图像传送至所述判断单元，便于所述判断单元对所述图像进行 分析判断，以确认所述待检测螺帽55的内螺牙551是否有缺陷发生。当所述 待检测螺帽55的内螺牙551为完整无缺陷时，上述图像即呈现如图8所示的 图形；当所述待检测螺帽55的内螺牙551为坏牙时，所述内螺牙551的图像 即呈现如图9所示的图形；又当所述待检测螺帽55的内螺牙551为斜牙时， 所述内螺牙551的图像即呈现如图IO所示的图形。此外，需补充一提，所述 图像撷取单元53尚可与一显示幕(图中未示)相连接，并将拍摄所得的图像 传送所述显示幕，以便制造厂商确认检测工作的状况。
因所述检测透镜的径向厚度变化，将使得距离所述检测透镜较远的内螺 牙，其放大倍率及折射角度较大，如此，所述图像撷取单元所拍摄到的所述内螺牙的图像中，任二相邻螺牙的间隔将能近于相等，
由于所述检测透镜52的径向厚度变化，故距离所述检测透镜52较远的 内螺牙551 (即下方的内螺牙)，其折射角度及放大倍率较大，因此，所述图 像撷取单元53拍摄到的所述内螺牙551的图像(如图8)中，任二相邻螺牙 的间隔将近于相等，如此，不仅大幅增加图像的辨识度，更能精准地检测出 所述内螺牙551的品质良窳。
参阅图6、图7所示，在上述较佳实施例中，所述检测透镜52邻近所述 送料平台的一面上，其周缘尚涂布有一抗反射层60 (如经过阴极处理的铝 膜)，此外，在所述送料平台51上，邻近所述检测透镜的位置设有一光栅70， 所述光栅70的对应两侧上设有一发光部701及一检测部702，其中所述检测 部702接收所述发光部701所发出的光线，当所述待检测螺帽55通过所述光 栅时，也就是，当所述待检测螺帽55遮蔽住所述发光部701所发出的光线时， 所述检测部702即无法接收所述发光部701所发出的光线，所述检测部702 向所述图像撷取单元53传送一通知信息，使得所述图像撷取单元53拍摄所 述待检测螺帽55的图像。
承上，由于所述检测透镜52邻近所述待检测螺帽55的一面上，其周缘 涂布有所述抗反射层60，因此，当所述待检测螺帽55遮蔽住所述发光部701 时，所述发光部701所发出的光线不会被所述检测透镜52反射至所述检测部 702，以避免所述检测部702发生误判等情事。此外，所述抗反射层60也可 避免所述待检测螺帽55之外的光线，穿过所述检测透镜52的周缘，进入至 所述图像撷取单元53中，以防止多余的光线进入至所述图像撷取单元53中 造成干扰，并降低检测错误的发生机率。
综上所述，通过本实用新型，可达成下列功能及效果
通过所述检测透镜，制造厂商仅需使用一图像撷取单元，即能一次检测 整圈内螺牙；
所述图像撷取单元所拍摄到的所述内螺牙的图像中，任二相邻螺牙的间隔近于相等，据以减低图像辨识的困难度；
所述抗反射层可防止光栅发生误判，并避免多余光线进入至所述图像撷 取单元中；
本实用新型的螺帽内螺牙的检测装置的检测效率高，平均每分钟可检测 三百个螺帽；及
由于本实用新型仅使用一图像撷取单元，故所占用的空间小，因此制造 厂商可依需求在所述送料平台上添增其他检测仪器，使得螺帽的检测一贯化。
以上所述，仅为本实用新型的较佳具体实施例，惟本实用新型的技术特 征并不局限于此，凡本领域的技术人员，在本实用新型领域内，可轻易思及 的变化或修饰，皆可涵盖在以下本案的专利范围内。
权利要求1.一种螺帽内螺牙的检测装置，其特征在于，所述螺帽内螺牙的检测装置包括一送料平台，所述送料平台由透光材料制成；一检测透镜，所述检测透镜设于所述送料平台的上方，所述检测透镜的边缘至中心轴之间的断面形状为半个平凸透镜的断面形状，且所述检测透镜的厚度，自所述边缘向所述中心轴渐次递减；一图像撷取单元，所述图像撷取单元设在所述检测透镜的上方；及一发光元件，所述发光元件设在所述送料平台的下方，相对于所述检测透镜的位置。
2. 如权利要求1所述的螺帽内螺牙的检测装置，其特征在于，所述检测 透镜邻近所述送料平台的一面上，其周缘涂布有一抗反射层。
3. 如权利要求2所述的螺帽内螺牙的检测装置，其特征在于，所述抗反 射层是一经过阴极处理的铝膜。
4. 如权利要求3所述的螺帽内螺牙的检测装置，其特征在于，在所述送 料平台上，邻近所述检测透镜的位置设有一光栅，所述光栅的对应两侧上设 有一发光部及一检测部。
5. 如权利要求4所述的螺帽内螺牙的检测装置，其特征在于，所述发光 元件是一发光二极管。
6. 如权利要求4所述的螺帽内螺牙的检测装置，其特征在于，所述发光 元件是一冷极管。
7. 如权利要求4所述的螺帽内螺牙的检测装置，其特征在于，所述发光 元件是一电灯泡。
8. 如权利要求4所述的螺帽内螺牙的检测装置，其特征在于，所述发光 元件是一节能灯。
专利摘要本实用新型关于一种螺帽内螺牙的检测装置，所述检测装置包括一送料平台、一检测透镜、一图像撷取单元及一发光元件。其中所述送料平台由透光材料(如石英或玻璃等材料)制成，用以承载及运送待检测的螺帽，所述检测透镜设于所述送料平台的上方，所述检测透镜的边缘至中心轴之间的断面形状为半个平凸透镜的断面形状，且所述检测透镜的厚度，自所述边缘向所述中心轴渐次递减，所述图像撷取单元设在所述检测透镜的上方，以撷取一待检测螺帽的内螺牙的图像，所述发光元件设在所述送料平台的下方，相对于所述检测透镜的位置。利用本实用新型不仅能增加图像的辨识度，据以精准地检测出待检测螺帽的内螺牙的品质良窳，更能大幅降低检测错误的发生几率。
文档编号G01N21/954GK201302554SQ200820176219
公开日2009年9月2日 申请日期2008年11月14日 优先权日2008年11月14日
发明者梁昆明 申请人:新加坡商爵视私人有限公司