CN113702392A - 一种缺陷检测设备和生产线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种缺陷检测设备和生产线，属于蜂窝陶瓷载体技术领域。缺陷检测设备的采集检测单元包括中心载物台、第一检测模块和旋转检测模块。第一检测模块设于所述中心载物台上方且朝向所述中心载物台，用于检测所述待检测工件外轮廓的位置信息，第二检测模块被配置为随所述XY平面移动机构绕所述待检测工件进行环绕检测，同时进行自转并始终朝向所述待检测工件的侧面，实现对蜂窝陶瓷载体侧面的自动精确的检测，降低工人的劳动强度，有利于蜂窝陶瓷载体的批量化生产。

Description

一种缺陷检测设备和生产线
技术领域
本发明涉及蜂窝陶瓷载体技术领域，尤其涉及一种缺陷检测设备和生产线。
背景技术
蜂窝陶瓷载体是汽车排气管中承载三元催化剂的常用载体，其横截面呈蜂窝结构，常见的形状有圆形、椭圆形和跑道形。在蜂窝陶瓷载体的生产烧制过程中，由于受热不均等原因，导致载体的侧面产生裂纹、断裂等不合格情况，从而导致载体无法正常进入下一个生产环节。随着排放要求越来越严格，蜂窝陶瓷载体的直径越来越大，即侧面产生裂纹的可能性也越来越高，且裂纹较细。
蜂窝陶瓷载体常见的孔径在80～330mm范围内，侧面积较大，而蜂窝陶瓷载体生产厂家与涂覆厂家通常只能人工目检。针对侧面缺陷检测，工人无法对载体侧面的裂纹等缺陷进行量化和数据记录，检测效率低下，工人眼睛负担极大，不利于蜂窝陶瓷载体的批量化生产。
为此，亟需提供一种缺陷检测设备和生产线以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种缺陷检测设备和生产线，可以对蜂窝陶瓷载体的侧面进行自动精确的检测，降低工人的劳动强度，有利于蜂窝陶瓷载体的批量化生产。
为实现上述目的，提供以下技术方案：
一种缺陷检测设备，包括进料单元、采集检测单元和出料单元，所述采集检测单元包括：
中心载物台，用于放置待检测工件；
第一检测模块，设于所述中心载物台上方且朝向所述中心载物台，用于检测所述待检测工件外轮廓的位置信息；
旋转检测模块，包括第二检测模块和XY平面移动机构，所述第二检测模块用于检测所述待检测工件的侧面，所述第二检测模块转动设置于所述XY平面移动机构，所述XY平面移动机构设置于安装平台上并根据检测到的所述外轮廓的位置信息进行环绕运动；
所述第二检测模块被配置为随所述XY平面移动机构绕所述待检测工件进行环绕检测，同时进行自转并始终朝向所述待检测工件的侧面。
作为缺陷检测设备的可选方案，所述第二检测模块包括驱动电机、安装基架和线扫相机，所述驱动电机的固定端设置于所述XY平面移动机构的驱动端，所述驱动电机的转动端与所述安装基架传动连接，所述安装基架上沿竖直方向布置有所述线扫相机。
作为缺陷检测设备的可选方案，所述第二检测模块还包括固定光源和活动光源，所述安装基架上转动设置有转动螺杆，所述固定光源固设于所述安装基架的尾端，所述活动光源螺接于所述转动螺杆上并能够相对所述固定光源进行升降。
作为缺陷检测设备的可选方案，所述进料单元设置于所述采集检测单元的进料侧，所述进料单元包括水平输送机构和升降输送机构，所述中心载物台的高度大于所述水平输送机构的高度，所述升降输送机构用于将所述待检测工件从所述水平输送机构输送至所述中心载物台上。
作为缺陷检测设备的可选方案，所述水平输送机构包括第一转辊、第二转辊和绕设于所述第一转辊和所述第二转辊的多条输送带，多条所述输送带沿垂直于输送的方向间隔设置，相邻两条所述输送带之间形成避让空间。
作为缺陷检测设备的可选方案，所述升降输送机构位于所述输送带下方，所述升降输送机构包括水平推送机构和设置于所述水平推送机构上的举升爪组件，所述水平推送机构沿输送方向往复移动，所述举升爪组件能够穿过所述避让空间并将所述待检测工件举起并输送至所述中心载物台上。
