CN106247937B - 一种毛坯墩检测系统及其检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种毛坯墩检测系统，包括桌架，桌架底部安装有地脚，桌架的顶部安装有卡盘，卡盘的底部设置有驱动电机，卡盘顶部设置有若干个卡爪，桌架上设置有升降杆，升降杆顶部连接有摆臂，摆臂上设置有第一激光测距传感器，升降杆的底部设置有第二激光测距传感器；还包括一个控制器，控制器与第一激光测距传感器和第二激光测距传感器通讯连接。本发明还公开了一种毛坯墩检测系统的检测方法。本发明能够改进现有技术的不足，提高了毛坯墩检测的精度和效率。

Description

一种毛坯墩检测系统及其检测方法
技术领域
本发明涉及车轮加工技术领域，尤其是一种毛坯墩检测系统及其检测方法。
背景技术
毛坯墩是加工制造车轮的半成品，为了保证后续工序的加工良品率，需要对毛坯墩的外圆内孔的径向偏差进行测量。通常这一检测过程是在毛坯墩转动过程中人工使用百分表完成的。这种方式检测精度差，效率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种毛坯墩检测系统及其检测方法，能够解决现有技术的不足，提高了毛坯墩检测的精度和效率。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种毛坯墩检测系统，包括桌架，桌架底部安装有地脚，桌架的顶部安装有卡盘，卡盘的底部设置有驱动电机，卡盘顶部设置有若干个卡爪，桌架上设置有升降杆，升降杆顶部连接有摆臂，摆臂上设置有第一激光测距传感器，升降杆的底部设置有第二激光测距传感器；还包括一个控制器，控制器与第一激光测距传感器和第二激光测距传感器通讯连接；
卡爪包括基座，基座上设置有若干个台阶，台阶上设置有凸缘，基座的外侧螺纹连接有配重块。
一种上述的毛坯墩检测系统的检测方法，包括以下步骤：
A、将待测毛坯墩卡接在卡爪内；
B、驱动电机带动卡盘转动，第一激光测距传感器对毛坯墩的外圆内孔进行检测，第二激光测距传感器对卡盘的外壁进行检测，第一激光测距传感器和第二激光测距传感器将检测到的距离数据传递至控制器；
C、控制器根据两个激光测距传感器的检测数据对毛坯墩的外圆内孔的径向跳动进行计算。
作为优选，步骤B中，第一激光测距传感器8距毛坯墩的外圆内孔的距离与第二激光测距传感器9距卡盘3外壁的距离之比为1:3。
作为优选，步骤C中，对两个激光测距传感器的检测数据进行分析包括以下步骤，
C1、将两组检测数据进行傅里叶级数展开，第一激光测距传感器8的检测数据定义为第一傅里叶级数，第二激光测距传感器9的检测数据定义为第二傅里叶级数；
C2、对两组展开的傅里叶级数进行对比，将第一傅里叶级数中所包含的第二傅里叶级数分量进行删除；
C3、对经过步骤C2处理过的第一傅里叶级数中所缺少的频段分量进行补全；
C4、对经过步骤C3补全的第一傅里叶级数的每个分量的系数进行修正；
C5、对经过步骤C4修正后的第一傅里叶级数进行傅里叶反变换，得到修正后的检测数据，将修正后的检测数据中超过阈值的波动量进行记录，将所有记录的波动量的加权平均值作为毛坯墩的外圆内孔的径向跳动的检测结果。
作为优选，步骤C3中，对于第一傅里叶级数中所缺少的频段分量进行补全包括以下步骤，
C31、使用待补全的频段分量两侧相邻频段的系数对待补全的频段分量系数进行计算，
其中，kn为待补全的频段分量系数，kn+1和kn-1为待补全的频段分量两侧相邻频段的系数；
C32、对kn进行如下判断，
作为优选，步骤C4中，对补全的第一傅里叶级数的每个分量的系数进行修正包括以下步骤，将整个第一傅里叶级数分为低频段、中频段和高频段三个部分，其中低频段、中频段和高频段所占比例分别为50％、35％和15％，低频段的系数修正为原系数的1.03倍，高频段的系数修正为原系数的0.99倍，中频段的系数保持不变。
