CN111007084A - 一种轴类表面360度瑕疵检测方法及拍摄机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴类表面360度瑕疵检测方法及拍摄机构，涉及生产检测技术领域。本发明包括机架，机架顶面分别固定连接有第一支撑柱和第二支撑柱，机架底面固定连接有四个地脚，第一支撑柱顶端固定连接有机械臂，机械臂末端夹持有凸轮轴，第二支撑柱顶端固定连接有拍摄装置，第二支撑柱靠近机械臂侧壁固定连接有放置装置，机架内部固定连接有PLC控制器，PLC控制器输出端通过电线与机械臂输入端电性连接，本发明通过安装放置装置，可以实现机械臂的取放调整，避免凸轮轴角度偏移，通过滑台的侧移结构与摄像头的转动结构，可以实现摄像头的多角度调整，闪光灯可以在拍摄时进行补光，便于摄像头拍摄到凸轮轴加工轴面的细节。

Description

一种轴类表面360度瑕疵检测方法及拍摄机构

技术领域

本发明涉及生产检测技术领域，具体为一种轴类表面360度瑕疵检测方法及拍摄机构。

背景技术

凸轮轴是活塞发动机里的一个重要部件，在发动机工作时转速很高，而且需要承受很大的扭矩，它强度和支撑方面的要求很高，其材质一般是优质合金钢。凸轮轴品质和性能对发动机性能占据十分重要的地位，它的品质直接影响发动机的耐久性和运转的平顺性，比如表面0.4mm沙眼就会造成气门的严重磨损、噪声增加或是影响车辆安全性后果。

凸轮轴结构复杂分为圆轴、凸轴、方轮等，直径大小不一致，视觉系统拍摄凸轮轴加工面难点较多，不规则的弧形表面，反光较强，比如凸轴上具有圆面、桃形面，这样距离相机的焦距是不一样的，目前国内发动机凸轮轴的检测难度，大多数还依靠人工目视检查方式，这样的方式耗时太长，易疏漏，无法与自动化产线相匹配，自动化检测存在两个难点：一是凸轮轴形状复杂，有平面、弧面、圆面、桃形面等，二是凸轮轴缺陷类型较多，有划痕、裂纹、掉角、崩边等，同一种缺陷状态也具有多样化，形状复杂与缺陷多样导致检测时拍摄困难，因此如何保障不同特征位置光线一致是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种轴类表面360度瑕疵检测方法及拍摄机构，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种轴类表面度瑕疵检测的拍摄机构，包括机架，所述机架顶面分别固定连接有第一支撑柱和第二支撑柱，所述机架底面固定连接有四个地脚，所述第一支撑柱顶端固定连接有机械臂，所述机械臂末端夹持有凸轮轴，所述第二支撑柱顶端固定连接有拍摄装置，所述第二支撑柱靠近机械臂侧壁固定连接有放置装置；

所述机架内部固定连接有PLC控制器，所述PLC控制器输出端通过电线与机械臂输入端电性连接。

进一步地，所述拍摄装置包括固定于第二支撑柱顶端的固定板，所述固定板顶面开设有T形槽，所述固定板顶面通过T形槽滑动连接有滑台，所述滑台顶面固定连接有两个连接框架，所述连接框架侧壁固定连接有灯罩，所述灯罩尾端固定连接有闪光灯，所述PLC控制器输出端通过电线与闪光灯输入端电性连接。

进一步地，所述连接框架远离灯罩一侧固定连接有闪光室，两个所述闪光室相对侧壁之间固定连接有散热片，所述连接框架顶面固定连接有连接件，所述连接件侧壁转动连接有摄像头，所述摄像头输出端通过电线与PLC控制器输入端电性连接。

进一步地，所述放置装置包括固定于第二支撑柱侧壁的安装板，所述安装板侧壁固定连接有两个竖直的第一连接板，两个所述第一连接板顶面均固定连接有第二连接板，所述第二连接板顶面固定连接有三个支架。

进一步地，所述滑台通过螺丝与固定板固定连接。

进一步地，所述摄像头通过螺丝与连接件连接固定，所述连接件外形为L形结构。

本发明提出了一种轴类表面360度瑕疵检测方法， PLC控制器控制机械臂夹取凸轮轴，机械臂将凸轮轴一端朝向拍摄装置， PLC控制器控制摄像头进行拍照，检查凸轮轴端面是否有瑕疵，同时可以测出凸轮轴的偏离角度，若凸轮轴端面有瑕疵， PLC控制器控制机械臂取下凸轮轴；摄像头将拍摄的照片传输至PLC控制器中，PLC控制器根据图像计算出凸轮轴的偏离角度，而后PLC控制器控制机械臂将凸轮轴放置在支架顶部，支架与凸轮轴接触面为非加工轴面，PLC控制器控制机械臂修正角度后重新夹取凸轮轴，PLC控制器控制摄像头重新拍摄。

