CN219417239U - 一种半导体铝合金流向检测组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半导体铝合金流向检测组件，包括锻造台；转动装置；图像采集装置，包括：图像采集组件，包括摄像头；转向组件，驱动摄像头在第一工位和第二工位之间往复移动；移动组件，包括驱动转向组件沿锻造台径向移动的平移单元和驱动转向组件沿铅锤方向移动的升降单元，平移单元与升降单元连接。该半导体铝合金流向检测组件，利用转动装置带动锻造台转动，配合转动组件调整摄像头的工位以及移动组件带动摄像头水平移动和升降移动，扩大拍摄范围，在无需配置多台摄像头的基础上就能够拍摄锻件的全貌进行视觉检测，记录锻造过程中的金属流向，分析合理锻造方案，从而降低了检测成本。

Description

一种半导体铝合金流向检测组件

技术领域

本实用新型涉及铝合金锻造技术领域，尤其是涉及一种半导体铝合金流向检测组件。

背景技术

金属合金的锻压、锻造是冶金工业中的主要生产环节，通过热熔和压力对金属制件进行塑造和加工的热锻压主要用于制造各类金属材料。

在进行锻造时，金属合金被加热至高温状态，按照材质的不同，加热后的金属合金温度不同(通常铝合金380～500℃，黄铜650～750℃，钛合金850～1000℃，高速钢900～1100℃，合金结构钢850～1150℃，碳素钢800～1250℃，)，金属加热过后，形成高温锻件，将锻件放置于操作台上，进行锻打，锻打过后，金属合金根据流向的不同发生不同程度的变形，为记录锻造过程中的金属流向，进而分析合理的锻造方案，在锻打后还需要检测工件尺寸和变形量的大小。

对现有的高温锻件一般采用目视方法估测工件尺寸和变形量的大小，以确定金属流向，但该方法误判率大，为减小误差，操作工人检测时还借助不同的工具，如公开号为CN102109321A的中国发明专利公开了一种大型高温锻件近红外视觉传感检测装置，其包括百万像素摄像头、摄像机支架，由高通滤光片、光学玻璃片、固定筒和镜筒组成近红外滤光系统，并与百万像素摄像头和摄像机支的近红外数字CMOS摄像机同轴连接，封闭于屏蔽盒内，该装置对对高速获取图像和抗散焦等均比CCD有明显优势，性价比高，广泛适用于对大直径轴类、齿轮类工件锻造加热过程外形尺寸和温度的断续和连续传感的准确测量。

但是，上述大型高温锻件近红外视觉传感检测装置中，百万像素摄像头的拍摄位置和拍摄角度固定不变，导致对图像采集范围有限，为了保证对大型高温锻件的全貌进行拍摄，需要额外增设检测装置，导致高温锻件锻造过程中金属流向的检测成本增加；不仅如此，由于锻件处于高温状态，热量极易传递到检测装置的百万像素摄像头，随着检测时间的增加，使得摄像头的温度逐渐升高，摄像头长期在高温状态下工作，缩短了检测装置的使用寿命。

因此，有必要对现有技术中的半导体铝合金流向检测组件进行改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种降低成本且延长使用寿命的半导体铝合金流向检测组件。

为实现上述技术效果，本实用新型的技术方案为：一种半导体铝合金流向检测组件，包括：

锻造台，所述锻造台为圆柱状且水平设置；

转动装置，所述转动装置驱动所述锻造台绕自身轴心线间隔转动固定角度且转动角度的数值为360的约数；

图像采集装置，所述图像采集装置用于拍摄放置于所述锻造台上锻件的周向外缘以及顶面；

所述图像采集装置包括：

图像采集组件，所述图像采集组件包括摄像头；

转向组件，所述转向组件驱动所述摄像头在第一工位和第二工位之间往复移动，第一工位下所述摄像头水平朝向所述锻造台的轴心线，第二工位下所述摄像头向下设置；

移动组件，所述移动组件包括驱动所述转向组件沿所述锻造台径向移动的平移单元和驱动所述转向组件沿铅锤方向移动的升降单元，所述平移单元与所述升降单元连接。

优选的，为了驱动摄像头在第一工位和第二工位下往复移动，并且调整摄像头的拍摄角度，所述转向组件包括与所述移动组件连接的转向架、与所述转向架固定连接的滑轨、滑动于所述滑轨上的滑动件、连接于所述滑动件和所述转向架之间的伸缩单元，所述伸缩单元驱动所述滑动件沿所述滑轨滑动，所述滑动件与所述摄像头连接。