作为缺陷检测设备的可选方案，所述中心载物台上凹设有多个避让槽，多个所述避让槽沿输送方向延伸，且多个所述避让槽与多个所述避让空间一一对应设置，用于所述举升爪组件下降后从所述中心载物台中抽出。
作为缺陷检测设备的可选方案，所述水平输送机构还包括伺服电机，所述伺服电机与所述第二转辊传动连接，所述缺陷检测设备还包括位置检测模块，所述位置检测模块包括第一检测传感器，所述第一检测传感器设置于所述安装平台上，所述待检测工件的前端和后端依次通过所述第一检测传感器。
作为缺陷检测设备的可选方案，所述位置检测模块还包括第二检测传感器，所述第二检测传感器设置于所述安装平台上，所述第二检测传感器的发射部正对所述中心载物台的轴线。
一种生产线，包括安全防护罩和如上任一所述的缺陷检测设备，所述缺陷检测设备的外部罩设有所述安全防护罩，所述安全防护罩的侧壁上设置有观察窗。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明所提供的缺陷检测设备，将待检测工件放置在中心载物台上，将第一检测模块设置在中心载物台的上方并朝向位于中心载物台上的待检测件，实现对待检测件的外轮廓位置信息的检测，XY平面移动机构带动第二检测模块进行环绕待检测工件进行检测，第二检测模块同时进行自转从而始终朝向待检测工件的侧面，实现对蜂窝陶瓷载体侧面的自动精确的检测，降低工人的劳动强度，有利于蜂窝陶瓷载体的批量化生产。
本发明所提供的生产线，实现对蜂窝陶瓷载体侧面的自动精确的检测，降低工人的劳动强度，有利于蜂窝陶瓷载体的批量化生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中缺陷检测设备的装配示意图；
图2为本发明实施例中第二检测模块的结构示意图；
图3为本发明实施例中进料单元的结构示意图；
图4为本发明实施例中中心载物台、安装平台和位置检测模块的结构示意图；
图5为本发明实施例中安全防护罩的结构示意图。
附图标记：
100、进料单元；200、采集检测单元；300、出料单元；
1、中心载物台；11、避让槽；2、待检测工件；3、第一检测模块；4、旋转检测模块；41、第二检测模块；411、第一驱动电机；412、安装基架；413、线扫相机；414、固定光源；415、活动光源；416、转动螺杆；42、XY平面移动机构；5、水平输送机构；51、第一转辊；52、第二转辊；53、输送带；54、避让空间；6、升降输送机构；61、水平推送机构；62、举升爪组件；7、位置检测模块；71、第一检测传感器；72、第二检测传感器；73、安装架；8、安装平台；9、安全防护罩；91、观察窗；92、侧滑门；93、报警灯；94、触摸显示屏。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
蜂窝陶瓷载体常见的孔径在80mm-330mm范围，侧面积较大，而蜂窝陶瓷载体生产厂家与涂覆厂家通常只能人工目检。针对侧面缺陷检测，工人无法对载体侧面的裂纹等缺陷进行量化和数据记录。检测效率低下，工人眼睛的负担极大，最重要的是根本无法保证裂纹检测的可靠性。
为了可以对蜂窝陶瓷载体的侧面进行自动精确的检测，降低工人的劳动强度，有利于蜂窝陶瓷载体的批量化生产，本实施例提供一种缺陷检测设备，以下结合图1至图5对本实施例的具体内容进行详细描述。
如图1所示，该缺陷检测设备包括进料单元100、采集检测单元200和出料单元300，采集检测单元200包括中心载物台1、第一检测模块3和旋转检测模块4。
