CN108333181A - 一种用于疲劳测试样品的全自动质量检测系统 - Google Patents

一种用于疲劳测试样品的全自动质量检测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于疲劳测试样品的全自动质量检测系统，包括服务器、显示器及检测仪，检测仪包括底座、位移机构、驱动机构、转盘、检测镜头及图像传感器；转盘上设有用于放置样品的定位槽，在驱动机构的驱动下，转盘带动样品转动，底座和/或转盘上设有刻度；在位移机构的带动下，检测镜头向下对准定位槽中的样品；显示器及检测仪的驱动机构和图像传感器均与服务器连接，服务器对图像传感器采集到的图像进行数据分析和图像处理，并将分析处理结果发送至显示器进行显示。本发明通过机械手抓取和自动转动转盘，使样品完成360°全方位的裂纹检测，利用刻度对裂纹进行方位量化，利用计算机对裂纹进行自动识别，提高质量检测的精度和自动化程度。

Description

一种用于疲劳测试样品的全自动质量检测系统
技术领域
本发明涉及车用零部件细纹检测领域，特别涉及一种用于疲劳测试样品的全自动质量检测系统。
背景技术
横拉杆衬套在经历了疲劳试验后，内部塑料/橡胶会产生裂纹，此时观察内部塑料/橡胶的裂纹的大小可以侧面体现了塑料/橡胶的抗疲劳水平。裂纹越小则表明塑料/橡胶的抗疲劳水平越强，反之，裂纹越大则抗疲劳水平越差。
现有技术中，仅仅是透过放大镜对准横拉杆衬套内部的塑料/橡胶进行肉眼观察，在观察过程中转动横拉杆衬套一周完成360°检测。
但是这种方式费时费力，不仅容易遗漏裂纹检测，而且无法精准地指出裂纹所在的方位和角度，使得横拉杆衬套零件检测的精准度和检测效率都受到了很大的影响，亟需研发一种检测精准、使用便捷的全自动检测系统。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种用于疲劳测试样品的全自动质量检测系统，操作便捷，高效精准，所述技术方案如下：
本发明提供了一种用于疲劳测试样品的全自动质量检测系统，包括服务器、显示器及检测仪，所述检测仪包括底座、位移机构、驱动机构、设置在所述底座上的转盘、设置在所述位移机构上的检测镜头及设置在检测镜头处的图像传感器；
所述转盘上设有用于放置完成疲劳测试的样品的定位槽，在所述驱动机构的驱动下，所述转盘用于带动所述样品绕转盘中心竖轴转动，所述底座和/或转盘上设有刻度；在所述位移机构的带动下，所述检测镜头向下对准所述定位槽中的样品；
所述显示器及检测仪的驱动机构和图像传感器均与服务器连接，所述服务器对所述图像传感器采集到的图像进行数据分析和图像处理，并将分析处理结果发送至所述显示器进行显示。
进一步地，所述系统还包括机械手，所述机械手与服务器连接，在服务器的控制下，所述机械手抓取样品放入定位槽中或者从所述定位槽中取出所述样品。
进一步地，所述转盘的圆周壁上向外延伸至少一个拨动件。
进一步地，所述完成疲劳测试的样品为车用横拉杆衬套，所述定位槽为与所述横拉杆衬套契合的圆形凹槽，所述横拉杆衬套上设有第一基准标志，所述检测镜头对准所述横拉杆衬套环壁处的塑料件或橡胶件。
进一步地，所述底座上方还设有补光灯，所述补光灯包括可弯曲的灯杆及设置在灯杆末端的光源。
进一步地，所述补光灯为LED灯，所述补光灯的数量为两个，所述补光灯对称设置在所述转盘的两侧。
进一步地，所述服务器对所述图像传感器采集到的图像进行数据分析和图像处理，并将分析处理结果发送至所述显示器进行显示包括：
对所述采集到的图像进行裂纹识别，并根据成像参数计算裂纹的长度，判断裂纹长度是否超过预设的长度值，若是，则在该图像上标记该裂纹，并标注其长度。
进一步地，所述位移机构包括前后移动机构、左右移动机构和升降机构，所述检测镜头为放大倍数大于20的显微镜镜头。
进一步地，所述转盘上设有360°的刻度线，所述底座上设有第二基准标志。
进一步地，所述服务器还用于存储实时拍摄的图像集，所述系统还包括输入设备，当所述输入设备向服务器输入触发指令，则服务器控制在显示器上播放所述图像集。
