CN114260206A - 一种铝合金活塞顶面无损检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金活塞顶面无损检测系统及方法,其中系统包括导轨、活塞安装部件以及阻挡部件;导轨上沿其运行方向依次设有第一清洗吹干区、喷涂着色区、第一静置区、第二清洗吹干区、喷涂显影剂区、第二静置区、人工挑选区以及第三清洗吹干区,第一清洗吹干区、喷涂着色区、第二清洗吹干区、喷涂显影剂区以及第三清洗吹干区的对应位置均设有机械手;还包括用于控制机械手以及阻挡部件动作的控制器。本发明所提供的系统,通过在导轨上设置不同的工作区域,利用机械手完成对应区域的工作,可有效提高自动化程度,降低劳动强度;采用渗透检测的方式,可以对活塞的整个顶面及燃烧室进行无损检测,降低了活塞工作时失效的风险。
Description
技术领域
本发明涉及活塞检测领域,特别是涉及一种铝合金活塞顶面无损检测系统及方法。
背景技术
铝合金活塞毛坯,通常采用重力铸造的方式进行铸造,在浇铸过程中铝合金溶液从模具浇道浇入模具的型腔中,实际生产中,受毛坯各个部位的凝固速度影响,导致铝液中的小部分杂质和气体不能顺利上浮,最终只能滞留在毛坯基体内部,形成渣孔和气孔。
活塞在工作中,由于顶面承受着高温、高压载荷,尤其是燃烧室喉口附近工作压力最大,如图1所示,如果此处存在渣孔或气孔对活塞来说是致命的缺陷;工作中缺陷处会在短时间内开裂,造成活塞工作时失效。因此,活塞顶面无损检测是活塞生产过程中一个必不可少的工序。
现有技术中,常用的活塞顶面无损检测方法为涡流检测,然而,采用涡流检测有以下缺点:①使用涡流探伤前,必须提前根据活塞材料牌号以及燃烧室结构制作好标准式样和检测探头,然后还要确定标准信号与缺陷信号形状,这些前期准备工作非常耗时耗力;②受燃烧室结构限制,检测探头的直径不能过大,通常在Ф1-Ф3之间,这也注定涡流检测不能对活塞整个顶面进行检测,通常只能针对燃烧室喉口部位进行检测;因此,涡流检测的范围不够全面;③受活塞材料一致性(电导率、磁导率、形状、尺寸)以及检测环境影响,导致涡流检测信号时有波动,容易给检测人员造成误判。
因此,如何有效提高铝合金活塞顶面无损检测的可靠性,是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝合金活塞顶面无损检测系统及方法,用于实现铝合金活塞顶面的自动化无损检测,提高监测结果的可靠性。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种铝合金活塞顶面无损检测系统,包括导轨、安装在所述导轨上并跟随所述导轨移动的活塞安装部件以及用于阻挡所述活塞安装部件移动的阻挡部件;所述导轨上沿其运行方向依次设有第一清洗吹干区、喷涂着色区、第一静置区、第二清洗吹干区、喷涂显影剂区、第二静置区、人工挑选区以及第三清洗吹干区,所述第一清洗吹干区、所述喷涂着色区、所述第二清洗吹干区、所述喷涂显影剂区以及所述第三清洗吹干区的对应位置均设有机械手;还包括用于控制所述机械手以及所述阻挡部件动作的控制器。
优选的,所述活塞安装部件为活塞挂架,所述活塞挂架上挂设有若干个活塞。
优选的,所述第一清洗吹干区的前端还设有等待区,所述等待区用于放置设有裙部防护的活塞。
优选的,还包括位于所述喷涂着色区位置的喷涂部件,所述喷涂着色区对应位置的机械手可带动所述喷涂部件移动;所述控制器还用于控制所述喷涂部件的开闭。
优选的,还包括位于所述喷涂显影剂区位置的显影剂喷涂部件以及罩设在所述喷涂显影剂区位置的防护罩,所述喷涂着色区对应位置的机械手可带动所述显影剂喷涂部件移动;所述控制器还用于控制所述显影剂喷涂部件的开闭。
优选的,还包括分别位于所述第一清洗吹干区、所述第二清洗吹干区以及所述第三清洗吹干区的清洗吹干管,所述第一清洗吹干区、所述第二清洗吹干区以及所述第三清洗吹干区对应位置的机械手可带动所述清洗吹干管移动;所述控制器还用于控制所述清洗吹干管的开闭。
一种铝合金活塞顶面无损检测方法,采用上述铝合金活塞顶面无损检测系统,包括以下步骤:
