CN209247652U - 一种大壳体上铆钉表面缺陷在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大壳体上铆钉表面缺陷在线检测装置，包括安装基础，待检测的壳体放置在安装基础上，在所述安装基础上设置有旋转组件以及三维移动组件，所述待检测的壳体安装在旋转组件上，在所述三维移动组件上设置有检测单元，在检测过程中，所述三维移动组件带动检测单元在X、Y、Z三个方向上运动，所述旋转组件带动壳体旋转，所述检测单元与计算机连接，所述检测单元用于识别壳体上铆钉表面缺陷。本实用新型采用机器视觉，利用图像处理和轮廓扫描技术相结合的技术手段，实现对铆钉铆接点的各种缺陷的在线检测，从而实现了铆接质量的快速检测，提高了检测过程的准确性和自动化程度，增加了检测可靠性，满足多型号产品研制、批产的现场检测需求。

Description

一种大壳体上铆钉表面缺陷在线检测装置

技术领域

本实用新型属于检测技术领域，特别涉及一种大尺寸壳体上铆钉表面缺陷现场在线检测装置。

背景技术

作为型号产品弹（箭）体结构件重要组成部分的大壳体，分为筒段式舱段和壁板式舱段两种。根据产品设计需要，在壳体上布置多达近万个铆接点，用于蒙皮与端框、中框、桁条之间的连接。铆接质量对保证产品质量，提高产品性能、疲劳强度和可靠性等方面起到至关重要的作用。

对于壳体表面的近万个铆接点，需要按照Q-Y444-2011标准检测实心铆接墩头的直径和高度，观测实心铆接墩头表面是否有裂纹，筛选并标识出有缺陷的铆接点的坐标位置。

目前的检测方式存在一些弊端，主要体现在以下方面：

（1）目前采用固定尺寸的检测样板加目视综合检测方法，抽查数量少于每排铆钉总数10%。由于每个大壳体均有近1～3万个的铆接点，铆钉质量评判数量巨大，受铆接结构空间限制、光线照射角度及强度影响、目视检查经验技能水平影响，铆接质量检出率较低，存在质量隐患。

（2）目前检测手段中虽然部分采用了检测设备自带的处理程序，但由于数据量大、检测点位多，数据结论部分的记录及处理采用人工方式，分析判定过程繁琐且易出错。

由此可见，现有壳体的检测过程存在诸多弊端，其检测手段不适应产品的批量化生产，满足不了快速、集成的现场检测需求。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的技术问题，提供一种能够实现铆接质量的快速检测，提高检测过程的准确性和自动化程度，增加检测可靠性，满足现场检测需求的大壳体上铆钉表面缺陷在线检测装置。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种大壳体上铆钉表面缺陷在线检测装置，包括安装基础，待检测的壳体放置在安装基础上，其特征在于：在所述安装基础上设置有旋转组件以及三维移动组件，所述待检测的壳体安装在旋转组件上，在所述三维移动组件上设置有检测单元，在检测过程中，所述三维移动组件带动检测单元在X、Y、Z三个方向上运动，所述旋转组件带动壳体旋转，所述检测单元与计算机连接，所述检测单元用于识别壳体上铆钉表面缺陷。

本实用新型所述的大壳体上铆钉表面缺陷在线检测装置，其所述三维移动组件通过悬测杆与至少一组检测单元连接，每组检测单元包括辅助相机、主相机、轮廓扫描传感器和接近开关传感器，所述辅助相机和主相机构成图像采集单元，所述轮廓扫描传感器用于扫描铆钉墩头尺寸。

本实用新型所述的大壳体上铆钉表面缺陷在线检测装置，其所述主相机与多个辅助相机通过工装夹具连接在一起并均匀分布在同一球面上，所述主相机位于正中间，所述主相机与辅助相机轴线之间的夹角为30°～60°，所述轮廓扫描传感器位于主相机正下方。

