CN114653687A - 一种发动机连杆激光清洗与清洗质量监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发动机连杆激光清洗与清洗质量监测装置及方法，该装置包括第一传送带、第二传送带、上料机械手、下料机械手、多个激光清洗单元以及多个清洗质量检测单元，该装置通过利用激光清洗技术对发动机连杆进行清洗，实现对连杆高效清洗；并通过双层异向输送的传送带结构实现输送过程中连杆自动翻面，从而连杆全表面覆盖清洗，结合清洗质量检测单元可对每次清洗质量进行检测，从而既提高清洗效率，同时提升清洗质量。

Description

一种发动机连杆激光清洗与清洗质量监测装置及方法

技术领域

本发明属于汽车零件清洗技术领域，涉及一种发动机连杆激光清洗与清洗质量监测装置及方法。

背景技术

连杆作为汽车发动机的重要零部件，工作中承受着很高的周期性载荷，其受力非常复杂，因此对连杆的装配要求很高。发动机连杆在进行一系列的机加工过程中，工件表面及缝隙处留有大量的残余金属碎屑及防锈油污垢，不仅容易划伤连杆精度要求极高的大小头内表面，还不利于连杆工作时的热量传递，严重影响连杆与发动机及曲轴装配后的工作性能。故在连杆加工完成后与打包保存前需增加一道总成清洗工序，以保证连杆进行装配前的表面清洁度。

激光清洗是目前较为成熟的一种清洗方式，具有高效、精确、环保的特点，在除锈、金属着色等领域有应用。其原理是利用高能激光经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度，照射在清洗件表面，聚焦激光在焦点附近通过热辐射和热传导产生的上千度高温，在清洗件表面产生振动、热膨胀、熔化和汽化等一系列复杂的物理化学变化来去除附着在清洗件表面的杂质。

激光清洗相比较机械摩擦清洗、化学腐蚀清洗、液体固体强力冲击清洗、高频超声清洗等传统清洗方法相比，激光清洗具有明显的优点：

(1)激光清洗是一种绿色清洁的清洗方法，不需使用任何化学药剂和清洗液，清洗下来的废料基本上都是固体粉末，体积小，易于存放，可回收，可以轻易解决化学清洗带来的环境污染问题；

(2)传统的清洗方法往往是接触式清洗，对清洗物体表面有机械作用力，会损伤物体的表面，又或者清洗的介质会附着于被清洗物体的表面，无法去除产生二次污染，激光清洗的无研磨和非接触性使这些问题迎刃而解；

(3)激光可以通过光纤传输，与机器手和机器人相配合，方便地实现远距离操作，能清洗传统方法不易达到的部位，这在一些危险的场所使用可以确保人员的安全；

(4)激光清洗能够清除各种材料表面的各种类型的污染物，达到常规清洗无法达到的清洁度。而且还可以在不损伤材料表面的情况下有选择性地清洗材料表面的污染物

当前，随着高功率、高重复频率、窄脉冲宽度的激光器迅速发展，将高能激光引入清洗领域，使得高效、环保的激光清洗成为了发展方向。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明公布了一种发动机连杆激光清洗及清洗质量监测装置及方法，该装置通过利用激光清洗技术对发动机连杆进行清洗，实现对连杆高效清洗；并通过双层异向输送的传送带结构实现输送过程中连杆自动翻面，从而连杆全表面覆盖清洗，结合清洗质量检测单元可对每次清洗质量进行检测，从而既提高清洗效率，同时提升清洗质量。

本发明具体公开一种发动机连杆激光清洗及清洗质量监测装置，包括第一传送带、第二传送带、上料机械手、下料机械手、多个激光清洗单元以及多个清洗质量检测单元，其中所述第一传送带和第二传送带采用上下层分布结构，所述第一传送带位于第二传送带的上方，且所述第一传送带和第二传送带的输送方向相反；所述第一传动带沿传输方向的末端设有斜向下的延伸部，所述第一传送带上沿传输方向依次设有第一工位、第二工位、第三工位，所述上料机械手位于第一工位侧方，所述第二工位上方设有第一激光清洗单元，所述第三工位上方设有第一清洗质量检测单元；所述第二传送带上沿传输方向依次设有第四工位、第五工位、第六工位，所述第四工位上方设有第二激光清洗单元，所述第五工位的上方设有第二清洗质量检测单元，所述第六工位侧方设有所述下料机械手。