其中，中心载物台1用于放置待检测工件2；第一检测模块3设置在中心载物台1上方且朝向中心载物台1的上端面，将待检测工件2放置在中心载物台1的上端面上。第一检测模块3用来检测待检测工件2外轮廓的位置信息，并把待检测工件2外轮廓的位置信息发送给控制器。旋转检测模块4包括第二检测模块41和XY平面移动机构42，第二检测模块41用于检测待检测工件2的侧面，第二检测模块41转动设置于XY平面移动机构42上，XY平面移动机构42设置在安装平台8上，控制器可以控制XY平面移动机构42的运动，根据检测到的外轮廓的位置信息使XY平面移动机构42绕待检测工件2的外轮廓进行环绕运动。第二检测模块41被配置为随XY平面移动机构42绕待检测工件2进行环绕检测，同时进行自转并始终朝向待检测工件2的侧面。具体地，第一检测模块3为面阵轮廓相机，第二检测模块41为CIS(Contact Image Sensor Camera)线扫相机。面阵轮廓相机对蜂窝陶瓷载体位置及轮廓进行准确定位，获取蜂窝陶瓷载体轮廓信息，并转换为实际坐标轴值，并以此驱动CIS线扫相机绕轮廓环绕一圈(CIS线扫相机在运行过程中焦距固定为15mm)完成图像采集。
简而言之，本发明所提供的缺陷检测设备，将待检测工件2放置在中心载物台1上，将第一检测模块3设置在中心载物台1的上方并朝向位于中心载物台1上的待检测件2，实现对待检测件2的外轮廓位置信息的检测，XY平面移动机构42带动第二检测模块41绕待检测工件2进行环绕检测，第二检测模块41同时进行自转从而始终朝向待检测工件2的侧面，实现对蜂窝陶瓷载体侧面的自动精确的检测，降低工人的劳动强度，有利于蜂窝陶瓷载体的批量化生产。
进一步地，第二检测模块41包括第一驱动电机411、安装基架412和线扫相机413，第一驱动电机411的固定端设置于XY平面移动机构42的驱动端，第一驱动电机411的转动端与安装基架412传动连接，安装基架412上沿竖直方向布置有线扫相机413。具体地，安装基架412沿竖直方向布置，线扫相机413可拆卸连接在安装基架412上，线扫相机413竖直设置可以满足检测不同高度的蜂窝陶瓷载体,扩大适用范围。
特别情况下，蜂窝陶瓷载体的侧面裂纹在普通光照环境下可能采集效果不佳，因此除相机自带的光源外，还需要配置补充光源。
进一步地，如图2所示，第二检测模块41还包括固定光源414和活动光源415，安装基架412上转动设置有转动螺杆416，固定光源414固设于安装基架412的尾端，活动光源415螺接于转动螺杆416上并能够相对固定光源414进行升降，根据蜂窝陶瓷载体的不同高度，调节固定光源414和活动光源415之间的间距。增设固定光源414和活动光源415，提高线扫相机413拍摄的清晰度。进一步地，固定光源414倾斜朝上，使光线更充分的照射在待检测工件2上，使裂纹更加清晰，提高检测精度。
进一步地，如图1和图3所示，进料单元100设置于采集检测单元200的进料侧，进料单元100包括水平输送机构5和升降输送机构6，中心载物台1的高度大于水平输送机构5的高度，升降输送机构6用于将待检测工件2从水平输送机构5输送至中心载物台1上。
进一步地，如图3所示，水平输送机构5包括第一转辊51、第二转辊52和绕设于第一转辊51和第二转辊52的多条输送带53，多条输送带53沿垂直于输送的方向间隔设置，相邻两条输送带53之间形成避让空间54。具体地，水平输送机构5还包括转辊架，第一转辊51和第二转辊52转动设置在转辊架的两端，在转辊架上靠近第一转辊51的侧边上安装传感器，用于检测待检测工件2是否在输送带53上，进而控制第一转辊51和第二转辊52进行转动，在本实施例中的第一转辊51为从动转动件，第二转辊52为主动驱动件。第二转辊52与伺服电机传动连接。
