CN108050935B - 精密前轴锻件在线快速检测错模量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车前轴加工技术领域，尤其涉及一种精密前轴锻件在线快速检测错模量的方法，精密前轴锻造后，通过CCD工业相机对前轴的测量位进行扫描，得到局部点云数据，然后将数据拼合，将测量坐标转化为设计坐标，然后在设计坐标中，计算得到错模量，错模量是锻件非常关键的尺寸，错模量不达标，则该锻件可以直接判定为不合格件，本发明根据该错模量可以快速检验锻件，该检测方法无须等待锻件降温，在线快速检测，从而提高了生产效率，尤其是能够快速发现锻造缺陷，及时调整，提高了良品率。

Description

精密前轴锻件在线快速检测错模量的方法
技术领域
本发明涉及汽车前轴加工技术领域，特别是涉及一种精密前轴锻件在线快速检测错模量的方法。
背景技术
汽车前桥，又称前轴，其通过悬架与车架（或承载式车身）相连接，前轴的形状像一个巨大的杠铃，两端各有一呈拳形的加粗部分需要加工主销孔，用于安装主销，中间部分为工字梁，工字梁的两侧为板簧支座面，用以安装钢板弹簧及其附件。为了提高前轴的机械性能，汽车前轴一般采用锻造成型，锻造成型是一种生产效率高、质量好、节能节材易实现自动化先进的加工方法。锻造后，对锻件进行检测，一般是在锻件冷却到常温后用卡尺、高度尺、样板或专用检具进行检查，产品的首检通常要滞后3小时左右，生产组织难度大。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种精密前轴锻件在线快速检测错模量的方法，其能够对前轴锻件实现在线、快速、热态、自动检测，得到锻件错模量，从而快速淘汰不合格件。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种精密前轴锻件在线快速检测错模量的方法，精密前轴锻造后，通过CCD工业相机对前轴的测量位进行扫描，得到局部点云数据，然后将数据拼合，将测量坐标转化为设计坐标，然后在设计坐标中，计算得到错模量；
设计坐标系的X轴为前轴使用时汽车由左向右的方向，Y轴为汽车尾部至头部的方向，Z轴为竖直向下的方向；
其中，测量位包括：前轴两端的瓜头的两平面端和沿X轴远离原点的一端；
计算错模量时，对各瓜头圆柱体拟合得到瓜头圆柱体轴线，垂直于Y轴且与瓜头圆柱体轴向重合的平面为瓜头分型面，对两瓜头位于分型面两侧的部分分别通过圆柱拟合得到分型面上模圆柱体轴线、分型面下模圆柱体轴线，瓜头分型面上模圆柱体轴线与分型面下模圆柱体轴线之间的距离为该瓜头的错模量。
优选的，CCD工业相机的光源为波长为300～460nm。
优选的，使用加速度传感器检测工件的振动，当工件振动较大时，放弃本次测量数据，重新进行测量。
本发明的有益效果是：一种精密前轴锻件在线快速检测错模量的方法，精密前轴锻造后，通过CCD工业相机对前轴的测量位进行扫描，得到局部点云数据，然后将数据拼合，将测量坐标转化为设计坐标，然后在设计坐标中，计算得到错模量，错模量是锻件非常关键的尺寸，错模量不达标，则该锻件可以直接判定为不合格件，本发明根据该错模量可以快速检验锻件，该检测方法无须等待锻件降温，在线快速检测，从而提高了生产效率，尤其是能够快速发现锻造缺陷，及时调整，提高了良品率。
附图说明
图1是本发明检测的前轴锻件及测量位的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围限制于此。
如图1所示，本实施例的精密前轴锻件在线快速检测错模量的方法，在精密前轴锻造后，通过CCD工业相机对前轴的测量位进行扫描，得到局部点云数据。测量设备为PowerScan蓝光精密型三维扫描仪，该扫描仪配置德国进口CCD工业相机。由于锻件为高温物体，通过系统分析高温物体辐射光谱特性和CCD相机的光谱响应曲线，由于高温物体辐射的能量集中在红外区域，而CCD相机对可见光的响应更强，因此，选取较低波长的可见光作为结构光的光源，并使用低通滤光镜，可以很好地消除高温物体辐射对光栅图像的影响。另外，测量设备采用全封闭机壳，利用半导体温差片技术控制内外热量流动，当设备内温度达到设定的高温限制时温差片启动降温模式，当温度达到设定的低温限制时温差片停止工作，同时采用环形内风循环保持温度均匀，机体内分布5枚温度传感器及1枚温度湿度复合传感器，时刻监护设备内温湿度，防止内部温度过高导致设备部件无法正常工作，并通过控制设备热量流动使内部温度维持在合适的范围内。检测时，工艺节拍45秒/件，检测时工件温度700-900℃。
测量坐标系是指以测量位为原点建立的坐标系，设计坐标系是在进行计算时建立的坐标系，测量得到的数据可以换算为设计坐标。设计坐标系的X轴为前轴使用时汽车由左向右的方向，Y轴为汽车尾部至头部的方向，Z轴为竖直向下的方向。如图1所示，测量位包括：前轴两端的瓜头的两平面端和沿X轴远离原点的一端。一共包括6个测量位，从而对零件的关键区域：两端瓜头进行测量，可以至少得到六幅图像（即点云数据）。通过零件附近区域提前安装的标志点，对测量得到的多幅局部点云数据进行拼合，然后将测量坐标转化为设计坐标。从而统一在设计坐标系中进行计算，得到错模量。
其中，计算错模量时，对各瓜头圆柱体拟合得到瓜头圆柱体轴线，垂直于Y轴且与瓜头圆柱体轴向重合的平面为瓜头分型面，对两瓜头位于分型面两侧的部分分别通过圆柱拟合得到分型面上模圆柱体轴线、分型面下模圆柱体轴线，瓜头分型面上模圆柱体轴线与分型面下模圆柱体轴线之间的距离为该瓜头的错模量；
判断锻件是否合格:（1）首先检测工件错模量，若错模量不达标则直接判定工件为不合格；（2）若错模量达标，则可以进行其他检测。
本实施例只需要先扫描前轴两端的瓜头的两平面端，计算两瓜头错模量，若错模量不达标则其他测量位停止扫描，判定工件不合格，从而减少了测量工作量和计算工作量。该方式检测速度快，可以快速进行在线检测。
进一步的，CCD工业相机的光源为波长为300～460nm。
进一步的，使用加速度传感器检测工件的振动，当工件振动较大时，放弃本次测量数据，重新进行测量。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (3)