进一步的，所述第一传动带中延伸部的传送方向与第二传送带的传送方向的夹角范围为45-80度，且第一传送带延伸部的端部第二传送带表面的距离小于或等于发动机连杆的宽度，所述第一传送带延伸部的端部第二传送带表面的距离大于发动机连杆的厚度。

进一步的，所述上料机械手与下料机械手均包括连杆抓取夹具、第一移动臂、第二移动臂以及固定底座，所述第一移动臂的一端与固定底座铰接，所述第一移动臂的另一端与第二移动臂的端部铰接；所述连杆抓取夹具设置于第二移动臂中远离第一移动臂的一端。

进一步的，所述清洗质量检测单元包括检测相机、水平伸缩固定组件、PC端以及模数变换器，其中所述水平伸缩固定组件包括水平伸缩杆以及安装座，所述水平伸缩杆设有水平伸缩部和竖向连接部，所述水平伸缩部与固定连接部呈L型连接结构；所述检测相机设置于第一传送带或第二传送带的上方，且所述检测相机与水平伸缩部连接；所述模数变换器与检测相机电连接，且所述模数变换器将检测相机采集图像信号转化为数字信号，并传输至PC端；所述PC端对图像中杂质颗粒大小进行分析，并判断清洗是否合格。

进一步的，所述激光清洗单元包括激光清洗头、水平X轴移动端、竖向连接臂、激光清洗底座、传送带工作台底座以及工作台调节部，其中所述竖向连接臂下部与激光清洗底座连接，所述水平X轴移动端与竖向连接部上端滑动连接，所述激光清洗头设置于水平X轴移动端的端部位置；所述工作台调节部固定于传送带工作台底座上，所述第一传送带或第二传送带位于工作台调节部的上表面；所述水平X轴移动端带动激光清洗头进行水平X轴移动，实现对发动机连杆整体表面进行清洗，所述工作台调节部则承托第一传送带或第二传送带上的发动机连杆，并配合激光清洗头进行清洗。

进一步的，所述第二工位、第三工位、第四工位以及第五工位的位置均设有连杆固定夹具，所述连杆固定夹具包括小端头固定部和大端头固定部，小端头固定部和大端头固定部分别相对设置于第一传送带或第二传送带的两侧，所述小端头固定部包括夹具支架和两个弧形夹爪，所述夹具支架固定于第一传送带或第二传送带的侧方，所述弧形夹爪与夹具支架铰接。

进一步的，每个弧形夹爪的内侧面采用半径不同的第一圆弧段和第二圆弧段构成，其中第一圆弧段的半径大于第二圆弧段半径，所述弧形夹爪夹紧发动机连杆的小端头时，所述第一圆弧段靠近夹具支架一侧，所述第二圆弧段靠近发动机连杆的杆身。

根据上述发动机连杆激光清洗及清洗质量监测装置，本发明进一步公开了一种发动机连杆激光清洗及清洗质量监测方法，其包括如下步骤：

S1.上料机械手将发动机连杆放置于第一传送带的第一工位上，第一传送带带动发动机连杆向第二工位匀速移动；

S2.发动机连杆到达第二工位后，由连杆固定夹具从第一传送带上夹起并固定，同时激光清洗单元对发动机连杆的一侧面进行清洗，清洗完成后，连杆固定夹具松开，发动机连杆重新落回第一传送带，且随第一传送带进入第三工位；

S3.发动机连杆到达第二工位后，由连杆固定夹具从第一传送带上夹起并固定，同时清洗质量检测单元对发动机连杆表面进行分析检测，判断是否清洗合格；检测完成后连杆固定夹具松开，发动机连杆重新落回第一传送带，发动机连杆经第一传送带延伸部落入第二传送带，且第二传送带带动发动机连杆进行翻面；

S4.发动机连杆随第二传动带进入第四工位，由连杆固定夹具从第二传送带上夹起并固定，同时激光激光清洗单元的另一侧面进行清洗，清洗完成后，连杆固定夹具松开，发动机连杆重新落回第二传送带，且随第二传送带进入第五工位；