优选的，为了方便驱动滑动件在滑轨上滑动，所述伸缩单元的两端分别与所述转向架和所述滑动件转动连接。

优选的，为了精确控制滑动件的滑动位置并保证摄像头在第一工位和第二工位下的拍摄角度，与第一工位下摄像头连接的滑动件位于所述滑轨的一端，与第二工位下摄像头连接的滑动件位于所述滑轨的另一端，所述滑轨的两端均设置有定位件。

优选的，为了检测转向架与锻件的相对位置，以便控制伸缩单元调整摄像头的位置和拍摄角度，所述转向架上设置有朝向所述锻造台轴心线的距离传感器。

优选的，为了保护摄像头，延长摄像头的使用寿命，所述图像采集组件还包括中空的隔热壳，所述隔热壳与所述转向组件的输出端连接，所述隔热壳的内腔包括相隔的置物腔和吸热腔，所述摄像头固定于所述置物腔内，所述隔热壳上设置有拍摄口，所述拍摄口固定有隔热窗，所述摄像头正对所述隔热窗，所述隔热壳上还设置有通过所述吸热腔连通的进液口和出液口。

优选的，为了便于吸热腔内充满吸热液，所述进液口连接有进液阀，所述出液口连接有出液阀。

优选的，为了方便摄像头的维护，所述隔热壳包括可拆卸连接的壳体和盖板，所述壳体的一侧敞口设置，所述盖板盖设于所述壳体的敞口侧，所述置物腔和所述吸热腔均由所述壳体和盖板围合形成，所述盖板与所述摄像头固定连接。

优选的，为了支撑锻造台稳定转动，所述锻造台固定有支脚，所述支脚以所述锻造台的轴心线为中心线环形阵列分布于所述锻造台的下方，所述支脚的底部转动有滚动件，所述滚动件通过所述支脚支撑所述锻造台。

优选的，为了便于锻件放置于锻造台正上方，所述锻造台的顶面同圆心分布有若干标记线，所述锻造台的轴心线经过所述标记线的圆心。

综上所述，本实用新型半导体铝合金流向检测组件与现有技术相比，利用转动装置带动锻造台转动，配合转动组件调整摄像头的工位以及移动组件带动摄像头水平移动和升降移动，扩大拍摄范围，在无需配置多台摄像头的基础上就能够拍摄锻件的全貌进行视觉检测，记录锻造过程中的金属流向，分析合理锻造方案，从而降低了检测成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的侧视图；

图4是本实用新型移动组件的结构示意图；

图5是图4的爆炸示意图；

图6是本实用新型转向组件与摄像头的连接结构示意图；

图7是图6的爆炸示意图；

图8是本实用新型转向组件的结构示意图；

图9是图8的爆炸示意图；

图10是本实用新型图像采集装置的结构示意图；

图11是图10的爆炸示意图；

图12是图10另一视角的爆炸示意图；

图13是本实用新型图像采集装置的正视图；

图14是图13的A-A向剖面图；

图中：100、锻造台；101、标记线；200、转动装置；300、摄像头；400、平移单元；401、平移电机；402、丝杆；403、螺套；404、导杆；405、导套；500、升降单元；501、基座；502、顶板；503、支柱；504、升降板；505、升降电机；506、螺杆；507、轴套；600、转向架；700、滑轨；800、滑动件；801、滑套；802、滑块；900、伸缩单元；110、定位件；120、距离传感器；130、置物腔；140、吸热腔；150、隔热窗；160、进液口；170、出液口；180、进液阀；190、出液阀；210、壳体；211、连接凸块；212、隔板；220、盖板；230、支脚；240、滚动件；250、连接横杆；260、连接竖杆；270、第一螺钉；280、第二螺钉。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1-图14，本实用新型的半导体铝合金流向检测组件，包括：