更进一步，PLC控制器控制机械臂每旋转20度，同时摄像头会进行一次拍摄，机械臂每转动120度后，即摄像头拍摄6次后，PLC控制器控制机械臂将凸轮轴放入支架顶部重新进行抓取，机械臂的六轴自由度旋转受限角度为130度，每个凸轮轴做三次120检测，检测完成后PLC控制器输出检测结果。

本发明具有以下有益效果：

1、该轴类表面360度瑕疵检测的拍摄机构，通过安装放置装置，可以实现机械臂的取放调整，避免凸轮轴角度偏移，可以提高检测结果的精确度，与现有人工检测相比，多角度拍照的检测效率更高，同时出现误判的几率更小。

2、该轴类表面360度瑕疵检测的拍摄机构，通过滑台的侧移结构与摄像头的转动结构，可以实现摄像头的多角度调整，便于调节到最佳拍摄角度，同时闪光灯可以在拍摄时进行补光，便于摄像头拍摄到凸轮轴加工轴面的细节，有利于提高检测的准确度。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明一种轴类表面360度瑕疵检测的拍摄机构的结构示意图；

图2为检测凸轮轴偏移角度时的结构示意图；

图3为放置凸轮轴时的结构示意图；

图4为放置装置的结构示意图；

图5为图2中A处的局部放大图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

图中：1-机架，2-地脚，3-第一支撑柱，4-机械臂，5-第二支撑柱，6-拍摄装置，7-凸轮轴，8-放置装置，601-固定板，602-滑台，603-连接框架，604-闪光室，605-灯罩，606-闪光灯，607-散热片，608-连接件，609-摄像头，801-安装板，802-第一连接板，803-第二连接板，804-支架。

具体实施方式

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种轴类表面360度瑕疵检测的拍摄机构，包括机架1，机架1顶面分别固定连接有第一支撑柱3和第二支撑柱5，机架1底面固定连接有四个地脚2，地脚2用于支撑机架1，第一支撑柱3顶端固定连接有IRB1600型号机械臂4，机械臂4末端夹持有凸轮轴7，第二支撑柱5顶端固定连接有拍摄装置6，第二支撑柱5靠近机械臂4侧壁固定连接有放置装置8；

机架1内部固定连接有FX3U-64MR/ES-A型号PLC控制器，PLC控制器输出端通过电线与机械臂4输入端电性连接,PLC控制器用于整个电路控制。

其中，拍摄装置6包括固定于第二支撑柱5顶端的固定板601，固定板601顶面开设有T形槽，固定板601顶面通过T形槽滑动连接有滑台602，滑台602顶面固定连接有两个连接框架603，连接框架603侧壁固定连接有灯罩605，灯罩605尾端固定连接有闪光灯606，PLC控制器输出端通过电线与闪光灯606输入端电性连接；闪光灯606在摄像头609拍摄时进行补光，光线经过灯罩605扩散依次穿过连接框架603与闪光室604，对凸轮轴7表面进行补光，便于拍摄细节特征。

其中，连接框架603远离灯罩605一侧固定连接有闪光室604，两个闪光室604相对侧壁之间固定连接有散热片607，连接框架603顶面固定连接有连接件608，连接件608侧壁转动连接有RER-USB130W01MT型号摄像头609，摄像头609输出端通过电线与PLC控制器输入端电性连接；散热片607用于两散热，避免拍摄装置6内部温度过高。

其中，放置装置8包括固定于第二支撑柱5侧壁的安装板801，安装板801侧壁固定连接有两个竖直的第一连接板802，两个第一连接板802顶面均固定连接有第二连接板803，第二连接板803顶面固定连接有三个支架804；安装板801通过螺丝固定于第二支撑柱5侧壁，第一连接板802与第二连接板803均为焊接固定。

其中，滑台602通过螺丝与固定板601固定连接；滑台602可调节摄像头609水平横移距离，便于摄像头609进行拍照，调节完成后可拧紧螺丝将滑台602固定。

其中，摄像头609通过螺丝与连接件608连接固定，连接件608外形为L形结构；可通过拧松螺丝转动摄像头609调节，便于摄像头609以最佳的角度拍照，调节完成后可拧紧螺丝将摄像头609固定。