进一步地，如图3所示，升降输送机构6位于输送带53下方，升降输送机构6包括水平推送机构61和设置于水平推送机构61上的举升爪组件62，水平推送机构61沿输送方向往复移动，举升爪组件62能够穿过避让空间54并将待检测工件2举起并输送至中心载物台1上。具体地，举升爪组件62包括举升爪、伸缩气缸和安装板，通过伸缩气缸带动举升爪穿出避让空间54。水平推送机构61包括第二驱动电机、螺纹杆，安装板的下方设置有螺纹孔，螺纹杆穿过螺纹孔，螺纹杆与第二驱动电机采用带传动的方式进行驱动。
进一步地，如图4所示，中心载物台1上凹设有多个避让槽11，多个避让槽11沿输送方向延伸，且多个避让槽11与多个避让空间54一一对应设置，供举升爪组件62下降后从中心载物台1中抽出。举升爪先将待检测工件2举起并送到中心载物台1的正上方，此时多个举升爪与多个避让槽11从上到下一一对应，然后举升爪下降落入避让槽11内，待检测工件2被放到中心载物台1的上端面，完成待检测工件2的上料后，水平推送机构61带动举升爪回到初始阶段的位置。
进一步地，如图1和图4所示，水平输送机构5还包括伺服电机，伺服电机与第二转辊52传动连接，缺陷检测设备还包括位置检测模块7，位置检测模块7包括第一检测传感器71，第一检测传感器71设置于安装平台8上，待检测工件2的前端和后端依次通过第一检测传感器71。伺服电机通过接受上升沿脉冲进行转动设定的角度和速度，通过计算待检测工件2的前端和后端依次通过第一检测传感器71的时间，得出待检测工件2的直径大小。
进一步地，如图4所示，位置检测模块7还包括第二检测传感器72，第二检测传感器72设置于安装平台8上，第二检测传感器72的发射部正对中心载物台1的轴线。当待检测工件2的前端触发第二检测传感器72后，控制器控制待检测工件2沿输送方向再前进待检测工件2的半径长度的距离，保证待检测工件2的中心与中心载物台1的中心重合。
本实施例中的出料单元300结构上与进料单元100的结构相同，进料单元100和出料单元300对称设置在采集检测单元200的两侧。
本实施例还提供了一种生产线，该生产线包括安全防护罩9和上面所提到的缺陷检测设备，缺陷检测设备的外部罩设有安全防护罩9，安全防护罩9的侧壁上设置有观察窗91。设备正面的三个观察窗91上安装有机强化玻璃，用于观察载体在设备中的检测情况，分别位于进料单元100，采集检测单元200，出料单元300的正前方。其中采集检测单元200区域的机壳部分为设置有侧滑门92，可在一些突发情况时打开并将蜂窝陶瓷载体取出。缺陷检测设备整体是一个封闭的检测机构，在其左右两侧分别是供待检测工件2进出的进料口和出料口。安全防护罩9的上方在设置有报警灯93和触摸显示屏94。采用触摸显示屏94，解放了键盘鼠标等外设所占用的空间，提高设备一体化程度；采用了工业化标准的工控机机箱，可满足各种外部环境的正常使用。缺陷检测设备能够检测蜂窝陶瓷载体的侧面缺陷如：侧面开裂，侧面横向开裂，侧面缺损，表皮凸起，表皮凹陷，气泡等缺陷；以侧面开裂为例，可检测长度≥2.0mm，宽度≥0.03mm，深度≥0.1mm的裂纹。适用于直径80到330mm，高度45到180mm型号的蜂窝陶瓷载体。设备仅需一名工人即可完成所有操作，每分钟可检测3-4个蜂窝陶瓷载体。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所说的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种缺陷检测设备，包括进料单元(100)、采集检测单元(200)和出料单元(300)，其特征在于，所述采集检测单元(200)包括：
中心载物台(1)，用于放置待检测工件(2)；
第一检测模块(3)，设于所述中心载物台(1)上方且朝向所述中心载物台(1)，用于检测所述待检测工件(2)外轮廓的位置信息；