本实用新型所述的大壳体上铆钉表面缺陷在线检测装置，其所述三维移动组件包括X轴纵梁组件、Y轴横梁组件以及Z轴竖梁组件，所述Y轴横梁组件和Z轴竖梁组件整体相对于X轴纵梁组件在X方向移动，所述Z轴竖梁组件相对于Y轴横梁组件在Y轴方向移动，所述Z轴竖梁组件通过悬测杆与检测单元连接，并带动检测单元在Z轴方向移动。

本实用新型所述的大壳体上铆钉表面缺陷在线检测装置，其所述X轴纵梁组件包括X轴纵梁和X轴驱动机构，所述Y轴横梁组件包括Y轴横梁和Y轴驱动机构，所述Z轴竖梁组件包括Z轴竖梁和Z轴驱动机构，所述Y轴横梁组件通过滑块与X轴纵梁组件滑动连接，所述X轴驱动机构用于驱动滑块沿X轴方向滑动，所述Z轴竖梁组件通过滑枕与Y轴横梁组件滑动连接，所述Y轴驱动机构用于驱动滑枕沿Y轴方向滑动，所述Z轴驱动机构用于驱动Z轴竖梁在Z轴方向移动，所述Z轴竖梁与悬测杆连接。

本实用新型所述的大壳体上铆钉表面缺陷在线检测装置，其在所述三维移动组件上设置有光栅尺组件，所述光栅尺组件包括固定在X轴纵梁基体上的X轴光栅、固定在Y轴横梁基体上的Y轴光栅以及固定在Z轴竖梁基体上的Z轴光栅，所述X轴光栅的读数头固定在Y轴横梁组件，所述Y轴光栅的读数头固定在Z轴竖梁组件，所述Z轴光栅的读数头固定在Z轴竖梁。

本实用新型所述的大壳体上铆钉表面缺陷在线检测装置，其在所述安装基础上、旋转组件的两侧对称地设置有导向防撞组件，在所述安装基础上设置有用于放置悬测杆的悬测杆组件存放支架。

本实用新型主要针对现有壳体检测过程中人工检测效率低、抽检有质量隐患、数据处理繁杂的问题，采用机器视觉，利用图像处理和轮廓扫描技术相结合的技术手段，实现对铆钉钉头下凹、凸出、滑窝、翘边、压痕，墩头尺寸、凹坑、裂纹等表面缺陷的在线检测，从而实现了铆接质量的快速检测，提高了检测过程的准确性和自动化程度，增加了检测可靠性，满足多型号产品研制、批产的现场检测需求。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的检测示意图。

图3是本实用新型中检测单元的结构示意图。

图中标记：1为安装基础，2为壳体，3为旋转组件，4为三维移动组件，5为检测单元，5a为辅助相机，5b为主相机，5c为轮廓扫描传感器，5d为接近开关传感器，5e为工装夹具，6为悬测杆，7a为X轴纵梁，7b为X轴驱动机构，8a为Y轴横梁，8b为Y轴驱动机构，9a为Z轴竖梁，9b为Z轴驱动机构，10为滑块，11为滑枕，13为悬测杆组件存放支架，14为控制台。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1和2所示，一种大壳体上铆钉表面缺陷在线检测装置，包括安装基础1，待检测的壳体2放置在安装基础1上，在所述安装基础1上设置有旋转组件3以及三维移动组件4，所述待检测的壳体2安装在旋转组件3上，在所述三维移动组件4上设置有检测单元5，在所述安装基础1上、旋转组件3的两侧对称地设置有导向防撞组件，在检测过程中，所述三维移动组件4带动检测单元5在X、Y、Z三个方向上运动，所述旋转组件3带动壳体2旋转，所述检测单元5与计算机连接，实现数据通信，所述检测单元5用于识别壳体2上铆钉表面缺陷，包括墩头的尺寸偏差、铆接点的表面缺陷及铆接裂纹等，计算机利用检测单元采集到的数据自动判定出铆钉表面缺陷类型，检测完毕之后，自动出具检测证书。