步骤S1:将若干预防护后的活塞放置在活塞安装部件上,所述活塞安装部件跟随导轨移动;
步骤S2:当所述活塞安装部件移动至第一清洗吹干区时,将各活塞的顶面依次进行第一次清洗吹干;
步骤S3:当所述活塞安装部件移动至喷涂着色区时,将各活塞的顶面依次喷涂着色;
步骤S4:当所述活塞安装部件移动至第一静置区时,控制所述活塞安装部件停止移动,并静置10-15min;
步骤S5:当所述活塞安装部件移动至第二清洗吹干区时,将各活塞的顶面依次进行第二次清洗吹干;
步骤S6:当所述活塞安装部件移动至喷涂显影剂区时,将各活塞的顶面依次喷涂显影剂;
步骤S7:当所述活塞安装部件移动至第二静置区时,控制所述活塞安装部件停止移动,并静置10-20min;
步骤S8:当所述活塞安装部件移动至人工挑选区时,通过人工识别的方式将带有缺陷标记的活塞挑选出来;
步骤S9:当所述活塞安装部件移动至第三清洗吹干区时,将各活塞的顶面依次进行第三次清洗吹干;
所述活塞的顶面包括燃烧室表面和端面。
优选的,当所述活塞安装部件移动至对应的区域时,控制所述阻挡部件进行阻挡动作,使所述活塞安装部件停止移动;当所述活塞安装部件上的活塞完成对应操作后,控制所述阻挡部件进行释放动作,使所述活塞安装部件继续跟随所述滑轨移动。
优选的,所述阻挡部件设置在所述活塞安装部件上;或者所述导轨的各区域均设有至少一个阻挡部件。
优选的,所述步骤S1中,预防护包括:对所述活塞的群部设置防护膜。
本发明所提供的铝合金活塞顶面无损检测系统,包括导轨、安装在所述导轨上并跟随所述导轨移动的活塞安装部件以及用于阻挡所述活塞安装部件移动的阻挡部件;所述导轨上沿其运行方向依次设有第一清洗吹干区、喷涂着色区、第一静置区、第二清洗吹干区、喷涂显影剂区、第二静置区、人工挑选区以及第三清洗吹干区,所述第一清洗吹干区、所述喷涂着色区、所述第二清洗吹干区、所述喷涂显影剂区以及所述第三清洗吹干区的对应位置均设有机械手;还包括用于控制所述机械手以及所述阻挡部件动作的控制器。本发明所提供的铝合金活塞顶面无损检测系统,通过在所述导轨上设置不同的工作区域,利用所述机械手完成对应区域的工作,可有效提高自动化程度,降低劳动强度;同时,采用渗透检测的方式,可以对活塞的整个顶面及燃烧室进行无损检测,降低了活塞工作时失效的风险。
本发明所提供的铝合金活塞顶面无损检测方法,采用上述铝合金活塞顶面无损检测系统,包括以下步骤:步骤S1:将若干预防护后的活塞放置在活塞安装部件上,所述活塞安装部件跟随导轨移动;步骤S2:当所述活塞安装部件移动至第一清洗吹干区时,将各活塞的顶面依次进行第一次清洗吹干;步骤S3:当所述活塞安装部件移动至喷涂着色区时,将各活塞的顶面依次喷涂着色;步骤S4:当所述活塞安装部件移动至第一静置区时,控制所述活塞安装部件停止移动,并静置10-15min;步骤S5:当所述活塞安装部件移动至第二清洗吹干区时,将各活塞的顶面依次进行第二次清洗吹干;步骤S6:当所述活塞安装部件移动至喷涂显影剂区时,将各活塞的顶面依次喷涂显影剂;步骤S7:当所述活塞安装部件移动至第二静置区时,控制所述活塞安装部件停止移动,并静置10-20min;步骤S8:当所述活塞安装部件移动至人工挑选区时,通过人工识别的方式将带有缺陷标记的活塞挑选出来;步骤S9:当所述活塞安装部件移动至第三清洗吹干区时,将各活塞的顶面依次进行第三次清洗吹干;所述活塞的顶面包括燃烧室表面和端面。本发明所提供的铝合金活塞顶面无损检测方法,不易受干扰,检测范围全面,检测结果直观,检测效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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为铝合金活塞的结构示意图;
图2为本发明所提供的铝合金活塞顶面无损检测方法中所使用的渗透检测工艺的原理图;
图3为本发明所提供的铝合金活塞顶面无损检测系统中各工位的示意图;
图4为本发明所提供的铝合金活塞顶面无损检测方法的流程图;