作为优选，步骤C5中，将波动量按照幅值和时长进行分类，每一类设置一个加权系数，每一类的加权系数与其这一类波动量的出现次数呈反比。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过激光测距传感器对毛坯墩进行直接测量，实现了全自动检测。通过使用两个激光测距传感器对毛坯墩和卡盘进行独立的测量和后期的数据分析，可以将卡盘上产生的干扰信号进行有效地分离，从而提高检测精度。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的结构图。
图2是本发明一个具体实施方式中视觉识别机构的结构图。
图中：1、桌架；2、地脚；3、卡盘；4、驱动电机；5、卡爪；6、升降杆；7、摆臂；8、第一激光测距传感器；9、第二激光测距传感器；10、控制器；11、基座；12、台阶；13、凸缘；14、配重块。
具体实施方式
本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。
参照图1-2，本发明一个具体实施方式包括桌架1，桌架1底部安装有地脚2，桌架1的顶部安装有卡盘3，卡盘3的底部设置有驱动电机4，卡盘3顶部设置有若干个卡爪5，桌架1上设置有升降杆6，升降杆6顶部连接有摆臂7，摆臂7上设置有第一激光测距传感器8，升降杆6的底部设置有第二激光测距传感器9；还包括一个控制器10，控制器10与第一激光测距传感器8和第二激光测距传感器9通讯连接；
卡爪5包括基座11，基座11上设置有若干个台阶12，台阶12上设置有凸缘13，基座11的外侧螺纹连接有配重块14。
一种上述的毛坯墩检测系统的检测方法，包括以下步骤：
A、将待测毛坯墩卡接在卡爪5内；
B、驱动电机4带动卡盘3转动，第一激光测距传感器8对毛坯墩的外圆内孔进行检测，第二激光测距传感器9对卡盘3的外壁进行检测，第一激光测距传感器8和第二激光测距传感器9将检测到的距离数据传递至控制器10；
C、控制器10根据两个激光测距传感器的检测数据对毛坯墩的外圆内孔的径向跳动进行计算。
步骤B中，第一激光测距传感器8距毛坯墩的外圆内孔的距离与第二激光测距传感器9距卡盘3外壁的距离之比为1:3。
步骤C中，对两个激光测距传感器的检测数据进行分析包括以下步骤，
C1、将两组检测数据进行傅里叶级数展开，第一激光测距传感器8的检测数据定义为第一傅里叶级数，第二激光测距传感器9的检测数据定义为第二傅里叶级数；
C2、对两组展开的傅里叶级数进行对比，将第一傅里叶级数中所包含的第二傅里叶级数分量进行删除；
C3、对经过步骤C2处理过的第一傅里叶级数中所缺少的频段分量进行补全；
C4、对经过步骤C3补全的第一傅里叶级数的每个分量的系数进行修正；
C5、对经过步骤C4修正后的第一傅里叶级数进行傅里叶反变换，得到修正后的检测数据，将修正后的检测数据中超过阈值的波动量进行记录，将所有记录的波动量的加权平均值作为毛坯墩的外圆内孔的径向跳动的检测结果。
步骤C3中，对于第一傅里叶级数中所缺少的频段分量进行补全包括以下步骤，
C31、使用待补全的频段分量两侧相邻频段的系数对待补全的频段分量系数进行计算，
其中，kn为待补全的频段分量系数，kn+1和kn-1为待补全的频段分量两侧相邻频段的系数；
C32、对kn进行如下判断，
步骤C4中，对补全的第一傅里叶级数的每个分量的系数进行修正包括以下步骤，将整个第一傅里叶级数分为低频段、中频段和高频段三个部分，其中低频段、中频段和高频段所占比例分别为50％、35％和15％，低频段的系数修正为原系数的1.03倍，高频段的系数修正为原系数的0.99倍，中频段的系数保持不变。
