CN213516933U - 一种活塞缺陷检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种活塞缺陷检测装置，属于活塞检测技术领域。本实用新型包括活塞顶面缺陷检测工位、活塞倒角缺陷检测工位、活塞销孔检测工位、活塞面孔检测工位、活塞凹槽检测工位、活塞底部裂纹检测工位、活塞环岸线扫工位和活塞内腔机器人工位。本实用新型通过不同工位搭配不同光源，降低缺陷活塞漏检率，全程自动控制，不需要人工参与，降低人工成本，在工位间配置转运机构，提高活塞搬运速度，增加检测速度，同时，采用AI算法检测，检测准确率高。

Description

一种活塞缺陷检测装置

技术领域

本实用新型涉及活塞检测技术领域，尤其涉及一种活塞缺陷检测装置。

背景技术

活塞是汽车发动机重要组成部分，其质量好坏严重影响着发动机的使用寿命。目前活塞制造企业广泛采用人工目检的方式判断活塞的质量，由于人的主观性和长时间检测导致的疲劳，极易产生误判现象。同时，单个活塞需要多个质检员重复检测，多次的搬运过程中，活塞不可避免的会产生磕碰。最后，机器视觉技术和AI技术的发展赋能智能制造，使得活塞缺陷检测在线、可追溯、降低误检率、提高检测效率、节约用工人员变为可能。

现有技术至少存在以下不足：

1.工位检测不全面，缺陷活塞漏检率高；

2.各工位间活塞搬运慢速度，检测速度慢，需要较多质检人员，人员成本高；

3.不能全自动化缺陷检测，需要人工参与。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种全自动、全工位、快速活塞缺陷检测装置，漏检率低，降低人员数量，降低成本。

本实用新型提供了一种活塞缺陷检测装置，包括进料流水线皮带，还包括：

活塞倒角缺陷检测工位、活塞销孔检测工位、活塞面孔检测工位、活塞凹槽检测工位和活塞底部裂纹检测工位；

所述活塞倒角缺陷检测工位包括线扫相机和远心镜头、线光源、第一夹紧旋转机构和第二相机高度调节模块；

所述活塞销孔检测工位包括面光源、气缸、第一相机镜头、相机镜头调节模块、第二夹紧旋转机构和第一环光源；

所述活塞面孔检测工位包括第一相机镜头模块、第二穹顶光源、第一条光源、第二条光源、第三条光源、第一相机镜头高度调节模块和第三夹紧旋转机构；

所述活塞凹槽检测工位包括第二环光源、第二相机镜头、第二相机镜头高度调节模块、升降机构和第四夹紧旋转机构；

所述活塞底部裂纹检测工位包括第二相机镜头模块、第三相机镜头高度调节模块、第三穹顶光源和夹紧机构。

优选地，所述活塞缺陷检测装置还包括：活塞顶面缺陷检测工位、活塞环岸线扫工位和活塞内腔机器人工位。

优选地，所述活塞顶面缺陷检测工位的一端与进料流水线皮带连接，另一端与活塞倒角缺陷检测工位的一端连接，所述活塞倒角缺陷检测工位的另一端与所述活塞销孔检测工位的一端连接，活塞销孔检测工位的另一端与所述活塞面孔检测工位的一端连接，所述活塞面孔检测工位的另一端与所述活塞凹槽检测工位的一端连接，所述活塞凹槽检测工位的另一端与所述活塞底部裂纹检测工位的一端连接，所述活塞底部裂纹检测工位的另一端与所述活塞环岸线扫工位连接。

优选地，其特征在于所述活塞凹槽检测工位的另一端与所述活塞底部裂纹检测工位的一端通过转运机构连接。

优选地，所述活塞顶面缺陷检测工位包括相机镜头模组、第一穹顶光源、高角度环光源、固定相机镜头模组与支架的工件和第一相机高度调节模块。

优选地，所述相机镜头模组包括工业相机、镜头和光源。

优选地，所述活塞环岸线扫工位包括线扫相机和镜头、第三相机高度调节模块、隧道光源和第五夹紧旋转机构。

优选地，所述活塞内腔机器人工位包括第三相机镜头模块、第四穹顶光源、高度调节电机模组和机器人。

优选地，所述活塞缺陷检测装置由控制***全自动控制检测流程。

优选地，所述活塞缺陷检测装置通过AI算法进行各工位采集到的活塞图片的缺陷检测。

与现有技术相对比，本实用新型的有益效果如下：

(1)本实用新型通过不同工位搭配不同光源，降低缺陷活塞漏检率，提高活塞质量检测水平，从而达到活塞全方位检测的目的；

(2)本实用新型在工位间配置转运机构，提高活塞搬运速度，增加检测速度，减少质检人员的数量，节约成本；

(3)本实用新型包括8个检测工位，对活塞的各个角度做到全方位检测，漏检率低；

(4)本实用新型对缺陷检测流程进行自动化控制，不需要人工参与。

(5)本实用新型采用AI算法对采集的图片进行缺陷检测，检测准确率高。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的活塞缺陷检测装置的俯视图。