其中:活塞-1、裙部-1-1、燃烧室-1-2、喉口-1-3、端面-1-4、导轨-2、机械手-3。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种铝合金活塞顶面无损检测系统及方法,能够实现铝合金活塞顶面的自动化无损检测,提高监测结果的可靠性。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图4,图1为铝合金活塞的结构示意图;图2为本发明所提供的铝合金活塞顶面无损检测方法中所使用的渗透检测工艺的原理图;
图3为本发明所提供的铝合金活塞顶面无损检测系统中各工位的示意图;
图4为本发明所提供的铝合金活塞顶面无损检测方法的流程图。
在该实施方式中,铝合金活塞顶面无损检测系统包括导轨2、活塞安装部件、阻挡部件以及控制器。
其中,活塞安装部件安装在导轨2上并跟随导轨2移动,阻挡部件用于阻挡活塞安装部件移动,使的活塞安装部件被限制在某一处位置,方便进行对应的操作;导轨2上沿其运行方向依次设有第一清洗吹干区、喷涂着色区、第一静置区、第二清洗吹干区、喷涂显影剂区、第二静置区、人工挑选区以及第三清洗吹干区,第一清洗吹干区、喷涂着色区、第二清洗吹干区、喷涂显影剂区以及第三清洗吹干区的对应位置均设有机械手3;还包括用于控制机械手3以及阻挡部件动作的控制器。
本发明所提供的铝合金活塞顶面无损检测系统,通过在导轨2上设置不同的工作区域,利用机械手3完成对应区域的工作,可有效提高自动化程度,降低劳动强度;同时,采用渗透检测的方式,可以对活塞1的整个顶面及燃烧室1-2进行无损检测,降低了活塞1工作时失效的风险。有效避免了现有涡流检测技术检测范围小、信号易受干扰、检测结果不直观、前期准备工作复杂等一系列问题。
在上述各实施方式的基础上,活塞安装部件为活塞1挂架,活塞1挂架上挂设有若干个活塞1。具体的,每副镶圈挂架根据活塞1大小的不同可挂活塞132-48件;优选的,为了方便对活塞1的操作,可以优选将各活塞1的顶面设置在同一方向,如朝上放置。
在上述各实施方式的基础上,第一清洗吹干区的前端还设有等待区,等待区用于放置设有裙部1-1防护的活塞1,优选采用防护膜进行防护。
在上述各实施方式的基础上,还包括位于喷涂着色区位置的喷涂部件,喷涂着色区对应位置的机械手3可带动喷涂部件移动,喷涂部件可直接设置在机械手3上;控制器还用于控制喷涂部件的开闭。
在上述各实施方式的基础上,还包括位于喷涂显影剂区位置的显影剂喷涂部件以及罩设在喷涂显影剂区位置的防护罩,喷涂着色区对应位置的机械手3可带动显影剂喷涂部件移动,显影剂喷涂部件可直接设置在机械手3上;控制器还用于控制显影剂喷涂部件的开闭。
在上述各实施方式的基础上,还包括分别位于第一清洗吹干区、第二清洗吹干区以及第三清洗吹干区的清洗吹干管,第一清洗吹干区、第二清洗吹干区以及第三清洗吹干区对应位置的机械手3可带动清洗吹干管移动,清洗吹干管可直接设置在机械手3上;控制器还用于控制清洗吹干管的开闭。
除上述铝合金活塞顶面无损检测系统外,本发明还提供了一种铝合金活塞顶面无损检测方法。优选采用上述铝合金活塞顶面无损检测系统,该铝合金活塞顶面无损检测方法包括以下步骤:
步骤S1:将若干预防护后的活塞1放置在活塞安装部件上,活塞安装部件跟随导轨2移动;
步骤S2:当活塞安装部件移动至第一清洗吹干区时,将各活塞1的顶面依次进行第一次清洗吹干;
步骤S3:当活塞安装部件移动至喷涂着色区时,将各活塞1的顶面依次喷涂着色;
步骤S4:当活塞安装部件移动至第一静置区时,控制活塞安装部件停止移动,并静置10-15min;
步骤S5:当活塞安装部件移动至第二清洗吹干区时,将各活塞1的顶面依次进行第二次清洗吹干;
步骤S6:当活塞安装部件移动至喷涂显影剂区时,将各活塞1的顶面依次喷涂显影剂;
步骤S7:当活塞安装部件移动至第二静置区时,控制活塞安装部件停止移动,并静置10-20min;
步骤S8:当活塞安装部件移动至人工挑选区时,通过人工识别的方式将带有缺陷标记的活塞1挑选出来;
步骤S9:当活塞安装部件移动至第三清洗吹干区时,将各活塞1的顶面依次进行第三次清洗吹干。
