CN210411591U - 一种基于智能制造模式曲轴磁粉探伤自动线系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于智能制造模式曲轴磁粉探伤自动线系统。一种基于智能制造模式曲轴磁粉探伤自动线系统包括：AGV输送装置、视觉识别机械手抓取及放置模块、输送曲轴流水线架、磁粉淋雨模块、曲轴线圈磁化模块、视觉引导去磁痕模块、视觉识别机械手下料模块。本实用新型解决了曲轴探伤检测人员人工搬运曲轴，肉眼观察磁痕，主观判断磁痕真伪缺陷，曲轴探伤结果不可溯，曲轴生产信息断层等问题。实现了无人化检测探伤，做到了曲轴探伤过程环节可追溯，提高了曲轴探伤磁痕的识别精度，构建了曲轴探伤数字“双胞胎”，既可虚拟信息空间仿真模型单独进行调试，又可虚拟环境与真实曲轴探伤同步进行操作，更有利于流水线的运作。

Description

一种基于智能制造模式曲轴磁粉探伤自动线系统

技术领域

本实用新型属于智能制造模式检测技术领域，具体涉及一种基于智能制造模式曲轴磁粉探伤自动线系统。

背景技术

磁粉探伤是检测磁性材料表面和近表面的裂纹缺陷的常用技术，该技术是通过磁粉在缺陷附近漏磁场中的堆积以检测铁磁性材料表面或近表面处缺陷的一种无损检测方法。将钢铁等磁性材料制作的工件予以磁化，利用其缺陷部位的漏磁能吸附磁粉的特征，依磁粉分布显示被探测物件表面缺陷和近表面缺陷。磁粉探伤方法的特点是简便、显示直观。按探伤所采用磁粉的配制不同，可分为干粉法和湿粉法。

湿式曲轴磁粉探伤，是通过使用均匀浓度的磁悬液对经过完全磁化的曲轴进行喷涂，磁化后在不连续的地方发生漏磁而堆积形成磁痕，在适当的紫外线光照下，显现出缺陷的位置和形状，由此形成探伤。

传统的曲轴探伤是依赖肉眼识别和经验对荧光粉显示的缺陷进行判别的，难以给出较为明确的、客观性意见。在实际生产中，传统磁粉探伤做法存在如下缺陷：

1.检测效率低，较长时间单一的工作流程给探伤人员带来严重视觉疲劳，从而导致漏探，错判的问题。

2.探伤结果主观意识过强，由探伤工作人员的技术水平和责任心，观察的不全面和不细心，存在缺陷或伪缺陷磁痕混淆造成错判。

3.探伤人员长期在紫外线照射下工作，会导致工作人员的皮肤干痛，表皮皱缩；在封闭的环境下，工作条件恶略，严重影响着探伤人员的身心健康。

4.手动磨磁痕，细微小颗粒通过口，鼻容易进入体内，对磨磁痕人员造成身体上的伤害。

5.探伤过后的磁痕结果无保留，曲轴磁痕的图像没有与曲轴的编号进行匹配，难以实现生产零部件生产过程全追溯的目的。

发明内容

为解决上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于智能制造模式曲轴磁粉探伤自动线系统及方法，该装置探伤速度快，探伤结果客观性强且准确度高，探伤环节可追溯；不需要现场探伤人员，基本实现了完全的曲轴探伤自动化，解决了现有湿式曲轴磁粉探伤技术中存在的问题，并且达到了智能制造生产检测的标准，使得未来缺陷检测有可依照；

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

基于智能制造模式曲轴磁粉探伤自动线系统，包括AGV输送装置、视觉识别机械手抓取及放置模块、输送曲轴流水线架、磁粉淋雨模块、曲轴线圈磁化模块、视觉引导去磁痕模块、视觉识别机械手下料模块；所述曲轴线圈磁化模块包括线圈与线圈支撑台，线圈放在线圈支撑台上；所述输送曲轴流水线架由三个短流水线组成，贯穿整个探伤自动线；输送曲轴流水线架两端各有一个AGV输送装置；上料端的AGV输送装置一侧设有视觉识别机械手抓取及放置模块，下料端的AGV输送装置一侧设有视觉识别机械手下料模块；输送曲轴流水线架上依次排列磁粉淋雨模块、曲轴线圈磁化模块、视觉引导去磁痕模块；

其中，所述AGV输送装置包括：AGV壳体、自动变向车轮、WIFI接收器、曲轴架子；曲轴架子放置在AGV壳体上；AGV壳体下安装4个自动变向车轮，车轮自带驱动电机，WIFI接收器安装在AGV壳体中部一侧；