锻造台100，锻造台100为圆柱状且水平设置；

转动装置200，转动装置200驱动锻造台100绕自身轴心线间隔转动固定角度且转动角度的数值为360的约数；

图像采集装置，图像采集装置用于拍摄放置于锻造台100上锻件的周向外缘以及顶面；

图像采集装置包括：

图像采集组件，图像采集组件包括摄像头300；

转向组件，转向组件驱动摄像头300在第一工位和第二工位之间往复移动，第一工位下摄像头300水平朝向锻造台100的轴心线，第二工位下摄像头300向下设置；

移动组件，移动组件包括驱动转向组件沿锻造台100径向移动的平移单元400和驱动转向组件沿铅锤方向移动的升降单元500，平移单元400与升降单元500连接。

该装置使用时，将需要锻造加工处理的铝合金锻件(锻件通常为圆柱形)放置于锻造台100上，调整锻件的摆放位置，使得高温的锻件轴心线与锻造台100的轴心线基板一致，而后通过冲头、锻锤等工具对锻件进行锻造处理，使得高温的锻件内部金属流动，锻件发生变形，通过移动组件控制图像采集组件沿锻造台100径向和铅锤方向移动，并配合转向组件调整摄像头300的工位和拍摄角度，再配合转动装置200带动锻造台100以及锻造台100上锻件转动固定角度，使得摄像头300能够对锻造处理后锻件的周向外缘和顶面进行拍摄，采集图像，以记录锻造过程中锻件的变形程度和金属流向，进而分析合理的锻打方案。

在进行图像采集时，转向组件首先将摄像头300调整至第一工位下，使得摄像头300正对锻造台100的轴心线，通过升降单元500调整摄像头300的高度位置，平移单元400调整摄像头300沿锻造台100径向的位置，使得摄像头300正对锻件的周向外缘，对锻件周向外缘的局部进行拍摄，以采集锻件周向外缘的部分；之后，转向组件将摄像头300调整至第二工位下，使得摄像头300朝下后，通过升降单元500和平移单元400调整摄像头300的位置，使得摄像头300位于锻件的正上方，即使得摄像头300正对锻件的顶面，对锻件顶面的部分进行拍摄，采集图像，记录金属流向；如此，完成对锻件部分位置的图像采集。

之后，再由转动装置200带动锻造台100转动，改变摄像头300所朝向锻件的部位，并通过移动组件和转向组件相互配合，调整摄像头300的位置和拍摄角度，具体而言，摄像头300在第一工位和第二工位之间往复移动，在第一工位下，摄像头300朝向锻件100的周向外缘，在第二工位下，摄像头300正对锻件100的顶面。如此，通过转动装置200带动锻造台100和锻件转动，最终使得锻件完成一周的转动，摄像头300即能够采集到锻打过后锻件的变形图像，以此判断锻造过程中的金属流向，确定合理的锻造方案。

与现有技术相比，该装置通过转动装置200带动锻件转动，配合移动组件和转向组件分别调整摄像头的位置和拍摄角度，实现对锻件整体的拍摄以记录锻打后的金属流向，装置仅需单个摄像头300，在保证图像采集全貌的基础上，减少了摄像头300的使用数量，从而降低了检测成本。

本实用新型中，为保证能够带动锻造台100做间隔性的周期转动，转动装置200优选采用步进电机，步进电机的步距角有多种选择，包括但部局限于30°、40°、60°、90°和120°，仅需保证锻造台100每次转动的角度固定且角度的度数为360的约数，使得锻造台100转动N(N为大于0的自然数)次后，锻造台100正好转动一周。