活塞1的顶面包括燃烧室1-2表面和端面1-4,如图1中A向所示的整个顶面,燃烧室1-2表面包括燃烧室1-2的内表面以及喉口1-3表面。
该铝合金活塞顶面无损检测方法,采用渗透检测代替涡流检测,大部分检测工作可由工业机械手3来完成,增加了检测系统的自动化程度,大大减轻了工人的劳动强度;渗透检测可以对活塞1的端面1-4及燃烧室1-2进行无损检测,降低了活塞1工作时失效的风险;渗透检测过程不受外部环境影响,且检测结果更可靠、更直观。
在上述各实施方式的基础上,当活塞安装部件移动至对应的区域时,控制阻挡部件进行阻挡动作,使活塞安装部件停止移动;当活塞安装部件上的活塞1完成对应操作后,控制阻挡部件进行释放动作,使活塞安装部件继续跟随滑轨移动。当然,也可以不设置阻挡部件,通过停止导轨2的移动,而实现活塞安装部件的停止移动。
在上述各实施方式的基础上,阻挡部件设置在活塞安装部件上;或者导轨2的各区域均设有至少一个阻挡部件,例如,阻挡部件可以为气缸,导轨2上可以设置到位传感器,当到位传感器监测到活塞安装部件靠近时,气缸伸出,将活塞安装部件锁止在导轨2的目标位置,实现活塞安装部件的限位,当活塞安装部件停止移动时,不影响导轨2的运行。具体的,活塞安装部件的数量可以为多个,当某一个活塞安装部件停止移动时,不影响其他活塞安装部件的移动,不会造成相互干涉即可,可有效提高检测效率。导轨2优选为具有设有若干滚轴的导轨,若干滚轴一次平行排列,通过滚轴的转动,实现对活塞安装部件的运输目的,当活塞安装部件位于滚轴上时,活塞安装部件会在滚轴的作用下向前移动,当阻挡部件作用时,如阻挡部件设置在活塞安装部件上,阻挡部件向下伸出与滚轴卡接,活塞安装部件停止移动。
在上述各实施方式的基础上,步骤S1中,预防护包括:对活塞1的群部设置防护膜,具体的,防护膜可以为塑料膜,防止后续渗透剂和显影剂污染活塞1裙部1-1的石墨层。
该系统和方法,主要采用渗透检测技术,如图2所示,包括渗透、去除、显象和观察,来代替涡流检测技术,渗透检测技术的主要工作原理是在活塞1整个顶面喷涂含有着色染料的渗透液后,在毛细管作用下,经过一定时间的渗透,渗透液可以渗进表面开口缺陷中,开口缺陷如气孔和渣孔;再经去除零件表面多余的渗透液和干燥后,在活塞1整个顶面喷涂显象剂;同样,在毛细管作用下,显象剂将吸引缺陷中的渗透液,即渗透液回渗到显象剂中;在一定的光源下,缺陷处的渗透液痕迹被显示黄绿色荧光或红色,从而探测出缺陷的形貌及分布状态。
在一种具体实施例中,该铝合金活塞顶面无损检测系统和方法,在导轨2上设置9个工作区,如图3所示,分别是:
1、等待区:在该区域,操作者将做好裙部1-1预防护的成品待检验活塞1挂在导轨2上的镶圈挂架上;
2、第一清洗吹干区:为避免活塞1的顶面可能附着杂物影响检测结果,在该区域使用清水清洗掉活塞1的顶面上的杂物并吹干,全程由工业机械手3完成;
3、喷涂着色区:在该区域内,使用工业机械手3将着色剂均匀的喷涂在待检活塞1的顶面;为避免着色剂渗透到人的皮肤和眼睛中,影响人体健康,要求整个区域采用防护罩,如玻璃罩密封;
4、第一静置区:在该区域内,将喷涂完成后的活塞1静置10-15min,确保着色剂有效的渗透到缺陷内部;
5、第二清洗吹干区:在该区域使用清水清洗掉活塞1顶面多余的着色剂并吹干,全程工业机械手3完成;
6、喷涂显影剂区:在该区域内,使用工业机械手3将显影剂均匀的喷涂在待检活塞1顶面。同样为避免显影剂渗透到人的皮肤和眼睛中,影响人体健康,要求整个区域采用玻璃罩密封;
7、第二静置区:在该区域内,将喷涂完成后的活塞1静置10-20min,确保缺陷处的着色剂痕迹被显示出来;
8、人工挑选区:在该区域内,通过人工识别的方式将带有缺陷标记的活塞1挑选出来;
9、第三清洗吹干区:在该区域内,用清水将挑选合格后活塞1顶面显影剂清洗干净并吹干,然后进入下一道工序。