其中，所述视觉识别机械手抓取及放置模块包括：智能相机、智能相机支撑架、机械手、曲轴定位相机固定板、CCD工业相机1、CCD工业相机2、曲轴定位相机支架、曲轴放置检测传感器；智能相机固定于智能相机支撑架顶部，智能相机支撑架位于AGV输送装置上方；机械手放置于流水线一侧，位于曲轴架子与输送曲轴流水线架之间；CCD工业相机1和CCD工业相机2位于曲轴定位相机固定板上；曲轴定位相机固定板固定在曲轴定位相机支架上；两台CCD工业相机均位于待测曲轴正上方，CCD工业相机1位于曲轴后端轴上方；CCD工业相机2位于曲轴前端轴靠内测轴颈的上方；曲轴放置检测传感器固定在于曲轴定位相机支架且与待检测曲轴同心；曲轴定位相机支架位于输送曲轴流水线上料端；

其中，所述输送曲轴流水线架包括：输送带、滚轮、机架、曲轴支撑装置；机架上部等间距均布滚轮，滚轮两端各有一条输送带，输送带由一节一节相扣的导轨组成；曲轴支撑装置两个为一组，每组曲轴支撑装置中心线均在同一条线上，且流水线上的每组曲轴支撑的间距一致；固定在输送曲轴流水线架上的输送带上；所述机架由铝型材、直角固定块螺接组成；

其中，所述曲轴支撑装置包括：曲轴支架固定板、曲轴支架支撑板、半圆主体支撑、辅助包裹支撑、按钮；曲轴支架固定板固定在输送带上；曲轴支架支撑板一端与曲轴支架固定板相连，另一端与辅助包裹支撑相固定；半圆主体支撑底部有槽，辅助包裹支撑在半圆主体支撑的槽内滑动；按钮安装在半圆主体支撑的底部；

其中，所述磁粉淋雨模块包括：电机直线模组、移动相机固定板、CCD工业相机3、CCD工业相机4、模组支架、磁粉淋雨装置、磁粉淋雨固定架、曲轴旋转机构；电机直线模组固定在模组支架上；两台CCD工业相机依序分别安装在前后两个模组支架的移动相机固定板上；曲轴旋转机构安装在磁粉淋雨固定架内一侧，在两个模组支架间放置磁粉淋雨固定架；磁粉淋雨装置与磁粉淋雨固定架连接；

其中，所述曲轴旋转机构包括：气缸、旋转电机、旋转执行件、旋转电机支撑板、气缸封闭器件；气缸一端与旋转电机连接，旋转电机与模组支撑架相连接，另一端与旋转执行件相连；旋转电机固定在旋转电机支撑板上；气缸封闭器件与气缸外壳固定；气缸封闭器件有6个空孔，旋转执行件由空孔穿过；旋转执行件与气缸活塞相连接；

其中，所述视觉引导去磁痕模块包括：箱体、紫外线灯、CCD工业相机5、CCD工业相机6、相机固定杆、紫外线照度计、UR机器人、UR机器人底座、曲轴旋转机构、曲轴旋转支撑平台；箱体放置在输送曲轴流水线架上，紫外线灯悬挂在箱体内侧壁顶部，相机固定杆一端固定在箱体内的顶部，另一端分别与两台CCD工业相机固定；紫外线照度计固定于箱体内顶部；两台UR机器人位于箱体中部，输送曲轴流水线架上方，UR机器人的基座与UR机器人底座固定；UR机器人底座位于输送曲轴流水线架两侧，两台UR机器人相对放置；曲轴旋转机构放置在待测曲轴前端一侧的UR机器人底座靠近流水线方向，与曲轴旋转支撑平台连接；

其中，UR机器人包括UR机器人本体、L型夹具、缓冲弹簧、滑轨挡板、滑轨夹具、刀具、微型电机、刀具与微型电机联轴器；L型夹具用螺钉与UR机器人本体末端固定；缓冲弹簧安装在滑轨档板与滑轨夹具之间；滑轨挡板安装在L型夹具上；刀具夹持在滑轨夹具中；微型电机通过刀具与微型电机联轴器相连；

其中，所述视觉识别机械手下料模块包括智能相机支架、智能相机、曲轴架子、AGV输送装置、机械手、下料工业相机、下料工业相机固定板；下料工业相机通过下料工业相机固定板固定在智能相机支架上；智能相机支架放于输送曲轴流水线架末端的曲轴架子正上方；曲轴架子放于AGV输送装置上；智能相机安装在智能相机支架上；曲轴架子位于是智能相机支架正下方；机械手放在两个智能相机支架之间；