S5.发动机连杆到达第五工位后，由连杆固定夹具从第二传送带上夹起并固定，同时清洗质量检测单元对发动机连杆表面进行分析检测，判断是否清洗合格；检测完成后连杆固定夹具松开，发动机连杆重新落回第二传送带，并随第二传送带进入第六工位；

S6.发动机连杆进入第六工位后，下料机械手根据清洗质量检测单元的检测结果将发动机连杆转移至合格区域或者不合格区域。

进一步的，所述清洗质量单元对发动机连杆表面进行分析检测的具体方法为：

利用清洗质量检测单元的检测相机对清洗完成的发动机连杆进行图像拍摄，并上传至清洗质量检测单元的PC端；

PC端中的检测程序运行打开图像，并对图像进行预处理；其中图像预处理包括对图像中的连杆准确确定位置以及对连杆图像进行划分；

对图像进行灰度化处理：采用灰度变换中的灰值化，并在图像分割环节中采用Prewitt边缘算子将图像转化为灰度图像，接着对灰度图像的发动机连杆信息特征进行增强，获取图像边缘，并对提取的图像边缘进行二值化处理；

对图像中发动机连杆表面的金属杂质进行形状及位置识别：运用CDemo View子函数，对图像进行形态学运算和腐蚀运算；

进行图像倾斜矫正：运用Onplatelocate函数，在几何变换中旋转任意矫正角度，校正角度自动输入3-10范围，并自动进行校正；

对图像中金属杂质进行再次定位：在对发动机连杆图形进行矫正后，利用CDemoView子函数重新进行定位；

运用Onplatelocate函数对图像中金属杂质进行提取，然后利用图像中金属杂质的边界点进行曲线拟合，利用8邻域距离d8(P，Q)＝max{|M-K|+|n-l|}计算金属杂质直径，其中设P点的坐标为(m，n)，Q点的坐标为(k，l)；

利用计算得出金属杂质直径与设定阀值进行对比，若金属杂质直径处于设定阀值内，则判定清洗质量合格、否则判定清洗质量不合格。

进一步的，所述S6步骤中下料机械手根据清洗质量检测单元的检测结果将发动机连杆进行转移的具体方法为：

S61.下料机械手首先整合分析第一传送带的清洗质量检测单元以及第二传送带的清洗质量检测单元的检测结果；

S62.若存在其中一个清洗质量检测单元的检测结果不合格，则下料机械手将对应发动机连杆转移至不合格区域；若全部清洗质量检测单元的检测结果均合格，则下料机械手将对应发农机连杆转移至合格区域。

与现有技术相比，本发明产生的有益技术效果为：

1)本发明的发动机连杆激光清洗及清洗质量监测装置，通过利用激光清洗技术对发动机连杆进行清洗，特别是连杆体表面、连杆大小头通孔和小头孔衬套夹层中缝隙等难以清洗部位进行高效清洗。本发明通过激光头产生一定功率的高能激光，将高能激光束作用在连杆表面，通过激光头的移动使得连杆全表面覆盖清洗，实现连杆高效清洗的动作。

2)本发明的发动机连杆激光清洗及清洗质量监测装置中采用上下两层传送带结构，并在传送带划分多个工位，针对发动机连杆利用传送带进行传送，分别进入不同工位进行对应清洗/检测，同时利用双层且异向输送的传送带结构实现输送过程中连杆自动翻面，从而连杆全表面覆盖清洗，既提高清洗效率，同时提升清洗质量。

3)本发明的发动机连杆激光清洗及清洗质量监测装置中设有清洗质量检测单元，针对发动机连杆的每一侧表面进行清洗后，均会对清洗质量进行检测，并判断清洗是否合格，当连杆整体表面均清洗合格后，才会输送打包，并进入后续场合进行使用，保证了发动机连杆表面清洗质量。

附图说明

图1为本实施例1中一种发动机连杆激光清洗及清洗质量监测装置的结构示意图；

图2为本实施例1中第一传送带的清洗结构示意图；

图3为本实施例1中第二传送带的清洗结构示意图；

图4为本实施例1上料机械手的结构示意图；

图5为本实施例1中激光清洗单元的结构示意图；

图6为本实施例1中激光清洗单元的光路结构示意图；

图7为本实施例1中清洗质量检测单元的结构示意图；

图8为本实施例1中连杆固定夹具的结构示意图；

图9为本实施例1连杆固定夹具的小端头固定部的结构示意图；

图10为本实施例2中清洗质量单元对发动机连杆表面进行分析检测的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式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方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