以上对本发明所提供的铝合金活塞顶面无损检测系统及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种铝合金活塞顶面无损检测系统,其特征在于,包括导轨(2)、安装在所述导轨(2)上并跟随所述导轨(2)移动的活塞安装部件以及用于阻挡所述活塞安装部件移动的阻挡部件;所述导轨(2)上沿其运行方向依次设有第一清洗吹干区、喷涂着色区、第一静置区、第二清洗吹干区、喷涂显影剂区、第二静置区、人工挑选区以及第三清洗吹干区,所述第一清洗吹干区、所述喷涂着色区、所述第二清洗吹干区、所述喷涂显影剂区以及所述第三清洗吹干区的对应位置均设有机械手(3);还包括用于控制所述机械手(3)以及所述阻挡部件动作的控制器。
2.根据权利要求1所述的铝合金活塞顶面无损检测系统,其特征在于,所述活塞安装部件为活塞(1)挂架,所述活塞(1)挂架上挂设有若干个活塞(1)。
3.根据权利要求1所述的铝合金活塞顶面无损检测系统,其特征在于,所述第一清洗吹干区的前端还设有等待区,所述等待区用于放置设有裙部(1-1)防护的活塞(1)。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的铝合金活塞顶面无损检测系统,其特征在于,还包括位于所述喷涂着色区位置的喷涂部件,所述喷涂着色区对应位置的机械手(3)可带动所述喷涂部件移动;所述控制器还用于控制所述喷涂部件的开闭。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的铝合金活塞顶面无损检测系统,其特征在于,还包括位于所述喷涂显影剂区位置的显影剂喷涂部件以及罩设在所述喷涂显影剂区位置的防护罩,所述喷涂着色区对应位置的机械手(3)可带动所述显影剂喷涂部件移动;所述控制器还用于控制所述显影剂喷涂部件的开闭。
6.根据权利要求1至3任意一项所述的铝合金活塞顶面无损检测系统,其特征在于,还包括分别位于所述第一清洗吹干区、所述第二清洗吹干区以及所述第三清洗吹干区的清洗吹干管,所述第一清洗吹干区、所述第二清洗吹干区以及所述第三清洗吹干区对应位置的机械手(3)可带动所述清洗吹干管移动;所述控制器还用于控制所述清洗吹干管的开闭。
7.一种铝合金活塞顶面无损检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:将若干预防护后的活塞(1)放置在活塞安装部件上,所述活塞安装部件跟随导轨(2)移动;
步骤S2:当所述活塞安装部件移动至第一清洗吹干区时,将各活塞(1)的顶面依次进行第一次清洗吹干;
步骤S3:当所述活塞安装部件移动至喷涂着色区时,将各活塞(1)的顶面依次喷涂着色;
步骤S4:当所述活塞安装部件移动至第一静置区时,控制所述活塞安装部件停止移动,并静置10-15min;
步骤S5:当所述活塞安装部件移动至第二清洗吹干区时,将各活塞(1)的顶面依次进行第二次清洗吹干;
步骤S6:当所述活塞安装部件移动至喷涂显影剂区时,将各活塞(1)的顶面依次喷涂显影剂;
步骤S7:当所述活塞安装部件移动至第二静置区时,控制所述活塞安装部件停止移动,并静置10-20min;
步骤S8:当所述活塞安装部件移动至人工挑选区时,通过人工识别的方式将带有缺陷标记的活塞(1)挑选出来;
步骤S9:当所述活塞安装部件移动至第三清洗吹干区时,将各活塞(1)的顶面依次进行第三次清洗吹干;
所述活塞(1)的顶面包括燃烧室(1-2)表面和端面(1-4)。
8.根据权利要求7所述的铝合金活塞顶面无损检测方法,其特征在于,当所述活塞安装部件移动至对应的区域时,控制所述阻挡部件进行阻挡动作,使所述活塞安装部件停止移动;当所述活塞安装部件上的活塞(1)完成对应操作后,控制所述阻挡部件进行释放动作,使所述活塞安装部件继续跟随所述滑轨移动。
9.根据权利要求8所述的铝合金活塞顶面无损检测方法,其特征在于,所述阻挡部件设置在所述活塞安装部件上;或者所述导轨(2)的各区域均设有至少一个阻挡部件。
10.根据权利要求7至9任意一项所述的铝合金活塞顶面无损检测方法,其特征在于,所述步骤S1中,预防护包括:对所述活塞(1)的群部设置防护膜。
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