本实用新型的优点：

本实用新型解决了曲轴探伤检测人员人工搬运曲轴，肉眼观察磁痕，主观判断磁痕真伪缺陷，曲轴探伤结果不可追溯，解决了曲轴生产信息断层等问题。

与传统的磁粉探伤做法相比，本实用新型具有如下特点：

1.实现了无人化检测探伤，不需要人去主观识别磁痕，避免了手工磨削磁痕对人体造成的伤害；

2.对每个曲轴的生产工艺信息与对应该曲轴绑定，做到了曲轴探伤过程环节可追溯；

3.利用先进视觉检测技术与视觉定位技术实现曲轴自动化探伤，提高了曲轴探伤磁痕的识别精度；

4.构建了曲轴探伤数字“双胞胎”，虚拟信息空间仿真模型可以单独进行调试，可以虚拟环境与真实曲轴探伤同步进行操作；在这个过程中可以不断进行控制优化，防止不必要的控制与机械方案的错误，更有利于流水线的运作。

附图说明

图1是本实用新型基于智能制造模式曲轴磁粉探伤自动线系统的结构示意图；

图2是本实用新型基于智能制造模式曲轴磁粉探伤自动线系统的立体结构示意图；

图3是本实用新型基于智能制造模式曲轴磁粉探伤自动线系统中AGV运输装置的结构示意图；

图4是本实用新型基于智能制造模式曲轴磁粉探伤自动线系统中曲轴支撑装置承载状态下的结构示意图；

图5是本实用新型基于智能制造模式曲轴磁粉探伤自动线系统中曲轴支撑装置空载状态下的结构示意图；

图6是本实用新型基于智能制造模式曲轴磁粉探伤自动线系统中曲轴旋转机构的结构示意图；

图7是待测曲轴的结构示意图；

图8是本实用新型基于智能制造模式曲轴磁粉探伤自动线系统中UR机器人的结构示意图；

图9是本实用新型基于智能制造模式曲轴磁粉探伤自动线系统中箱体内部结构示意图；

1-AGV输送装置，2-视觉识别机械手抓取及放置模块，3-输送曲轴流水线架，4-磁粉淋雨模块，5-曲轴线圈磁化模块，6-视觉引导去磁痕模，7-视觉识别机械手下料模块11-曲轴架子，12-AGV壳体，13-驱动电机，14-自动变向车轮，15-WIFI接收器，21-智能相机支架，22-智能相机，23-机械手，24-曲轴定位相机固定板，25-CCD工业相机1，26-CCD工业相机2，27-曲轴定位相机支架,28-曲轴放置检测传感器，31-机架，32-输送带，33-曲轴支撑装置，34-滚轮，35-待检测曲轴，41-电机直线模组，42-模组支架，43-CCD工业相机3,44-移动相机固定板，45-磁粉淋雨固定架，46-磁粉淋雨装置，47-CCD工业相机4，48-曲轴旋转机构，51-线圈，52-线圈支撑台，61-紫外线灯，62-箱体，63-UR机器人，64-UR机器人底座，65-曲轴旋转支撑平台，66-相机固定杆，67-CCD工业相机5,68-CCD工业相机6，69-紫外线照度计，71-下料工业相机，72-下料工业相机固定板，351-曲轴中间轴颈，352-平衡块，353-后端轴，354-连杆轴颈，355-前端，331-曲轴支架固定板，332-曲轴支架支撑板，333-辅助包裹支撑，334-按钮，335-半圆主体支撑，631-UR机器人本体，632-L型夹具，633-滑轨挡板，634-缓冲弹簧，635-滑轨夹具，636-刀具，637-刀具与微型电机联轴器，638-微型电机，481-旋转电机，482-旋转电机支撑板，483-气缸，484-气缸封闭器件，485-旋转执行元件。

具体实施方式

以探伤MR475型号曲轴为例，曲轴如图7所示。曲轴磁粉探伤自动线装置中应用的WIFI接收器型号及参数：WIFI串口联网服务器WIFICOM-10T，CCD工业相机型号及参数：OPT-CC/M130-GM-04，紫外线灯：UVB313紫外线灯管、紫外线照度计的型号及参数：UV-B双通道紫外辐照计，智能相机的型号及参数：梅卡曼德Mech-Eye Broad智能相机。

一种基于智能制造模式曲轴磁粉探伤自动线系统，如图1-2所示，包括：AGV输送装置1、视觉识别机械手抓取及放置模块2、输送曲轴流水线架3、曲轴线圈磁化模块5、磁粉淋雨模块4、视觉引导去磁痕模块6、视觉识别机械手下料模块7。

