一、前言

一般而言，汽车上需要大量的螺纹紧固件，如发动机系统、传动系统、悬挂、托架和操纵杆、机座和薄板金属等，有大量的零件需要紧固，所以也就需要钻削和功丝成百上千个孔。

在螺孔加工过程中，经常会有异常情况出现，如有的螺纹可能少于最小螺纹的线数，或者加工用的螺纹丝功已损坏，所以加工出的螺纹形状较差，甚至根本就未被加工成螺纹，有时螺纹丝功还会折断在加工孔里，由此造成了相当多的生产问题与成本损失。

螺孔检测伴随着制造业的发展自然地被提到了议事日程。从历史上看，最早的螺纹孔检测是通过操作者人工完成的，即操作者将螺栓或量计旋入孔内完成的。人们很快就意识到，人工方法在批量生产中是不实际的，劳动强度太大，且成本太高。由此，人们开始研究自动化检测螺孔的方法。

二、螺孔探测器的发展历程

螺孔探测器的发展经历了探测杆法、反射光法、空气流/背压测量法、视觉法、电磁检测法等阶段，目前最先进的是可调谐型传感器和双线圈轮廓探测器。

1、探测杆测量法

该方法主要用于大批量生产环境中的100%功丝螺纹孔检测。探测杆为机械部件，可在孔内沿轴线方向贴紧纹路移动。这种方法只能确定孔的一侧是否存在螺纹，而不能产生有关螺纹质量和深度的信息。此外，由于这种方法必须与孔纹路作物理接触，因此会引起机械磨损。

2、反射光法

反射光法是速度较快的一种非接触螺纹检测技术。一般方法是采用发射器/接收器探测装置，将其以一定的角度置于接近螺纹表面的垂线上。当发射器光束直接照射在螺纹上时，已加工或辊轧成型的表面就将光线反射到接收器。高反射率表明孔内存在机械加工或辊轧成型的表面，这样就知道螺纹丝功或辊轧成型加工是否到位了。

这个方法也不能检测螺纹质量和螺纹深度，次品零件也有可能通过检验。另外当螺纹上有液体或机油时，反射光的变化将降低探测能力，拒收、错收现象将会大量增加。同时反射光法只能检查部分螺孔，所以只能假设剩下螺纹孔质量和形状都是正常的。

3、空气流/背压测量法

空气流/背压测量法是将一个探测器插入到注入空气的螺纹孔内，测量空气流逸出的背压，孔内有螺纹存在时产生的涡流，较没有螺纹存在时的涡流具有更大的背压，从而可以推断螺纹的存在或不存在。此方法同样不能确定螺纹的质量和深度，而且这种方法逐渐将被电磁检测法所取代。

4、机器视觉

小型摄像机和软件的改进，使机械视觉技术可以用来检测孔内螺纹是否存在。用反射光方法探测螺纹时，切削液和其它液体会影响传感光线，而机器视觉系统则不受影响，不过视觉技术的应用也存在着严格的限制。

5、电磁检测法

电磁检测法的原理是：用探测器探测由待测螺孔与一个激励线圈形成的电磁场，并将其与用同样的线圈配合具有正常螺纹的螺孔所形成的电磁场相比较。由于感应的电磁场受孔的综合几何形状影响，相似的几何形状就会呈现相似的电磁感应。

电磁检测方法对检测电磁感应的仪器依赖性较大，而不仅仅是被测螺纹的存在或不存在。早期的非调谐型探测传感器，在理想条件下，能检测出一个孔丢失2或3道螺纹螺线的情况，而且探测器不受切削液和冷却剂的影响。此方法是非接触的，能检测360°的几何形状，且检测速度非常快。

这种方法的缺点是只能探测到紧邻探测器线圈区域的部分螺纹，而不检测孔内其它区域。又因为螺纹丝攻或辊轧成型头必须经过未检测到的区域。所以，必须假设在孔中，线圈的上方有加工成型的螺纹。

6、可调谐双线圈涡流探测器

目前较有影响的可调谐型涡流探测器，能提供的灵敏度是非调谐型探测器的3~10倍。新型探测器为非接触测量，检测时不受切削液和润滑油的影响，可完成360°全周检测。整个操作过程中定位器定位及整个操作周期需要1~2s，其中测量时间不超过0.1s。