在本实施例中，所述三维移动组件4通过悬测杆6与至少一组检测单元5连接，即检测单元安装在悬测杆上，在所述安装基础1上设置有用于放置悬测杆6的悬测杆组件存放支架13。如图3所示，每组检测单元5包括辅助相机5a、主相机5b、轮廓扫描传感器5c和接近开关传感器5d，所述辅助相机5a和主相机5b构成图像采集单元，所述轮廓扫描传感器5c用于扫描铆钉墩头尺寸；所述主相机5b与多个辅助相机5a通过工装夹具5e连接在一起并均匀分布在同一球面上，所述主相机5b位于正中间，所述主相机5b与辅助相机5a轴线之间的夹角为30°～60°，所述轮廓扫描传感器5c位于主相机5b正下方。

其中，所述三维移动组件4包括X轴纵梁组件、Y轴横梁组件以及Z轴竖梁组件，所述Y轴横梁组件和Z轴竖梁组件整体相对于X轴纵梁组件在X方向移动，所述Z轴竖梁组件相对于Y轴横梁组件在Y轴方向移动，所述Z轴竖梁组件通过悬测杆6与检测单元5连接，并带动检测单元5在Z轴方向移动。具体地：所述X轴纵梁组件包括X轴纵梁7a和X轴驱动机构7b，所述Y轴横梁组件包括Y轴横梁8a和Y轴驱动机构8b，所述Z轴竖梁组件包括Z轴竖梁9a和Z轴驱动机构9b，所述Y轴横梁组件通过滑块10与X轴纵梁组件滑动连接，所述X轴驱动机构7b用于驱动滑块10沿X轴方向滑动，所述Z轴竖梁组件通过滑枕11与Y轴横梁组件滑动连接，所述Y轴驱动机构8b用于驱动滑枕11沿Y轴方向滑动，所述Z轴驱动机构9b用于驱动Z轴竖梁9a在Z轴方向移动，所述Z轴竖梁9a与悬测杆6连接。

而且，在所述三维移动组件4上设置有光栅尺组件，所述光栅尺组件包括固定在X轴纵梁7a基体上的X轴光栅、固定在Y轴横梁8a基体上的Y轴光栅以及固定在Z轴竖梁9a基体上的Z轴光栅，所述X轴光栅的读数头固定在Y轴横梁组件，所述Y轴光栅的读数头固定在Z轴竖梁组件，所述Z轴光栅的读数头固定在Z轴竖梁9a。

本实用新型的检测原理是：

对部段壳体外部的铆接钉头和内部的铆接墩头分别检测。对于铆接钉头，铆接缺陷只表现为钉头的滑窝、划痕缺陷、以及漏铆现象，检测时只需使用相机采集图像即可解决；对于铆接墩头，铆接缺陷不仅表现为墩头的尺寸（直径和高度）偏差，还有墩头上表面的划痕、翘边、侧面的裂纹等缺陷以及漏铆现象，检测时需使用轮廓扫描传感器检测墩头尺寸，同时相机采集图像分析表面缺陷。对于大尺寸的部段壳体，检测时需将Z轴竖梁上的悬测杆进行两次拆除/安装操作，利用悬测杆上的上下两组检测单元同时工作，分区域检测大壳体不同部位的特征参数，其它规格的部段壳体则可利用悬测杆下端的一组检测单元直接检测。

如图2所示，为本实用新型的一种具体实施实例应用。通过控制台14控制三维移动组件将悬测杆运行至壳体外圆直径处，调整位置使悬测杆上安装的检测单元能识别出铆接钉头。通过控制台控制旋转组件带动壳体旋转，使得0°位置上桁条上的铆接钉头处于Y轴轴心线上，并且正对检测单元。控制三维移动组件上下移动悬测杆，观测检测单元是否能覆盖全部被测区域范围，并未与其他部件发生干涉。调用“检测路径”文件，按其规划路径分段扫描检测铆接钉头，传输图像数据到计算机，检测按象限分区域进行，保证检测完整一周。在图像分析判定模块中，对得到的图像数据进行分析处理，根据判定准则，判定缺陷点位置坐标。根据得到的缺陷点位置坐标，控制标识***，在对应区域进行标识。检测完毕之后自动输出检测报告。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种大壳体上铆钉表面缺陷在线检测装置，包括安装基础（1），待检测的壳体（2）放置在安装基础（1）上，其特征在于：在所述安装基础（1）上设置有旋转组件（3）以及三维移动组件（4），所述待检测的壳体（2）安装在旋转组件（3）上，在所述三维移动组件（4）上设置有检测单元（5），在检测过程中，所述三维移动组件（4）带动检测单元（5）在X、Y、Z三个方向上运动，所述旋转组件（3）带动壳体（2）旋转，所述检测单元（5）与计算机连接，所述检测单元（5）用于识别壳体（2）上铆钉表面缺陷。