本实施例的具体应用为：PLC控制器控制机械臂4夹取凸轮轴7，机械臂4将凸轮轴7一端朝向拍摄装置6，如图2所示，PLC控制器控制摄像头609进行拍照，检查凸轮轴7端面是否有瑕疵，同时可以测出凸轮轴7的偏离角度，若凸轮轴7端面有瑕疵，PLC控制器控制机械臂4取下凸轮轴7；摄像头609将拍摄的照片传输至PLC控制器中，PLC控制器根据图像计算出凸轮轴7的偏离角度，而后PLC控制器控制机械臂4将凸轮轴放置在支架804顶部，支架804与凸轮轴7接触面为非加工轴面，避免凸轮轴7加工面损伤，PLC控制器控制机械臂4修正角度后重新夹取凸轮轴7，PLC控制器控制摄像头609重新拍摄，PLC控制器控制机械臂4每旋转20度，同时摄像头609会进行一次拍摄，机械臂4每转动120度后，即摄像头609拍摄6次后，PLC控制器控制机械臂4将凸轮轴放入支架804顶部重新进行抓取，机械臂4的六轴自由度旋转受限角度为130度，每个凸轮轴7做三次120检测，检测完成后PLC控制器输出检测结果。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种轴类表面360度瑕疵检测的拍摄机构，包括机架（1），其特征在于：所述机架（1）顶面分别固定连接有第一支撑柱（3）和第二支撑柱（5），所述机架（1）底面固定连接有四个地脚（2），所述第一支撑柱（3）顶端固定连接有机械臂（4），所述机械臂（4）末端夹持有凸轮轴（7），所述第二支撑柱（5）顶端固定连接有拍摄装置（6），所述第二支撑柱（5）靠近机械臂（4）侧壁固定连接有放置装置（8）；

所述机架（1）内部固定连接有PLC控制器，所述PLC控制器输出端通过电线与机械臂（4）输入端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种轴类表面360度瑕疵检测的拍摄机构，其特征在于，所述拍摄装置（6）包括固定于第二支撑柱（5）顶端的固定板（601），所述固定板（601）顶面开设有T形槽，所述固定板（601）顶面通过T形槽滑动连接有滑台（602），所述滑台（602）顶面固定连接有两个连接框架（603），所述连接框架（603）侧壁固定连接有灯罩（605），所述灯罩（605）尾端固定连接有闪光灯（606），所述PLC控制器输出端通过电线与闪光灯（606）输入端电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种轴类表面360度瑕疵检测的拍摄机构，其特征在于，所述连接框架（603）远离灯罩（605）一侧固定连接有闪光室（604），两个所述闪光室（604）相对侧壁之间固定连接有散热片（607），所述连接框架（603）顶面固定连接有连接件（608），所述连接件（608）侧壁转动连接有摄像头（609），所述摄像头（609）输出端通过电线与PLC控制器输入端电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种轴类表面360度瑕疵检测的拍摄机构，其特征在于，所述放置装置（8）包括固定于第二支撑柱（5）侧壁的安装板（801），所述安装板（801）侧壁固定连接有两个竖直的第一连接板（802），两个所述第一连接板（802）顶面均固定连接有第二连接板（803），所述第二连接板（803）顶面固定连接有三个支架（804）。

5.根据权利要求2所述的一种轴类表面360度瑕疵检测的拍摄机构，其特征在于，所述滑台（602）通过螺丝与固定板（601）固定连接。

6.根据权利要求3所述的一种轴类表面360度瑕疵检测的拍摄机构，其特征在于，所述摄像头（609）通过螺丝与连接件（608）连接固定，所述连接件（608）外形为L形结构。

7.一种轴类表面360度瑕疵检测方法，其特征在于，PLC控制器控制机械臂（4）夹取凸轮轴（7），机械臂（4）将凸轮轴（7）一端朝向拍摄装置（6）， PLC控制器控制摄像头（609）进行拍照，检查凸轮轴（7）端面是否有瑕疵，同时可以测出凸轮轴（7）的偏离角度，若凸轮轴（7）端面有瑕疵， PLC控制器控制机械臂（4）取下凸轮轴（7）；摄像头（609）将拍摄的照片传输至PLC控制器中，PLC控制器根据图像计算出凸轮轴（7）的偏离角度，而后PLC控制器控制机械臂（4）将凸轮轴放置在支架（804）顶部，支架（804）与凸轮轴（7）接触面为非加工轴面，PLC控制器控制机械臂（4）修正角度后重新夹取凸轮轴（7），PLC控制器控制摄像头（609）重新拍摄。

8.根据权利要求7所述的一种轴类表面360度瑕疵检测方法，其特征在于，PLC控制器控制机械臂（4）每旋转20度，同时摄像头（609）会进行一次拍摄，机械臂（4）每转动120度后，即摄像头（609）拍摄6次后，PLC控制器控制机械臂（4）将凸轮轴放入支架（804）顶部重新进行抓取，机械臂（4）的六轴自由度旋转受限角度为130度，每个凸轮轴（7）做三次120检测，检测完成后PLC控制器输出检测结果。

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