结合图1所示，本实施例中公开了一种发动机连杆激光清洗及清洗质量监测装置，包括第一传送带1、第二传送带2、上料机械手4、下料机械手9、多个激光清洗单元以及多个清洗质量检测单元，其中所述第一传送带1和第二传送带2采用上下层分布结构，所述第一传送带1位于第二传送带2的上方，且所述第一传送带1和第二传送带2的输送方向相反；所述第一传动带沿传输方向的末端设有斜向下的延伸部14，进一步的，所述第一传动带中延伸部14的传送方向与第二传送带2的传送方向的夹角范围为45-80度，且第一传送带1延伸部14的端部与第二传送带2表面的距离小于或等于发动机连杆的宽度，所述第一传送带1延伸部14的端部与第二传送带2表面的距离大于发动机连杆的厚度。该双层传送带结构只要目的是通过传送带将发动机连杆进行翻转，从而实现对连杆两面激光清洗，为确保发动机连杆稳定翻转，本实施例中通过限定第一传送带1延伸部14的端部第二传送带2表面的距离，即保证发动机连杆与第二传送带2表面刚接触时，第一传送带1仍可限制发动机连杆的翻转方向，结合附图1所示，通过第二传送带2使发动机连杆的下侧向左运动，而发动机连杆上侧由于位于左侧的第一传送带1阻挡，水平位置基本不动，随着发动机连杆下侧继续向左运动，发动机连杆的上侧向右偏，最终发动机连杆进行翻面。

所述第一传送带1上沿传输方向依次设有第一工位11、第二工位12、第三工位13，所述上料机械手4位于第一工位11侧方，所述第二工位12上方设有第一激光清洗单元5，所述第三工位13上方设有第一清洗质量检测单元6；所述第二传送带2上沿传输方向依次设有第四工位21、第五工位22、第六工位23，所述第四工位21上方设有第二激光清洗单元7，所述第五工位22的上方设有第二清洗质量检测单元8，所述第六工位23侧方设有所述下料机械手9。进一步的，结合附图2-3所示，所述第二工位12、第三工位13、第四工位21以及第五工位22的位置均设有连杆固定夹具10，所述连杆固定夹具10包括小端头固定部101和大端头固定部，如图8所示，小端头固定部101和大端头固定部分别相对设置于第一传送带1或第二传送带2的两侧，连杆固定夹具10安装在传送带边缘上，且不跟随传送带移动，当发动机连杆到达位置后(不需要很精准)，张开的连杆固定夹具10开始收拢夹紧发动机连杆，当所在工位的工序完成后，连杆固定夹具10松开回到虚线位置，发动机连杆跟随传送带到下一工位。该连杆固定夹具10可以同时起到定位和夹紧的作用，具有对发动机连杆位置的自适应性。

所述小端头固定部101包括夹具支架和两个弧形夹爪，如图9所示，所述夹具支架固定于第一传送带1或第二传送带2的侧方，所述弧形夹爪与夹具支架铰接。每个弧形夹爪的内侧面采用半径不同的第一圆弧段1011和第二圆弧段1012构成，其中第一圆弧段1011的半径大于第二圆弧段1012半径，所述弧形夹爪夹紧发动机连杆的小端头时，所述第一圆弧段1011靠近夹具支架一侧，所述第二圆弧段1012靠近发动机连杆的杆身。上述结构目的是在夹紧不同尺寸的发动机连杆时，使发动机连杆小端头外圆位于夹具内部的边缘周长大于位于夹具外部的周长，即弧形夹爪与发动机连杆外边缘的接触点位置始终在发动机连杆小端头的靠近连杆杆身的一侧，以起到较好的固定作用，并且大端头的夹爪也能满足对不同尺寸连杆的固定，进而使得该夹具对发动机连杆的尺寸具有自适应性，可以实现对不同尺寸发动机连杆的夹紧。