本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：
a.利用显微镜镜头对零部件进行裂纹检测，检测结果更加精准；
b.将待检测零件放置在转盘的定位槽中，随转盘转动一周，即可完成360°全方面检测，省时省力，没有遗漏；
c.通过刻度盘的刻度显示，能够将裂纹所在方位和角度量化，便于检测人员对裂纹进行复查；
d.通过将检测镜头与成像显示单元连接，通过自动化程序对成像中的裂纹进行自动检测，减少人力成本；
e.计算机自动查找裂纹及计算裂纹长度，并对长裂纹进行显示及标注，可观性强，一目了然；
f.采用电机驱动转盘转动，利用机械手抓取样品，解放人手操作，实现高度自动化检测操作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的用于疲劳测试样品的全自动质量检测系统的结构示意图。
其中，附图标记包括：1-底座，11-第二基准标志，2-位移机构，3-转盘，31-定位槽，32-拨动件，4-检测镜头，5-补光灯，6-服务器，7-显示器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本发明的一个实施例中，提供了一种用于疲劳测试样品的全自动质量检测系统，参见图1，所述质量检测系统包括服务器6、显示器7及检测仪，所述检测仪包括底座1、位移机构2、驱动机构、设置在所述底座1上的转盘3、设置在所述位移机构2上的检测镜头4及设置在检测镜头4处的图像传感器；
所述转盘3上设有用于放置完成疲劳测试的样品的定位槽31，在所述驱动机构的驱动下，所述转盘3用于带动所述样品绕转盘中心竖轴转动，所述底座1和/或转盘3上设有刻度。在本发明实施例中，所述完成疲劳测试的样品为车用横拉杆衬套，由于所述横拉杆衬套为两个同心环状金属件之间设置塑料件/橡胶件的结构，因此，对应地，所述定位槽31为与所述横拉杆衬套契合的圆形凹槽；在所述位移机构2的带动下，所述检测镜头4向下对准所述定位槽31中的样品，具体地，所述检测镜头4对准所述横拉杆衬套环壁处的塑料件或橡胶件，所述横拉杆衬套上设有第一基准标志。
其中，所述位移机构2包括前后移动机构、左右移动机构和升降机构，在所述位移机构2的驱动下，所述检测镜头4移动至转盘3的中心上方，使所述检测镜头4向下对准所述定位槽31中的样品，所述前后移动机构的前后调节、左右移动机构的左右调节和升降机构的上下调节均可以通过人手机械调节或者电子控制自动化调节。
其中，所述驱动机构优选为电机，电机驱动转盘3转动为本领域的公知常识，最常用的实施方式比如：将电机的输出轴与传动齿轮的中心孔连接，电机工作带动输出轴转动，输出轴带动传动齿轮转动，而传动齿轮通过与所述转盘3啮合而带动转盘3转动，或采用其他公知或惯用的连接手段实现驱动转盘3转动的方式都应当落入本发明要求保护的范围内，在此不多赘述。
明显地，除了电机驱动转盘3转动，也可以采用人工转动方式，而为了方便转动所述转盘3使其在底座1上的水平面定轴转动，一方面，在底座1上设置有与所述转盘3相配合的限位槽(设计转动轨道，使转盘3沿着设定的轨道转动)，另一方面，所述转盘3的圆周壁上优选地向外延伸至少一个拨动件32，如图1所示，所述拨动件32为条状，本发明对拨动件32的具体形状不作限定，只要突出于转盘盘面的方便人手操作的，均落入本发明的保护范围。
为了使裂纹所在位置精准量化，在本发明的一个优选实施例中，所述转盘3上设有360°刻度，所述底座1上设有第二基准标志11。可理解地，若将360°刻度设置在底座1上，而将第二基准标志11设置在转盘3上(未图示此情况)，同样可以对裂纹所在位置进行量化，以便于检测人员对裂纹进行复查操作。