为了实现对锻造台100的稳固支撑，同时方便锻造台100的稳定转动，锻造台100固定有支脚230，支脚230以锻造台100的轴心线为中心线环形阵列分布于锻造台100的下方，支脚230的底部转动有滚动件240，滚动件240通过支脚230支撑锻造台100，如图1和图3所示，滚动件240为滚珠，滚珠转动于地面上，减小锻造台100转动时受到的摩擦力，并通过支脚230对锻造台100进行支撑，保证锻造台100处于水平状态；而进一步的改进是，锻造台100的顶面同圆心分布有若干标记线101，锻造台100的轴心线经过标记线101的圆心，通过多个同圆心的标记线101，便于工作人员将锻件摆放至锻造台100的中心位置，避免锻件摆放时，锻件偏离锻造台100的中心。

本实用新型中移动组件设置于锻造台100的一侧，用于通过转向组件调整摄像头300的水平位置和高度位置，其具体结构如图1、图3-图5所示，其中升降单元500的输出端与平移单元400的输出端连接，平移单元400的输出端与转向组件连接。

进一步具体而言，升降单元500包括从下而上依次设置的基座501、升降板504和顶板503，基座501和转动装置200均固定于地面上，顶板503的四角通过沿铅锤方向延伸的四个支柱503与基座501的四角固定连接，升降板504的四角处密封套设于四个支柱503外，且升降板504与支柱503滑动配合，顶板503的上方固定有向下的升降电机505，升降电机505的输出端同轴心线固定连接有沿铅锤方向延伸并且与升降板504螺纹配合的螺杆506，基座501的上方固定有轴套507，螺杆506的底端转动于轴套507的内侧。

平移单元400包括平移电机401，平移电机401固定于升降板504的上方且平移电机401的输出端同轴心线固定连接由丝杆402，丝杆402螺纹连接有螺套403，螺套403与转向组件连接，转向组件连接由导杆404，导杆404滑动配合有导套405，导套405固定于升降板504的上方，导杆404和导套405均沿平行于丝杆402的轴向延伸。

移动组件采用上述结构后，当需要调整摄像头300的高度位置时，升降电机505启动，驱动螺杆506在轴套507的限制作用下，绕自身轴心线进行稳定转动，螺杆506作用于升降板504上，带动升降板504在支柱503的导向作用下沿铅锤方向移动，进而带动平移单元400升降移动，从而通过平移单元400带动转向组件和摄像头300升降移动；当需要调整摄像头300的水平位置时，平移单机401启动，带动丝杆402绕自身轴心线转动，作用于螺套403上，在导杆404和导套405的支撑作用下，使得转向组件和摄像头300沿水平方向移动，调整摄像头300的水平位置。

移动组件，移动组件包括驱动转向组件沿锻造台100径向移动的平移单元400和驱动转向组件沿铅锤方向移动的升降单元500，平移单元400与升降单元500连接。

进一步的改进是，如图6-图9所示，转向组件包括与移动组件连接的转向架600、与转向架600固定连接的滑轨700、滑动于滑轨700上的滑动件800、连接于滑动件800和转向架600之间的伸缩单元900，伸缩单元900驱动滑动件800沿滑轨700滑动，滑动件800与摄像头300连接；伸缩单元900的两端分别与转向架600和滑动件800转动连接；与第一工位下摄像头300连接的滑动件800位于滑轨700的一端，与第二工位下摄像头300连接的滑动件800位于滑轨700的另一端，滑轨700的两端均设置有定位件110。

具体而言，本实用新型中，转向架600为L形结构，包括一体连接的横板和竖板，横板位于竖板的顶部，而竖板位于横板远离锻造台100轴心线的一端下方且背对锻造台100的一侧与螺套403固定连接；滑动件800共有两个，分别位于图像采集组件的两侧，滑动件800包括与图像采集组件连接的滑块802和设置于滑块802两侧的两个滑套801，滑套801滑动连接由滑轨700，滑轨700为圆弧形，滑轨700的两端均固定连接有定位件110，定位件100为长条状，其两端分别与滑块802两侧滑套801所滑动对应的滑轨700端部固定连接，位于上方的定位件110通过两个连接竖杆260与转向架600的横板固定连接，位于下方的定位件100通过两个连接横杆250与转向架600的竖板固定连接；伸缩单元900包括油缸，油缸与滑动件800一一对应，油缸的缸筒与转向架600方竖板转动连接，活塞杆与滑块802转动连接。