步骤C5中，将波动量按照幅值和时长进行分类，每一类设置一个加权系数，每一类的加权系数与其这一类波动量的出现次数呈反比。
在使用过程中，如果发现第一傅里叶级数中包含的第二傅里叶级数超过一定的比例(比如5％)，则通过调整配重块14的位置，实现提高转动平衡度的作用，提高检测精度。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种毛坯墩检测系统的检测方法，所述毛坯墩检测系统包括桌架(1)，桌架(1)底部安装有地脚(2)，桌架(1)的顶部安装有卡盘(3)，卡盘(3)的底部设置有驱动电机(4)，卡盘(3)顶部设置有若干个卡爪(5)，桌架(1)上设置有升降杆(6)，升降杆(6)顶部连接有摆臂(7)，摆臂(7)上设置有第一激光测距传感器(8)，升降杆(6)的底部设置有第二激光测距传感器(9)；还包括一个控制器(10)，控制器(10)与第一激光测距传感器(8)和第二激光测距传感器(9)通讯连接；
卡爪(5)包括基座(11)，基座(11)上设置有若干个台阶(12)，台阶(12)上设置有凸缘(13)，基座(11)的外侧螺纹连接有配重块(14)；
其特征在于包括以下步骤：
A、将待测毛坯墩卡接在卡爪(5)内；
B、驱动电机(4)带动卡盘(3)转动，第一激光测距传感器(8)对毛坯墩的外圆内孔进行检测，第二激光测距传感器(9)对卡盘(3)的外壁进行检测，第一激光测距传感器(8)和第二激光测距传感器(9)将检测到的距离数据传递至控制器(10)；
C、控制器(10)根据两个激光测距传感器的检测数据对毛坯墩的外圆内孔的径向跳动进行计算。
2.根据权利要求1所述的毛坯墩检测系统的检测方法，其特征在于：步骤B中，第一激光测距传感器(8)距毛坯墩的外圆内孔的距离与第二激光测距传感器(9)距卡盘(3)外壁的距离之比为1:3。
3.根据权利要求1所述的毛坯墩检测系统的检测方法，其特征在于：步骤C中，对两个激光测距传感器的检测数据进行分析包括以下步骤，
C1、将两组检测数据进行傅里叶级数展开，第一激光测距传感器(8)的检测数据定义为第一傅里叶级数，第二激光测距传感器(9)的检测数据定义为第二傅里叶级数；
C2、对两组展开的傅里叶级数进行对比，将第一傅里叶级数中所包含的第二傅里叶级数分量进行删除；
C3、对经过步骤C2处理过的第一傅里叶级数中所缺少的频段分量进行补全；
C4、对经过步骤C3补全的第一傅里叶级数的每个分量的系数进行修正；
C5、对经过步骤C4修正后的第一傅里叶级数进行傅里叶反变换，得到修正后的检测数据，将修正后的检测数据中超过阈值的波动量进行记录，将所有记录的波动量的加权平均值作为毛坯墩的外圆内孔的径向跳动的检测结果。
4.根据权利要求3所述的毛坯墩检测系统的检测方法，其特征在于：步骤C3中，对于第一傅里叶级数中所缺少的频段分量进行补全包括以下步骤，
C31、使用待补全的频段分量两侧相邻频段的系数对待补全的频段分量系数进行计算，
其中，kn为待补全的频段分量系数，kn+1和kn-1为待补全的频段分量两侧相邻频段的系数；
C32、对kn进行如下判断，
5.根据权利要求4所述的毛坯墩检测系统的检测方法，其特征在于：步骤C4中，对补全的第一傅里叶级数的每个分量的系数进行修正包括以下步骤，将整个第一傅里叶级数分为低频段、中频段和高频段三个部分，其中低频段、中频段和高频段所占比例分别为50％、35％和15％，低频段的系数修正为原系数的1.03倍，高频段的系数修正为原系数的0.99倍，中频段的系数保持不变。
6.根据权利要求5所述的毛坯墩检测系统的检测方法，其特征在于：步骤C5中，将波动量按照幅值和时长进行分类，每一类设置一个加权系数，每一类的加权系数与其这一类波动量的出现次数呈反比。
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