输送曲轴流水线架3由三个短流水线组成，贯穿整个探伤自动线；输送曲轴流水线架3两端各有一个AGV输送装置1；上料端的AGV输送装置一侧设有视觉识别机械手抓取及放置模块2，下料端的AGV输送装置一侧设有视觉识别机械手下料模块7；输送曲轴流水线架3上依次排列磁粉淋雨模块4、曲轴线圈磁化模块5、视觉引导去磁痕模块6。

如图3所示，AGV输送装置1包括：曲轴架子11、AGV壳体12、驱动电机13、自动变向车轮14、WIFI接收器15。曲轴架子11放置在AGV壳体12上；AGV壳体12下安装4个自动变向车轮14，自动变向车轮14自带驱动电机13。WIFI接收器15安装在AGV壳体12中部一侧。

AGV输送装置1具有自主定位导航及视觉导航功能，轻松实现输送装置精准定位；摄像头+激光+自动避障功能给设备提供多重安全防护；智能电源管理，低电量模式自动寻找最近处的空余充电桩；无线网络通信，支持WIFI网络通信，网络覆盖区域无避障运行，支持超远距离检测；自主规划路径。

视觉识别机械手抓取及放置模块2包括：智能相机支撑架21、智能相机22、机械手23、曲轴定位相机支架23、曲轴定位相机固定板24、CCD工业相机1 25、CCD工业相机2 26。智能相机22通过螺钉螺母固定于智能相机支撑架20顶部，智能相机支撑架21位于AGV输送装置1的上方。机械手23放置于放置于流水线一侧，位于曲轴架子11与输送曲轴流水线架3之间。CCD工业相机1 25和CCD工业相机2 26均用螺钉固定于曲轴定位相机固定板24上，曲轴定位相机固定板24用螺钉螺母固定于曲轴定位相机支架23；两台CCD工业相机均位于待检测曲轴35的正上方，其中CCD工业相机1 25固定在曲轴后端轴353的上方；CCD工业相机2 26固定在曲轴前端轴355靠内测轴颈的上方。曲轴放置检测传感器28固定在于曲轴定位相机支架23上且与待检测曲轴35同心；曲轴定位相机支架23位于输送曲轴流水线上料端。

输送曲轴流水线架3包括：机架31，输送带32、曲轴支撑装置33、待检测曲轴35、滚轮34。机架31上部等间距均布滚轮34，滚轮34两端各有一条输送带32。驱动器驱动滚轮34转动，滚轮34转动带动输送带32转动；输送带32由一节一节相扣的轨组成，可无障碍通过输送带的弧形处。曲轴支撑装置33两个为一组，每组曲轴支撑装置中心线均在同一条线上，且流水线上的每组曲轴支撑的间距一致；用螺钉螺母固定于输送曲轴流水线架3上的输送带32。机架31由铝型材、直角固定块螺接组成。

如图4-5所示，曲轴支撑装置33包括：曲轴支架固定板331、曲轴支架支撑板332、辅助包裹支撑333、按钮334半圆主体支撑335。曲轴支架固定板331用螺钉固定于输送曲轴流水线架3上的输送带32；曲轴支架支撑板332一端用电焊与曲轴支架固定板331相连，另一端用电焊与辅助包裹支撑333相固定；辅助包裹支撑333在半圆主体支撑335设有的槽内滑动；按钮334安装在半圆主体支撑的底部。

磁粉淋雨模块4包括：电机直线模组41、模组支架42、CCD工业相机3 43、移动相机固定板44、磁粉淋雨固定架45、磁粉淋雨装置46、CCD工业相机4 47、曲轴旋转机构48。模组支架42与电机直线模组41通过螺钉进行固定；电机直线模组41通过丝杠的旋转运动带动移动相机固定板44在模组上的移动，磁粉淋雨装置46与磁粉淋雨固定架45通过螺钉进行连接；两台CCD工业相机依序分别安装在前后两个模组支架42的移动相机固定板44上，在两个模组支架42间放置磁粉淋雨固定架45。CCD工业相机3 43和CCD工业相机4 47均与移动相机固定板44通过螺钉固定。曲轴旋转机构48安装在磁粉淋雨固定架45内部一侧。

如图6所示，曲轴旋转机构48包括：旋转电机481、旋转电机支撑板482、气缸483、气缸封闭器件484、旋转执行元件485。曲轴旋转机构48与模组支架42通过螺钉进行连接；气缸483一端通过联轴器与旋转电机481连接，电机481与模组支架42相连接，另一端与6根旋转执行件485相连，气缸483直接导致旋转执行元件485活塞运动；旋转电机481固定在旋转电机支撑板482上；气缸封闭器件484与气缸外壳固定；气缸封闭器件484有6个空孔，旋转执行件由空孔穿过与气缸活塞相连接。