其工作过程为：

在第一工位11，上料机械手4自动将发动机连杆放置在第一传送带1上，第一传送带1匀速由左往右移动；

发动机连杆到达第二工位12，夹具夹紧连杆，激光清洗单元对连杆表面进行激光清洗，清洗完成后夹具松开；

连杆到达第三工位13，夹具夹紧连杆，清洗质量检测单元对发动机连杆进行清洗质量检测，其检测原理为：通过检测相机64拍摄发动机连杆表面，获得彩色的连杆图像数据，然后将图像数据上传至PC端6，进行机器视觉检测获取杂质最大直径，从而判定清洗合格与不合格；

当检测完成后夹具松开，发动机连杆在传送带的输送下掉落到下方的传送带中，下方的传送带运动方向与上方相反。通过角度设计为45°(上层传送带的斜面与竖直方向的夹角为10°至45°区间)以及下层传送带的速度设计为10m/s，可实现工件翻转；

连杆到达第四工位21，夹具夹紧连杆，激光清洗单元对发动机连杆另一表面进行激光清洗，清洗完成后夹具松开；

连杆到达第五工位22，夹具夹紧连杆，清洗质量检测单元再次进行清洗质量检测，检测完成后夹具松开；

连杆到达第六工位23，下料机械手9自动将连杆抓取送离传送带，并可以将前述清洗质量检测中判定为不合格的连杆与合格的连杆区别放置，进而完成连杆整套清洗过程。

重复上述的步骤，本实施例的装置可实现六根连杆同时进行清洗过程，具有高效的清洗效率。

进一步的，结合图4所示，本实施例中所述上料机械手4与下料机械手9均包括连杆抓取夹具44、第一移动臂42、第二移动臂43以及固定底座41，所述第一移动臂42的一端与固定底座41铰接，所述第一移动臂42的另一端与第二移动臂43的端部铰接；所述连杆抓取夹具44设置于第二移动臂43中远离第一移动臂42的一端。该连杆抓取夹具44可针对不同类型、大小、尺寸的发动机连杆进行自动转换搭配，并且利用第一移动臂42和第二移动臂43实现整台上、下料机械手9的水平X轴和垂直Y轴移动，实现发动机连杆准确抓取放置和转移。

进一步的，如图7所示，所述清洗质量检测单元包括检测相机64、水平伸缩固定组件63、PC端6以及模数变换器65，其中所述水平伸缩固定组件包括水平伸缩杆以及安装座61，所述水平伸缩杆设有水平伸缩部63和竖向连接部62，所述水平伸缩部63与固定连接部呈L型连接结构；所述检测相机64设置于第一传送带1或第二传送带2的上方，且所述检测相机64与水平伸缩部63连接；所述模数变换器65与检测相机64电连接，且所述模数变换器65将检测相机64采集图像信号转化为数字信号，并传输至PC端6；所述PC端6对图像中杂质颗粒大小进行分析，并判断清洗是否合格，例如判断金属杂质最大直径是否小于等于600um。若金属杂质最大直径小于等于600um，则满足清洁度要求，判定为合格；若金属杂质最大直径大于600um，则不满足清洁度要求，判定为不合格。

进一步的，如图5所示，所述激光清洗单元包括激光清洗头54、水平X轴移动端53、竖向连接臂52、激光清洗底座51、传送带工作台底座15以及工作台调节部16，其中所述竖向连接臂52下部与激光清洗底座51连接，所述水平X轴移动端53与竖向连接部62上端滑动连接，所述激光清洗头54设置于水平X轴移动端53的端部位置；所述工作台调节部16固定于传送带工作台底座15上，所述第一传送带1或第二传送带2位于工作台调节部16的上表面；所述水平X轴移动端53带动激光清洗头54进行水平X轴移动，实现对发动机连杆整体表面进行清洗，所述工作台调节部16则承托第一传送带1或第二传送带2上的发动机连杆，并配合激光清洗头54进行清洗。结合图6所示，本实施例激光清洗单元中设有光路结构，具体的，该光路结构包括YAG反射器55、光纤线56、激光滤镜组件531、扩束准直透镜组件532、反射镜533、聚焦镜头534以及激光清洗头54，从YAG反射器55发出的激光经过光纤线56送入激光滤镜组件531中，过滤噪声光波，以获得优质波长的红外光，然后激光通过扩束准直透镜组件532，扩大束腰半径，减少发射角；并经由反射镜533改变光路方向，使激光垂直向下发射，经过聚焦镜头534、激光清洗头54，最终适当功率的激光射出至发动机连杆表面进行清洗。