在本发明的实施例中，所述检测镜头4为放大倍数大于20的显微镜镜头，优选为50倍；为了向所述检测镜头4提供足够的光量，优选地，所述底座1上方还设有补光灯5，其可以照入金属外壳和塑料/橡胶内衬的间隔中，便于更清晰地观察到裂纹，所述补光灯5包括可弯曲的灯杆及设置在灯杆末端的光源，所述补光灯5的数量为两个，所述补光灯5对称设置在所述转盘3的两侧，即所述光源可以在转盘3两侧上方的三维空间内进行位置调节，所述补光灯5优选为LED灯。
所述显示器7及检测仪的图像传感器(比如CCD传感器或者CMOS设备)均与服务器6连接，所述服务器6对所述图像传感器采集到的图像进行数据分析和图像处理，并将分析处理结果发送至所述显示器7进行显示。具体操作如下：
对所述采集到的图像进行裂纹识别，并根据成像参数计算裂纹的长度，判断裂纹长度是否超过预设的长度值，若是，则在该图像上标记该裂纹，并标注其长度。
除此，所述服务器6还用于存储实时拍摄的图像集，所述系统还包括输入设备，当所述输入设备向服务器输入触发指令，则服务器6控制在显示器7上播放所述图像集。
由于将CCD传感器采集的图像信息显示在显示器上，以便于人员观测(而不需要人眼时刻对准显微镜镜筒观测孔)。
本发明的质量检测系统的使用方法如下：
将完成疲劳检测的横拉杆衬套放置在所述定位槽31中，并将所述横拉杆衬套上的第一基准标志(未图示)与转盘3上的特定角度(比如0°)刻度线对齐，然后将转盘3上的0°刻度与底座1上的第二基准标志11对齐，然后调节位移机构，使得检测镜头4对准横拉杆衬套上的塑料/橡胶件，继而转动所述转盘3，直至0°刻度与底座1上的第二基准标志11再次对齐，完成对一个横拉杆衬套的检测过程，在此过程中，如果发现上述横拉杆衬套的塑料件/橡胶件上存在超过一定长度的裂纹，则判定其为不合格品，优选地，同时记录发现裂纹所对应的角度，这样，即使将检测件从所述转盘3上的定位槽31中取出，只需要再次将第一基准标志对准所述特定角度，然后转动转盘3至发现裂纹时所在角度，即可再次将该裂纹转动到镜头范围内；通过检测相当数量的横拉杆衬套，统计得到产品的合格率。
所述显示器7及检测仪的驱动机构和图像传感器均与服务器6连接，所述服务器6对所述图像传感器采集到的图像进行数据分析和图像处理，并将分析处理结果发送至所述显示器7进行显示。
其中，发现上述横拉杆衬套的塑料件/橡胶件上存在超过一定长度的裂纹可采用以下方式：
所述检测仪的图像传感器(比如CCD传感器)将采集到的图像信息发送至服务器6，所述服务器6将图片显示在显示器7上，优选地，所述服务器6对所述采集到的图像进行数据分析和图像处理：对所述采集到的图像进行裂纹识别，并根据成像参数计算裂纹的长度，判断裂纹长度是否超过预设的长度值，若是，则在该图像上标记该裂纹，并标注其长度，甚至在发现长裂纹时发出报警信息，提示检测人员处理。
为了实现解放人工的全自动化检测系统，所述系统还包括机械手(未图示)，所述机械手与服务器6连接，在服务器6的控制下，所述机械手抓取样品放入定位槽31中或者从所述定位槽31中取出所述样品。
全自动质量检测系统的使用方法如下：
服务器根据机械手与样品之间的距离、样品与定位槽31之间的距离，向机械手发送移动指令，所述移动指令包括移动的方向和移动的长度及转动的角度，以及抓取到样品后移动到定位槽31的位移策略，机械手按照上述移动指令，抓取样品并将其放置在定位槽31中，机械手转动的角度要保证样品(横拉杆衬套)上的第一基准标志(未图示)与转盘3上的特定角度(比如0°)刻度线对齐，然后调节位移机构，使得检测镜头4对准横拉杆衬套上的塑料/橡胶件，继而服务器给驱动电机一个指令，电机工作驱动所述转盘3转动360°，完成对一个横拉杆衬套的检测过程，在此过程中，如果发现上述横拉杆衬套的塑料件/橡胶件上存在超过一定长度的裂纹，则判定其为不合格品，优选地，同时记录发现裂纹所对应的角度，这样，即使将检测件从所述转盘3上的定位槽31中取出，只需要再次将第一基准标志对准所述特定角度，然后转动转盘3至发现裂纹时所在角度，即可再次将该裂纹转动到镜头范围内；当一个样品完成检测，由服务器给机械手一个指令，驱使其加载已经完成检测的样品至指定区域，比如对于检测结果合格的样品加载至合格品存放区进行卸载，而对于检测结果不合格的样品加载至不合格品存放区域进行卸载，卸载时可以按照顺序摆放，相当于自动为其产生编号。然后机械手再次抓取未检测区域的样品放入定位槽31进行检测，重复上述步骤，在此不再赘述。