曲轴线圈磁化模块5包括线圈51与线圈支撑台52，线圈51放在线圈支撑台52上；对每一个经过的待检测曲轴35进行轴向磁化与纵向磁化；使其完全充磁。

视觉引导去磁痕模块6包括：紫外线灯61、箱体62、UR机器人63、UR机器人底座64、曲轴旋转支撑平台65、曲轴旋转机构48、相机固定杆66、CCD工业相机5 67、CCD工业相机668、紫外线照度计69。封闭箱体62放置在输送曲轴流水线架3上。如图9所示，紫外线灯61悬挂在箱体62内壁顶部，相机固定杆66一端用铝材直角架及螺钉螺母固定于箱体62的顶部，另一端与CCD工业相机5 67用螺钉固定；CCD工业相机6 68固定方式与CCD工业相机5 67相同；紫外线照度计69用螺钉固定于箱体61内顶部；UR机器人63与UR机器人底座64用螺钉进行固定；UR机器人底座64位于输送曲轴流水线架两侧，两台UR机器人63相对放置；曲轴旋转机构48与曲轴旋转支撑平台65用螺钉连接；曲轴旋转机构48放置在待测曲轴前端一侧的UR机器人底座靠近流水线方向，且与曲轴旋转支撑平台65用螺钉连接。

如图8所示，UR机器人63包括：UR机器人本体631、L型夹具632、滑轨挡板633、缓冲弹簧634、滑轨夹具635、刀具636、刀具与微型电机联轴器637、微型电机638。L型夹具632用螺钉与UR机器人本体631末端固定；缓冲弹簧634安装与滑轨档板633与滑轨夹具624之间；刀具636夹持在滑轨夹具635中；微型电机638通过刀具636与微型电机联轴器637固定，带动刀具636旋转。刀具636接触到曲轴磁痕时，缓冲弹簧634受力收缩，收缩到一定程度停止收缩，微型电机638带动刀具636进行旋转，去除曲轴磁痕；结束后刀具636离开曲轴磁痕缓冲弹簧634依靠弹力伸长；弹簧634收缩与伸长导致滑轨夹具635在导轨上进行往复滑动。

智能相机支架21的底部、自动变向车轮14底面切面、机械手23底面、机架31底面、曲轴定位相机支架27底面、磁粉淋雨固定架45底面、模组支架42底面、线圈支架52底面、箱体62底面、UR机器人底座64底面、曲轴旋转支撑平台65底面为同一个平面。

使用一种基于智能制造模式曲轴磁粉探伤自动线系统探伤、除痕的步骤如下：

步骤1：AGV输送装置输送待检测曲轴；

AGV输送装置1的WIFI接收器15接收到制造执行系统(MES)发来的待检测曲轴35信息，AGV输送装置1自动规划路线，并按照路线去接指定待检测的曲轴架子11。到达指定的曲轴架子11后，AGV输送装置1托起曲轴架子11，运送至上料端智能相机支撑架21与机械手23旁边，并放于指定位置。

步骤2：机械手抓取安放待检测曲轴；

AGV输送装置1将待检测曲轴送到指定位置后，视觉识别机械手抓取及放置模块2的智能相机22进行闪照，利用深度学习算法，识别待检测曲轴中间轴颈351，视觉识别机械手抓取及放置模块2操控机械手23，机械手23进行坐标变换，通过夹具夹取曲轴中间轴颈351，并将其放置于输送曲轴流水线架3上一组曲轴支撑装置33上，放置待检测曲轴35时，由CCD工业相机1 25和CCD工业相机2 26进行视觉引导，曲轴放置检测传感器28同时感应，机械手23完成放置曲轴35；放置完毕，机械手23回到初始位置等待下次抓取待检测曲轴35的信号。

待检测曲轴35放在输送曲轴流水线架3时，每组曲轴支撑装置33的中心线均在同一条线上，且流水线上的每组曲轴支撑的间距一致；曲轴35放置后两端中线与底面平行。

输送带32上的曲轴支撑装置33，两个为一组，分别支撑住曲轴35的前、后端；曲轴支撑装置33经由曲轴35重力按压，启动安装在半圆主体支撑335底部的按钮334，操作类似卡扣原理。按压按钮334后，半圆主体支撑335槽内的辅助包裹支撑333伸出，抱紧待检测曲轴的前、后端。保护曲轴不会冲击出曲轴支撑装置33。如未有待检测曲轴按压按钮334时，辅助包裹支撑333由于重力因素，两个1/4圆接触，使按钮334拱起。