实施例2：

本实施例公开了一种发动机连杆激光清洗及清洗质量监测方法，其包括如下步骤：

S1.上料机械手4将发动机连杆放置于第一传送带1的第一工位11上，第一传送带1带动发动机连杆向第二工位12匀速移动；

S2.发动机连杆到达第二工位12后，由连杆固定夹具10从第一传送带1上夹起并固定，同时激光清洗单元对发动机连杆的一侧面进行清洗，清洗完成后，连杆固定夹具10松开，发动机连杆重新落回第一传送带1，且随第一传送带1进入第三工位13；

S3.发动机连杆到达第二工位12后，由连杆固定夹具10从第一传送带1上夹起并固定，同时清洗质量检测单元对发动机连杆表面进行分析检测，判断是否清洗合格；检测完成后连杆固定夹具10松开，发动机连杆重新落回第一传送带1，发动机连杆经第一传送带1延伸部14落入第二传送带2，且第二传送带2带动发动机连杆进行翻面；

S4.发动机连杆随第二传动带进入第四工位21，由连杆固定夹具10从第二传送带2上夹起并固定，同时激光激光清洗单元的另一侧面进行清洗，清洗完成后，连杆固定夹具10松开，发动机连杆重新落回第二传送带2，且随第二传送带2进入第五工位22；

S5.发动机连杆到达第五工位22后，由连杆固定夹具10从第二传送带2上夹起并固定，同时清洗质量检测单元对发动机连杆表面进行分析检测，判断是否清洗合格；检测完成后连杆固定夹具10松开，发动机连杆重新落回第二传送带2，并随第二传送带2进入第六工位23；

S6.发动机连杆进入第六工位23后，下料机械手9根据清洗质量检测单元的检测结果将发动机连杆转移至合格区域或者不合格区域。

进一步的，结合图10所示，所述清洗质量单元对发动机连杆表面进行分析检测的具体方法为：

利用清洗质量检测单元的检测相机64对清洗完成的发动机连杆进行图像拍摄，并上传至清洗质量检测单元的PC端6；

PC端6中的检测程序运行打开图像，并对图像进行预处理；其中图像预处理包括对图像中的连杆准确确定位置以及对连杆图像进行划分；针对连杆图像进行划分时，可划分为三个部分，即大端头、连杆杆身以及小端头，从而提升连杆的定位精度。

对图像进行灰度化处理：采用灰度变换中的灰值化，并在图像分割环节中采用Prewitt边缘算子将图像转化为灰度图像，这个步骤目的是将彩色图像转化为灰度图像，并接着对灰度图像的连杆信息特征进行增强，为下一步的信息提取及其识别奠定良好的基础，接着对灰度图像的发动机连杆获取图像边缘，并对提取的图像边缘进行二值化处理，其中二值化阈值取100-1500范围。

对图像中发动机连杆表面的金属杂质进行形状及位置识别：运用CDemo View子函数，对图像进行形态学运算和腐蚀运算；通常可进行1次形态学运算和10次腐蚀运算即可，但也可根据识别结果增加或者减少次数。

进行图像倾斜矫正：运用Onplatelocate函数，在几何变换中旋转任意矫正角度，校正角度自动输入3-10范围，并自动进行校正；

对图像中金属杂质进行再次定位：在对发动机连杆图形进行矫正后，利用CDemoView子函数重新进行定位；

运用Onplatelocate函数对图像中金属杂质进行提取，然后利用图像中金属杂质的边界点进行曲线拟合，利用8邻域距离d8(P，Q)＝max{|M-K|+|n-l|}计算金属杂质直径，其中设P点的坐标为(m，n)，Q点的坐标为(k，l)；