2.根据权利要求1所述的大壳体上铆钉表面缺陷在线检测装置，其特征在于：所述三维移动组件（4）通过悬测杆（6）与至少一组检测单元（5）连接，每组检测单元（5）包括辅助相机（5a）、主相机（5b）、轮廓扫描传感器（5c）和接近开关传感器（5d），所述辅助相机（5a）和主相机（5b）构成图像采集单元，所述轮廓扫描传感器（5c）用于扫描铆钉墩头尺寸。

3.根据权利要求2所述的大壳体上铆钉表面缺陷在线检测装置，其特征在于：所述主相机（5b）与多个辅助相机（5a）通过工装夹具（5e）连接在一起并均匀分布在同一球面上，所述主相机（5b）位于正中间，所述主相机（5b）与辅助相机（5a）轴线之间的夹角为30°～60°，所述轮廓扫描传感器（5c）位于主相机（5b）正下方。

4.根据权利要求2所述的大壳体上铆钉表面缺陷在线检测装置，其特征在于：所述三维移动组件（4）包括X轴纵梁组件、Y轴横梁组件以及Z轴竖梁组件，所述Y轴横梁组件和Z轴竖梁组件整体相对于X轴纵梁组件在X方向移动，所述Z轴竖梁组件相对于Y轴横梁组件在Y轴方向移动，所述Z轴竖梁组件通过悬测杆（6）与检测单元（5）连接，并带动检测单元（5）在Z轴方向移动。

5.根据权利要求4所述的大壳体上铆钉表面缺陷在线检测装置，其特征在于：所述X轴纵梁组件包括X轴纵梁（7a）和X轴驱动机构（7b），所述Y轴横梁组件包括Y轴横梁（8a）和Y轴驱动机构（8b），所述Z轴竖梁组件包括Z轴竖梁（9a）和Z轴驱动机构（9b），所述Y轴横梁组件通过滑块（10）与X轴纵梁组件滑动连接，所述X轴驱动机构（7b）用于驱动滑块（10）沿X轴方向滑动，所述Z轴竖梁组件通过滑枕（11）与Y轴横梁组件滑动连接，所述Y轴驱动机构（8b）用于驱动滑枕（11）沿Y轴方向滑动，所述Z轴驱动机构（9b）用于驱动Z轴竖梁（9a）在Z轴方向移动，所述Z轴竖梁（9a）与悬测杆（6）连接。

6. 根据权利要求5所述的大壳体上铆钉表面缺陷在线检测装置，其特征在于： 在所述三维移动组件（4）上设置有光栅尺组件，所述光栅尺组件包括固定在X轴纵梁（7a）基体上的X轴光栅、固定在Y轴横梁（8a）基体上的Y轴光栅以及固定在Z轴竖梁（9a）基体上的Z轴光栅，所述X轴光栅的读数头固定在Y轴横梁组件，所述Y轴光栅的读数头固定在Z轴竖梁组件，所述Z轴光栅的读数头固定在Z轴竖梁（9a）。

7.根据权利要求2所述的大壳体上铆钉表面缺陷在线检测装置，其特征在于：在所述安装基础（1）上、旋转组件（3）的两侧对称地设置有导向防撞组件，在所述安装基础（1）上设置有用于放置悬测杆（6）的悬测杆组件存放支架（13）。