当机械手23未抓到曲轴中间轴颈351时，机械手23自动回到初始位置，智能相机22再次进行闪拍，经过深度学习算法处理后，继续识别抓取曲轴中间轴颈351，机械手23再次抓取放置待检测曲轴，直至将待检测曲轴35准确放置。

此时输送曲轴流水线架3上的滚轮34由控制器驱动转动，滚轮34带动输送带32转动；输送带32带动整个输送曲轴流水线运动。

机械手23夹取待检测曲轴中间颈部351，放置在输送曲轴流水线架3时，控制器控制机械手23转动关节和移动关节进行移动，机械手23末端利用气动夹取待检测曲轴中间轴颈351；

曲轴放置传感器具有数据采集及信息处理功能；在识别待检测曲轴编号的基础上，可自行根据待检测曲轴在输送曲轴流水线架3的运行速度，对机械手23上料的时间进行调节。

步骤3：待检测曲轴喷淋磁悬浮液

机械手23放置待检测曲轴35后，控制器给输送曲轴流水线架3中的滚轮34控制信号，滚轮34带动输送带32转动，待检测曲轴35随输送曲轴流水线架3移动。磁悬液经过均匀的搅拌后，由抽水器输送至磁粉淋雨装置46。当CCD工业相机3 43和CCD工业相机4 47检测到待检测曲轴35经过磁粉淋雨装置46时，输送曲轴流水线停止运动，磁粉淋雨装置46开启，向待检测曲轴35喷淋磁悬浮液。同时曲轴旋转机构48气缸483伸出，并通过CCD工业相机447的视觉引导，旋转执行件开始旋转，使其6根执行元件485旋转与待检测曲轴35前端的孔356对应，6个执行元件485插到待检测曲轴35前端的圆孔内。将待检测曲轴35以每秒36度的速度进行旋转，电机直线模组41带动CCD工业相机3 43和CCD工业相机4 47移动，检测磁粉淋雨装置46所喷淋的检测曲轴35表面磁粉附着情况；CCD工业相机3 43和CCD工业相机4 47到达电机直线模组41另一端后继续往回转动，待到检测曲轴35完全附着上磁粉后，CCD工业相机3 43和CCD工业相机4 47回到初始位置，同时气缸483恢复原位；曲轴旋转机构48复位；输送曲轴流水线架3重新启动，继续向前运行；待下一个待检测曲轴被CCD工业相机3 43和CCD工业相机4 47检测到，继续执行上述操作。

曲轴旋转机构48具有自我学习能力，通过视觉拍照识别曲轴前端355的6个孔的位置，经图像识别可以自动转动到适应孔位置进行插入驱动；当6个执行元件未插入待检测曲轴前端355的6个孔内，碰触到待检测曲轴35其他部位时，气缸742自动收缩；CCD工业相机446自动再进行一次拍照，再次识别孔，直到准确安全插到相应孔内。

步骤4：线圈磁场磁化待检测曲轴；

输送曲轴流水线带动曲轴35运行至曲轴线圈磁化模块5，流水线停止运行，待测曲轴35静置在线圈51内，采用连续磁化方法，同时对曲轴35进行周向磁化与纵向磁化，使得待检测曲轴完全被磁化，输送曲轴流水线重新启动。

步骤5：待检测曲轴的探伤及伤痕处理；

输送曲轴流水线上的待检测曲轴35继续运动至箱体62，再次暂时停止运动。箱体62置于输送曲轴流水线上方，紫外线识别磁痕需要在封闭的环境下，箱体62为封闭箱体。箱体内的紫外线照度计69时刻检测周围的照度，根据紫外线的浓度适宜变化紫外线灯61的亮度；箱体内的CCD工业相机5 68和CCD工业相机6 69在紫外线灯61光照射下，进行图像采集；适宜的紫外线灯光有助于识别曲轴磁痕。

曲轴旋转支撑台65上的的曲轴旋转机构48开始旋转，旋转执行元件插入曲轴35，带动曲轴35，每转36度CCD工业相机5 67取一次检测曲轴35的图像，图像传至图像处理器进行图像处理。同时，UR机器人末端连接的微型电机638启动，微型电机638带动刀具636转动，刀具636接触磁痕，并将磁痕进行磨削掉。曲轴35连续旋转36度，CCD工业相机5 67和CCD工业相机6 68采集图像，循环10次，待循环完毕后，气缸483恢复原位；曲轴旋转机构48复位；控制器带动输送曲轴流水线架3中的输送带32转动，输送曲轴流水线启动向前运动。