利用计算得出金属杂质直径与设定阀值进行对比，若金属杂质直径处于设定阀值内，则判定清洗质量合格、否则判定清洗质量不合格。

进一步的，所述S6步骤中下料机械手9根据清洗质量检测单元的检测结果将发动机连杆进行转移的具体方法为：

S61.下料机械手9首先整合分析第一传送带1的清洗质量检测单元以及第二传送带2的清洗质量检测单元的检测结果；

S62.若存在其中一个清洗质量检测单元的检测结果不合格，则下料机械手9将对应发动机连杆转移至不合格区域；若全部清洗质量检测单元的检测结果均合格，则下料机械手9将对应发农机连杆转移至合格区域。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机连杆激光清洗及清洗质量监测装置，其特征在于，包括第一传送带、第二传送带、上料机械手、下料机械手、多个激光清洗单元以及多个清洗质量检测单元，其中所述第一传送带和第二传送带采用上下层分布结构，所述第一传送带位于第二传送带的上方，且所述第一传送带和第二传送带的输送方向相反；所述第一传动带沿传输方向的末端设有斜向下的延伸部，所述第一传送带上沿传输方向依次设有第一工位、第二工位、第三工位，所述上料机械手位于第一工位侧方，所述第二工位上方设有第一激光清洗单元，所述第三工位上方设有第一清洗质量检测单元；所述第二传送带上沿传输方向依次设有第四工位、第五工位、第六工位，所述第四工位上方设有第二激光清洗单元，所述第五工位的上方设有第二清洗质量检测单元，所述第六工位侧方设有所述下料机械手。

2.根据权利要求1所述发动机连杆激光清洗及清洗质量监测装置，其特征为：所述第一传动带中延伸部的传送方向与第二传送带的传送方向的夹角范围为45-80度，且第一传送带延伸部的端部第二传送带表面的距离小于或等于发动机连杆的宽度，所述第一传送带延伸部的端部第二传送带表面的距离大于发动机连杆的厚度。

3.根据权利要求1所述发动机连杆激光清洗及清洗质量监测装置，其特征为：所述上料机械手与下料机械手均包括连杆抓取夹具、第一移动臂、第二移动臂以及固定底座，所述第一移动臂的一端与固定底座铰接，所述第一移动臂的另一端与第二移动臂的端部铰接；所述连杆抓取夹具设置于第二移动臂中远离第一移动臂的一端。

4.根据权利要求1所述发动机连杆激光清洗及清洗质量监测装置，其特征为：所述清洗质量检测单元包括检测相机、水平伸缩固定组件、PC端以及模数变换器，其中所述水平伸缩固定组件包括水平伸缩杆以及安装座，所述水平伸缩杆设有水平伸缩部和竖向连接部，所述水平伸缩部与固定连接部呈L型连接结构；所述检测相机设置于第一传送带或第二传送带的上方，且所述检测相机与水平伸缩部连接；所述模数变换器与检测相机电连接，且所述模数变换器将检测相机采集图像信号转化为数字信号，并传输至PC端；所述PC端对图像中杂质颗粒大小进行分析，并判断清洗是否合格。

5.根据权利要求1所述发动机连杆激光清洗及清洗质量监测装置，其特征为：所述激光清洗单元包括激光清洗头、水平X轴移动端、竖向连接臂、激光清洗底座、传送带工作台底座以及工作台调节部，其中所述竖向连接臂下部与激光清洗底座连接，所述水平X轴移动端与竖向连接部上端滑动连接，所述激光清洗头设置于水平X轴移动端的端部位置；所述工作台调节部固定于传送带工作台底座上，所述第一传送带或第二传送带位于工作台调节部的上表面；所述水平X轴移动端带动激光清洗头进行水平X轴移动，实现对发动机连杆整体表面进行清洗，所述工作台调节部则承托第一传送带或第二传送带上的发动机连杆，并配合激光清洗头进行清洗。

6.根据权利要求1所述发动机连杆激光清洗及清洗质量监测装置，其特征为：所述第二工位、第三工位、第四工位以及第五工位的位置均设有连杆固定夹具，所述连杆固定夹具包括小端头固定部和大端头固定部，小端头固定部和大端头固定部分别相对设置于第一传送带或第二传送带的两侧，所述小端头固定部包括夹具支架和两个弧形夹爪，所述夹具支架固定于第一传送带或第二传送带的侧方，所述弧形夹爪与夹具支架铰接。