采用上述结构后，通过油缸驱动其活塞杆伸缩移动，带动滑块802移动，使得滑套801沿着弧形的滑轨801移动，进而改变滑块802和图像采集组件中摄像头300的角度，利用滑轨700两端的定位件100便于精确调节滑块802和滑套801在滑轨700上的位置，从而精确控制摄像头300的位置，使得当滑套801移动至滑轨700下方的端部位置时，摄像头300水平朝向锻造台100的轴心线，而当滑套801移动至滑轨700的另一端，也即上方的端部位置时，摄像头300竖直向下设置，正对锻造台100的顶面。

进一步的改进是，转向架600上设置有朝向锻造台100轴心线的距离传感器120。具体的，距离传感器120位于转向架600竖板的底端位置，在调整摄像头300的工位和位置时，利用距离传感120不仅能够检测转向架600前方有无距离信号，而且在检测到距离信号后，能够采集转向架600与锻件周向外缘的距离，如此，在检测金属流向时，便于根据距离传感器120的检测信号，调整移动组件，改变摄像头300的位置，以保证摄像头300处于第一工位下后，摄像头300正对锻件的周向外缘，而摄像头300处于第二工位下后，摄像头300正对锻件的顶面。

由于进行金属流向检测时，锻件极易将自身的热量通过周围的空气传递给摄像头300，使得摄像头300温度升高，缩短使用寿命，为了保证摄像头300在低温下进行拍摄，延长使用寿命，如图7、图10-图14所示，本实用新型中图像采集组件还包括中空的隔热壳，隔热壳与转向组件的输出端连接，隔热壳的内腔包括相隔的置物腔130和吸热腔140，摄像头300固定于置物腔130内，隔热壳上设置有拍摄口，拍摄口固定有隔热窗150，摄像头300正对隔热窗150，隔热壳上还设置有通过吸热腔140连通的进液口160和出液口170。

在采用上述设计后，将隔热壳的内腔设计成相隔的置物腔130和吸热腔140，而通过进液口160方便向吸热腔140内通入冷却液，而出液口170排出吸热后的冷却液(通常为冷却水)，而隔热壳上拍摄口安装的隔热窗150方便摄像头300对自身前方采集图像。如此，进行视觉检测时，通过进液口160向吸热腔140内注入冷却水，利用冷却水吸收锻件通过空气传递至隔热壳的热量，而后冷却水通过出液口170排出，同时再通过进液口160向吸热腔140内注入冷却水，从而大幅度减少了传递至摄像头300的热量，保证摄像头300在低温环境下工作，如此，延长了摄像头300的使用寿命。

进一步的改进是，进液口160连接有进液阀180，出液口170连接有出液阀190。通过控制进液阀180和出液阀190的开启关闭，方便控制吸热腔140与外界的连通和断开，以便吸热腔140内储存一定冷却液，在冷却液吸收热量后，打开进液阀180和出液阀190，向吸热腔140内注入低温的冷却液，使得之前吸热后的冷却液排出吸热腔140，再关闭进液阀180和出液阀190，使得新注入的冷却水能够吸收传递至隔热壳的热量，保证摄像头300的使用寿命。

进一步的改进是，隔热壳包括可拆卸连接的壳体210和盖板220，壳体210的一侧敞口设置，盖板220盖设于壳体210的敞口侧，置物腔130和吸热腔140均由壳体210和盖板220围合形成；盖板220与摄像头300固定连接。

具体的，壳体210的底部敞口设置，壳体210的两侧一体连接有连接凸块211，连接凸块211通过第一螺钉270与滑块802固定连接；盖板220盖设于壳体210的下方，盖板220的四角处通过第二螺钉280与壳体210可拆卸固定连接；壳体210的内侧一体连接有隔板212，通过隔板212将吸热腔140和置物腔130相隔；摄像头300固定于盖板220的上方。

采用上述设计后，利用第二螺钉280实现盖板220与壳体210的可拆卸连接，如此，方便将摄像头300取出隔热壳外，对摄像头300进行充电维护等操作。当然，盖板220与壳体210也可以采用其他可拆卸连接的方式，例如卡接等。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种半导体铝合金流向检测组件，其特征在于，包括：