旋转检测模块(4)，包括第二检测模块(41)和XY平面移动机构(42)，所述第二检测模块(41)用于检测所述待检测工件(2)的侧面，所述第二检测模块(41)转动设置于所述XY平面移动机构(42)，所述XY平面移动机构(42)设置于安装平台(8)上并根据检测到的所述外轮廓的位置信息进行环绕运动；
所述第二检测模块(41)被配置为随所述XY平面移动机构(42)绕所述待检测工件(2)进行环绕检测，同时进行自转并始终朝向所述待检测工件(2)的侧面。
2.根据权利要求1所述的缺陷检测设备，其特征在于，所述第二检测模块(41)包括驱动电机(411)、安装基架(412)和线扫相机(413)，所述驱动电机(411)的固定端设置于所述XY平面移动机构(42)的驱动端，所述驱动电机(411)的转动端与所述安装基架(412)传动连接，所述安装基架(412)上沿竖直方向布置有所述线扫相机(413)。
3.根据权利要求2所述的缺陷检测设备，其特征在于，所述第二检测模块(41)还包括固定光源(414)和活动光源(415)，所述安装基架(412)上转动设置有转动螺杆(416)，所述固定光源(414)固设于所述安装基架(412)的尾端，所述活动光源(415)螺接于所述转动螺杆(416)上并能够相对所述固定光源(414)进行升降。
4.根据权利要求1所述的缺陷检测设备，其特征在于，所述进料单元(100)设置于所述采集检测单元(200)的进料侧，所述进料单元(100)包括水平输送机构(5)和升降输送机构(6)，所述中心载物台(1)的高度大于所述水平输送机构(5)的高度，所述升降输送机构(6)用于将所述待检测工件(2)从所述水平输送机构(5)输送至所述中心载物台(1)上。
5.根据权利要求4所述的缺陷检测设备，其特征在于，所述水平输送机构(5)包括第一转辊(51)、第二转辊(52)和绕设于所述第一转辊(51)和所述第二转辊(52)的多条输送带(53)，多条所述输送带(53)沿垂直于输送的方向间隔设置，相邻两条所述输送带(53)之间形成避让空间(54)。
6.根据权利要求5所述的缺陷检测设备，其特征在于，所述升降输送机构(6)位于所述输送带(53)下方，所述升降输送机构(6)包括水平推送机构(61)和设置于所述水平推送机构(61)上的举升爪组件(62)，所述水平推送机构(61)沿输送方向往复移动，所述举升爪组件(62)能够穿过所述避让空间(54)并将所述待检测工件(2)举起并输送至所述中心载物台(1)上。
7.根据权利要求6所述的缺陷检测设备，其特征在于，所述中心载物台(1)上凹设有多个避让槽(11)，多个所述避让槽(11)沿输送方向延伸，且多个所述避让槽(11)与多个所述避让空间(54)一一对应设置，用于所述举升爪组件(62)下降后从所述中心载物台(1)中抽出。
8.根据权利要求5-7任一项所述的缺陷检测设备，其特征在于，所述水平输送机构(5)还包括伺服电机，所述伺服电机与所述第二转辊(52)传动连接，所述缺陷检测设备还包括位置检测模块(7)，所述位置检测模块(7)包括第一检测传感器(71)，所述第一检测传感器(71)设置于所述安装平台(8)上，所述待检测工件(2)的前端和后端依次通过所述第一检测传感器(71)。
9.根据权利要求8所述的缺陷检测设备，其特征在于，所述位置检测模块(7)还包括第二检测传感器(72)，所述第二检测传感器(72)设置于所述安装平台(8)上，所述第二检测传感器(72)的发射部正对所述中心载物台(1)的轴线。
10.一种生产线，其特征在于，包括安全防护罩(9)和如权利要求1-9任一项所述的缺陷检测设备，所述缺陷检测设备的外部罩设有所述安全防护罩(9)，所述安全防护罩(9)的侧壁上设置有观察窗(91)。
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