两个UR机器人，在输送曲轴流水线两侧相对放置，一个位置靠近机械手23，一个位置靠近智能相机22；视觉引导去磁痕模块6中CCD工业相机5 67采集待检测曲轴中间轴颈351及就近采集CCD工业相机5附近的待检测曲轴图像，经图像处理识别出磁痕，由靠近机械手23一方的UR机器人63执行去除磁痕。CCD工业相机6 68采集待检测曲轴中间轴颈351及靠近智能相机22方向待检测曲轴35图像，经图像处理识别出磁痕，由靠近视觉识别机械手抓取及放置模块2中智能相机支撑架21一方的UR机器人63执行去除磁痕。

机械手23与UR机器人63具有自我感知能力，通过模型与算法自动得出抓取放置与探伤磁痕的结果；自动线上两个面对面的UR机器人63可以自动数学坐标运算避免相撞。

步骤6：取下已加工完毕的曲轴

探伤除痕完毕后，流水线继续运动。待已探伤除痕的曲轴35到下料工业相机71的拍照范围，此时下料工业相机71开始闪拍，获取图像，上传至图像处理器进行图像处理。控制器根据曲轴图像识别效果获取曲轴中间轴颈351位置；机械手23各关节坐标经过齐次变换，移动各关节气动夹具，夹取曲轴中间轴颈351位置；智能相机22经过闪拍后，进过图像处理，确定机械手23夹持的曲轴在曲轴架11上的对应位置，机械手23放于识别的位置；机械手23复位，继续执行下条图像传来的指令。

上诉步骤中，待检测曲轴35全过程编码唯一，待检测曲轴35依次经过各检测模块；待检测曲轴35的编码包含了前序生产，工艺全过程的信息。在制造执行系统中(MES)可以查询到从锻造，调质，硬化表面处理到探伤的生产过程，以及最后具体安装使用情况，实现制造过程的全程追溯；若哪个生产环节出现问题，可追溯到前一段的生产工艺信息，实现制造问题客观准确定位。

所有状况信息，如AGV输送装置输送1过程位置、速度状况及到达指定位置，智能相机22拍照识别，机械手23抓取曲轴中间轴颈351，所有CCD工业相机视觉拍照均有数据的采集：包括图像的采集，曲轴编号的识别，运行中各设备运行状况的信息采集；机械手23各机械臂位姿夹取与放置过程中的数据信息；喷淋磁悬液浓度超标的自动感知；磁悬液高低水位的自动感知；搅拌磁悬液搅拌轮的工作时间及转速等信息。

整体建立虚拟信息空间仿真模型，构成曲轴探伤流水线的全生命周期数字化档案，运行方法及状态感知与实体曲轴探伤的方法运行一致，并且虚实双方可进行数据控制信息交互；构建一个曲轴的数字“双胞胎”，虚拟信息空间仿真模型可以单独进行调试优化，也可以与实体曲轴探伤线同时工作。

Claims (7)

1.一种基于智能制造模式曲轴磁粉探伤自动线系统，其特征在于，包括：AGV输送装置、视觉识别机械手抓取及放置模块、输送曲轴流水线架、磁粉淋雨模块、曲轴线圈磁化模块、视觉引导去磁痕模块、视觉识别机械手下料模块；所述曲轴线圈磁化模块包括线圈与线圈支撑台，线圈放在线圈支撑台上；所述输送曲轴流水线架由三个短流水线组成，贯穿整个探伤自动线；输送曲轴流水线架两端各有一个AGV输送装置；上料端的AGV输送装置一侧设有视觉识别机械手抓取及放置模块，下料端的AGV输送装置一侧设有视觉识别机械手下料模块；输送曲轴流水线架上依次排列磁粉淋雨模块、曲轴线圈磁化模块、视觉引导去磁痕模块。

2.如权利要求1所述的一种基于智能制造模式曲轴磁粉探伤自动线系统，其特征在于，所述AGV输送装置包括:AGV壳体、自动变向车轮、WIFI接收器、曲轴架子；曲轴架子放置在AGV壳体上；AGV壳体下安装4个自动变向车轮，车轮自带驱动电机，WIFI接收器安装在AGV壳体中部一侧。