锻造台(100)，所述锻造台(100)为圆柱状且水平设置；

转动装置(200)，所述转动装置(200)驱动所述锻造台(100)绕自身轴心线间隔转动固定角度且转动角度的数值为360的约数；

图像采集装置，所述图像采集装置用于拍摄放置于所述锻造台(100)上锻件的周向外缘以及顶面；

所述图像采集装置包括：

图像采集组件，所述图像采集组件包括摄像头(300)；

转向组件，所述转向组件驱动所述摄像头(300)在第一工位和第二工位之间往复移动，第一工位下所述摄像头(300)水平朝向所述锻造台(100)的轴心线，第二工位下所述摄像头(300)向下设置；

移动组件，所述移动组件包括驱动所述转向组件沿所述锻造台(100)径向移动的平移单元(400)和驱动所述转向组件沿铅锤方向移动的升降单元(500)，所述平移单元(400)与所述升降单元(500)连接。

2.根据权利要求1所述的半导体铝合金流向检测组件，其特征在于：所述转向组件包括与所述移动组件连接的转向架(600)、与所述转向架(600)固定连接的滑轨(700)、滑动于所述滑轨(700)上的滑动件(800)、连接于所述滑动件(800)和所述转向架(600)之间的伸缩单元(900)，所述伸缩单元(900)驱动所述滑动件(800)沿所述滑轨(700)滑动，所述滑动件(800)与所述摄像头(300)连接。

3.根据权利要求2所述的半导体铝合金流向检测组件，其特征在于：所述伸缩单元(900)的两端分别与所述转向架(600)和所述滑动件(800)转动连接。

4.根据权利要求2所述的半导体铝合金流向检测组件，其特征在于：与第一工位下摄像头(300)连接的滑动件(800)位于所述滑轨(700)的一端，与第二工位下摄像头(300)连接的滑动件(800)位于所述滑轨(700)的另一端，所述滑轨(700)的两端均设置有定位件(110)。

5.根据权利要求2所述的半导体铝合金流向检测组件，其特征在于：所述转向架(600)上设置有朝向所述锻造台(100)轴心线的距离传感器(120)。

6.根据权利要求1所述的半导体铝合金流向检测组件，其特征在于：所述图像采集组件还包括中空的隔热壳，所述隔热壳与所述转向组件的输出端连接，所述隔热壳的内腔包括相隔的置物腔(130)和吸热腔(140)，所述摄像头(300)固定于所述置物腔(130)内，所述隔热壳上设置有拍摄口，所述拍摄口固定有隔热窗(150)，所述摄像头(300)正对所述隔热窗(150)，所述隔热壳上还设置有通过所述吸热腔(140)连通的进液口(160)和出液口(170)。

7.根据权利要求6所述的半导体铝合金流向检测组件，其特征在于：所述进液口(160)连接有进液阀(180)，所述出液口(170)连接有出液阀(190)。

8.根据权利要求6所述的半导体铝合金流向检测组件，其特征在于：所述隔热壳包括可拆卸连接的壳体(210)和盖板(220)，所述壳体(210)的一侧敞口设置，所述盖板(220)盖设于所述壳体(210)的敞口侧，所述置物腔(130)和所述吸热腔(140)均由所述壳体(210)和盖板(220)围合形成，所述盖板(220)与所述摄像头(300)固定连接。

9.根据权利要求1所述的半导体铝合金流向检测组件，其特征在于：所述锻造台(100)固定有支脚(230)，所述支脚(230)以所述锻造台(100)的轴心线为中心线环形阵列分布于所述锻造台(100)的下方，所述支脚(230)的底部转动有滚动件(240)，所述滚动件(240)通过所述支脚(230)支撑所述锻造台(100)。

10.根据权利要求1所述的半导体铝合金流向检测组件，其特征在于：所述锻造台(100)的顶面同圆心分布有若干标记线(101)，所述锻造台(100)的轴心线经过所述标记线(101)的圆心。