7.根据权利要求5所述发动机连杆激光清洗及清洗质量监测装置，其特征为：每个弧形夹爪的内侧面采用半径不同的第一圆弧段和第二圆弧段构成，其中第一圆弧段的半径大于第二圆弧段半径，所述弧形夹爪夹紧发动机连杆的小端头时，所述第一圆弧段靠近夹具支架一侧，所述第二圆弧段靠近发动机连杆的杆身。

8.一种发动机连杆激光清洗及清洗质量监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.上料机械手将发动机连杆放置于第一传送带的第一工位上，第一传送带带动发动机连杆向第二工位匀速移动；

S2.发动机连杆到达第二工位后，由连杆固定夹具从第一传送带上夹起并固定，同时激光清洗单元对发动机连杆的一侧面进行清洗，清洗完成后，连杆固定夹具松开，发动机连杆重新落回第一传送带，且随第一传送带进入第三工位；

S3.发动机连杆到达第二工位后，由连杆固定夹具从第一传送带上夹起并固定，同时清洗质量检测单元对发动机连杆表面进行分析检测，判断是否清洗合格；检测完成后连杆固定夹具松开，发动机连杆重新落回第一传送带，发动机连杆经第一传送带延伸部落入第二传送带，且第二传送带带动发动机连杆进行翻面；

S4.发动机连杆随第二传动带进入第四工位，由连杆固定夹具从第二传送带上夹起并固定，同时激光激光清洗单元的另一侧面进行清洗，清洗完成后，连杆固定夹具松开，发动机连杆重新落回第二传送带，且随第二传送带进入第五工位；

S5.发动机连杆到达第五工位后，由连杆固定夹具从第二传送带上夹起并固定，同时清洗质量检测单元对发动机连杆表面进行分析检测，判断是否清洗合格；检测完成后连杆固定夹具松开，发动机连杆重新落回第二传送带，并随第二传送带进入第六工位；

S6.发动机连杆进入第六工位后，下料机械手根据清洗质量检测单元的检测结果将发动机连杆转移至合格区域或者不合格区域。

9.根据权利要求8所述发动机连杆激光清洗及清洗质量监测方法，其特征为：所述清洗质量单元对发动机连杆表面进行分析检测的具体方法为：

第一、利用清洗质量检测单元的检测相机对清洗完成的发动机连杆进行图像拍摄，并上传至清洗质量检测单元的PC端；

第二、PC端中的检测程序运行打开图像，并对图像进行预处理；其中图像预处理包括对图像中的连杆准确确定位置以及对连杆图像进行划分；

第三、对图像进行灰度化处理：采用灰度变换中的灰值化，并在图像分割环节中采用Prewitt边缘算子将图像转化为灰度图像，接着对灰度图像的发动机连杆信息特征进行增强，获取图像边缘，并对提取的图像边缘进行二值化处理；

第四、对图像中发动机连杆表面的金属杂质进行形状及位置识别：运用CDemo View子函数，对图像进行形态学运算和腐蚀运算；

第五、进行图像倾斜矫正：运用Onplatelocate函数，在几何变换中旋转任意矫正角度，校正角度自动输入3-10范围，并自动进行校正；

第六、对图像中金属杂质进行再次定位：在对发动机连杆图形进行矫正后，利用CDemoView子函数重新进行定位；

第七、运用Onplatelocate函数对图像中金属杂质进行提取，然后利用图像中金属杂质的边界点进行曲线拟合，利用8邻域距离d8(P，Q)＝max{|M-K|+|n-l|}计算金属杂质直径，其中设P点的坐标为(m，n)，Q点的坐标为(k，l)；

第八、利用计算得出金属杂质直径与设定阀值进行对比，若金属杂质直径处于设定阀值内，则判定清洗质量合格、否则判定清洗质量不合格。

10.根据权利要求8所述发动机连杆激光清洗及清洗质量监测方法，其特征为：所述S6步骤中下料机械手根据清洗质量检测单元的检测结果将发动机连杆进行转移的具体方法为：

S61.下料机械手首先整合分析第一传送带的清洗质量检测单元以及第二传送带的清洗质量检测单元的检测结果；

S62.若存在其中一个清洗质量检测单元的检测结果不合格，则下料机械手将对应发动机连杆转移至不合格区域；若全部清洗质量检测单元的检测结果均合格，则下料机械手将对应发农机连杆转移至合格区域。

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