3.如权利要求1所述的一种基于智能制造模式曲轴磁粉探伤自动线系统，其特征在于，所述视觉识别机械手抓取及放置模块包括：智能相机、智能相机支撑架、机械手、曲轴定位相机固定板、CCD工业相机1、CCD工业相机2、曲轴定位相机支架、曲轴放置检测传感器；智能相机固定于智能相机支撑架顶部，智能相机支撑架位于AGV输送装置上方；机械手放置于流水线一侧，位于曲轴架子与输送曲轴流水线架之间；CCD工业相机1和CCD工业相机2位于曲轴定位相机固定板上；曲轴定位相机固定板固定在曲轴定位相机支架上；两台CCD工业相机均位于待检测曲轴正上方，CCD工业相机1位于曲轴后端轴上方；CCD工业相机2位于曲轴前端轴靠内测轴颈的上方；曲轴放置检测传感器固定在于曲轴定位相机支架上且与待检测曲轴同心；曲轴定位相机支架位于输送曲轴流水线上料端。

4.如权利要求1所述的一种基于智能制造模式曲轴磁粉探伤自动线系统，其特征在于，所述输送曲轴流水线架包括：输送带、滚轮、机架、曲轴支撑装置；机架上部等间距均布滚轮，滚轮两端各有一条输送带，输送带由一节一节相扣的导轨组成；曲轴支撑装置两个为一组，每组曲轴支撑装置中心线均在同一条线上，且流水线上的每组曲轴支撑的间距一致；固定在输送曲轴流水线架上的输送带上，所述机架由铝型材、直角固定块螺接组成；

所述曲轴支撑装置包括：曲轴支架固定板、曲轴支架支撑板、半圆主体支撑、辅助包裹支撑、按钮；曲轴支架固定板固定在输送带上；曲轴支架支撑板一端与曲轴支架固定板相连，另一端与辅助包裹支撑相固定；半圆主体支撑底部有槽，辅助包裹支撑在半圆主体支撑的槽内滑动；按钮安装在半圆主体支撑的底部。

5.如权利要求1所述的一种基于智能制造模式曲轴磁粉探伤自动线系统，其特征在于，所述磁粉淋雨模块包括：电机直线模组、移动相机固定板、CCD工业相机3、CCD工业相机4、模组支架、磁粉淋雨装置、磁粉淋雨固定架、曲轴旋转机构；电机直线模组固定在模组支架上；两台CCD工业相机依序分别安装在前后两个模组支架的移动相机固定板上；曲轴旋转机构安装在磁粉淋雨固定架内一侧，在两个模组支架间放置磁粉淋雨固定架；磁粉淋雨装置与磁粉淋雨固定架连接；

所述曲轴旋转机构包括：气缸、旋转电机、旋转执行件、旋转电机支撑板、气缸封闭器件；气缸一端与旋转电机连接，旋转电机与模组支撑架相连接，另一端与旋转执行件相连；旋转电机固定在旋转电机支撑板上；气缸封闭器件与气缸外壳固定；气缸封闭器件有6个空孔，旋转执行件由空孔穿过；旋转执行件与气缸活塞相连接。

6.如权利要求1所述的一种基于智能制造模式曲轴磁粉探伤自动线系统，其特征在于，所述视觉引导去磁痕模块包括：箱体、紫外线灯、CCD工业相机5、CCD工业相机6、相机固定杆、紫外线照度计、UR机器人、UR机器人底座、曲轴旋转机构、曲轴旋转支撑平台；箱体放置在输送曲轴流水线架上，紫外线灯悬挂在箱体内侧壁顶部，相机固定杆一端固定在箱体内的顶部，另一端分别与两台CCD工业相机固定；紫外线照度计固定于箱体内顶部；两台UR机器人位于箱体中部，输送曲轴流水线架上方，UR机器人的基座与UR机器人底座固定；UR机器人底座位于输送曲轴流水线架两侧，两台UR机器人相对放置；曲轴旋转机构放置在待测曲轴前端一侧的UR机器人底座靠近流水线的方向，与曲轴旋转支撑平台连接；

所述UR机器人包括UR机器人本体、L型夹具、缓冲弹簧、滑轨挡板、滑轨夹具、刀具、微型电机、刀具与微型电机联轴器；L型夹具用螺钉与UR机器人本体末端固定；缓冲弹簧安装在滑轨档板与滑轨夹具之间；滑轨挡板安装在L型夹具上；刀具夹持在滑轨夹具中；微型电机通过刀具与微型电机联轴器相连。

7.如权利要求1所述的一种基于智能制造模式曲轴磁粉探伤自动线系统，其特征在于，所述视觉识别机械手下料模块包括智能相机支架、智能相机、曲轴架子、AGV输送装置、机械手、下料工业相机、下料工业相机固定板；下料工业相机通过下料工业相机固定板固定在智能相机支架上；智能相机支架放于输送曲轴流水线架末端的曲轴架子正上方；曲轴架子放于AGV输送装置上；智能相机安装在智能相机支架上；曲轴架子位于是智能相机支架正下方；机械手放在两个智能相机支架之间。

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