1.精密前轴锻件在线快速检测错模量的方法，其特征在于：精密前轴锻造后，通过CCD工业相机对前轴的测量位进行扫描，得到局部点云数据，然后将数据拼合，将测量坐标转化为设计坐标，然后在设计坐标中，计算得到错模量；
设计坐标系的X轴为前轴使用时汽车由左向右的方向，Y轴为汽车尾部至头部的方向，Z轴为竖直向下的方向；
其中，测量位包括：前轴两端的瓜头的两平面端和沿X轴远离原点的一端；
计算错模量时，对各瓜头圆柱体拟合得到瓜头圆柱体轴线，垂直于Y轴且与瓜头圆柱体轴向重合的平面为瓜头分型面，对两瓜头位于分型面两侧的部分分别通过圆柱拟合得到分型面上模圆柱体轴线、分型面下模圆柱体轴线，瓜头分型面上模圆柱体轴线与分型面下模圆柱体轴线之间的距离为该瓜头的错模量。
2.根据权利要求1所述的精密前轴锻件在线快速检测错模量的方法，其特征在于：CCD工业相机的光源为波长为300～460nm。
3.根据权利要求1所述的精密前轴锻件在线快速检测错模量的方法，其特征在于：使用加速度传感器检测工件的振动，当工件振动较大时，放弃本次测量数据，重新进行测量。
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