以上对机械手的精度提出了相当高的要求，对此，本发明实施例还提供一种半自动化检测方法，大大降低了对机械手的操作性能要求，过程如下：
机械手会移动至以下几个定点：定点一、未检测样品区域，由人工将零件按照预设要求角度摆放以供机械手加载至定位槽(比如：使样品上的第一基准标志与转盘上的0°刻度线对齐)；定点二，移动至定位槽上方，并下降一定高度，卸载，使样品落入定位槽(且机械手抓取的每个样品上的第一基准标志均与转盘上同一刻度线对齐)；定点三，收集区域，待电机驱动转盘转动360°后，机械手再次下降抓取样品，并加载至收集区域(可分为合格品区域和不合格品区域)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于疲劳测试样品的全自动质量检测系统，其特征在于，包括服务器(6)、显示器(7)及检测仪，所述检测仪包括底座(1)、位移机构(2)、驱动机构、设置在所述底座(1)上的转盘(3)、设置在所述位移机构(2)上的检测镜头(4)及设置在检测镜头(4)处的图像传感器；
所述转盘(3)上设有用于放置完成疲劳测试的样品的定位槽(31)，在所述驱动机构的驱动下，所述转盘(3)用于带动所述样品绕转盘中心竖轴转动，所述底座(1)和/或转盘(3)上设有刻度；在所述位移机构(2)的带动下，所述检测镜头(4)向下对准所述定位槽(31)中的样品；
所述显示器(7)及检测仪的驱动机构和图像传感器均与服务器(6)连接，所述服务器(6)对所述图像传感器采集到的图像进行数据分析和图像处理，并将分析处理结果发送至所述显示器(7)进行显示。
2.根据权利要求1所述的全自动质量检测系统，其特征在于，所述系统还包括机械手，所述机械手与服务器(6)连接，在服务器(6)的控制下，所述机械手抓取样品放入定位槽(31)中或者从所述定位槽(31)中取出所述样品。
3.根据权利要求1所述的全自动质量检测系统，其特征在于，所述转盘(3)的圆周壁上向外延伸至少一个拨动件(32)。
4.根据权利要求1所述的全自动质量检测系统，其特征在于，所述完成疲劳测试的样品为车用横拉杆衬套，所述定位槽(31)为与所述横拉杆衬套契合的圆形凹槽，所述横拉杆衬套上设有第一基准标志，所述检测镜头(4)对准所述横拉杆衬套环壁处的塑料件或橡胶件。
5.根据权利要求1所述的全自动质量检测系统，其特征在于，所述底座(1)上方还设有补光灯(5)，所述补光灯(5)包括可弯曲的灯杆及设置在灯杆末端的光源。
6.根据权利要求5所述的全自动质量检测系统，其特征在于，所述补光灯(5)为LED灯，所述补光灯(5)的数量为两个，所述补光灯(5)对称设置在所述转盘(3)的两侧。
7.根据权利要求1所述的全自动质量检测系统，其特征在于，所述服务器(6)对所述图像传感器采集到的图像进行数据分析和图像处理，并将分析处理结果发送至所述显示器(7)进行显示包括：
对所述采集到的图像进行裂纹识别，并根据成像参数计算裂纹的长度，判断裂纹长度是否超过预设的长度值，若是，则在该图像上标记该裂纹，并标注其长度。
8.根据权利要求1所述的全自动质量检测系统，其特征在于，所述位移机构(2)包括前后移动机构、左右移动机构和升降机构，所述检测镜头(4)为放大倍数大于20的显微镜镜头。
9.根据权利要求1所述的全自动质量检测系统，其特征在于，所述转盘(3)上设有360°的刻度线，所述底座(1)上设有第二基准标志(11)。
10.根据权利要求1所述的全自动质量检测系统，其特征在于，所述服务器(6)还用于存储实时拍摄的图像集，所述系统还包括输入设备，当所述输入设备向服务器输入触发指令，则服务器(6)控制在显示器(7)上播放所述图像集。
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