图2为本实用新型一个实施例的活塞顶面缺陷检测工位。

图3为本实用新型一个实施例的活塞倒角检测工位。

图4为本实用新型一个实施例的活塞销孔检测工位。

图5为本实用新型一个实施例的活塞面孔检测工位。

图6为本实用新型一个实施例的活塞凹槽检测工位。

图7为本实用新型一个实施例的活塞底部裂纹检测工位。

图8为本实用新型一个实施例的活塞环岸线扫工位。

图9为本实用新型一个实施例的活塞内腔机器人工位。

附图中标记的具体含义如下：

100-进料流水线皮带，101-活塞顶面缺陷检测工位，102-活塞倒角缺陷检测工位，103-活塞销孔检测工位，104-活塞面孔检测工位，105-活塞凹槽检测工位，106-活塞底部裂纹检测工位，107-活塞环岸线扫工位，108-活塞内腔机器人工位，200-相机镜头模组，201-第一穹顶光源，202-高角度环光源，203-固定相机镜头模组与支架的工件，204-第一相机高度调节模块，300-线扫相机和远心镜头，301-线光源，302-第一夹紧旋转机构，303-第二相机高度调节模块，400-面光源，401-气缸，402-第一相机镜头，403-相机镜头调节模块，404-第二夹紧旋转机构，405-第一环光源，500-第一相机镜头模块、501-第二穹顶光源，502-第一条光源、503-第二条光源、504-第三条光源，505-第一相机镜头高度调节模块，506-第三夹紧旋转机构，600-第二环光源、601-第二相机镜头、602-第二相机镜头高度调节模块、603-升降机构、604-第四夹紧旋转机构，700-第二相机镜头模块，701-第三相机镜头高度调节模块，702-第三穹顶光源，703-夹紧机构，800-线扫相机和镜头，801-第三相机高度调节模块，802隧道光源，803-第五夹紧旋转机构，900-第三相机镜头模块，901-第四穹顶光源，902-高度调节电机模组，903-机器人。

具体实施方式

下面结合附图1-9，对本实用新型的具体实施方式作详细的说明。

检测流程如下：如图1所示，人工将加工完的活塞放置在进料流水线皮带100上，传送带将活塞传送到活塞顶面缺陷检测工位101，定位拍活塞顶面图像，用于检测活塞顶面是否有缺陷。待控制***返回顶面拍摄完毕信号，活塞继续在进料流水线皮带100上运动到待抓取位置，夹爪将活塞抓取放置在活塞倒角缺陷检测工位102，电机带动活塞旋转360°，线扫相机实时采图，用于检测活塞倒角部位的缺陷。采图完毕，夹爪将活塞搬运到活塞销孔检测工位103，用于检测销孔内壁的缺陷。活塞销孔检测工位103采图完毕，活塞被运送到活塞面孔检测工位104，检测活塞面孔缺陷。在活塞凹槽检测工位105，有第四夹紧旋转机构604将面孔工位的活塞翻转放置到凹槽检测工位，用于检测活塞凹槽是否有缺陷。然后，活塞通过转运机构，平移到活塞底部裂纹检测工位106，采图完毕，活塞由活塞底部裂纹检测工位106运送到活塞环岸线扫工位107，最后活塞环岸线扫工位107的夹紧机构703将活塞再次翻转，用于拍摄活塞外侧面，检测环岸是否有缺陷。待拍照完毕，机器人将活塞环岸线扫工位107上的活塞抓取到活塞内腔机器人工位108。在活塞内腔机器人工位108共走6个不同点位，每个点位翻转不同的角度，用于对活塞内腔顶面、内腔底面、裙部大侧、裙部小侧、内腔销孔左侧面、内腔销孔右侧面共6个面拍照，检测是否有缺陷。

针对每个工位介绍如下：

图2所示为活塞顶面缺陷检测工位101，主要包括相机镜头模组200、第一穹顶光源201、高角度环光源202、固定工业相机、镜头、光源构成的相机镜头模组200与支架的工件203以及第一相机高度调节模块204。图示相机固定在方形治具上，放置在相机高度调节模块204轨道中，并通过旋紧和拧松螺丝调节相机高度，进而调节物距。相机镜头模组200下方有阻挡机构，当活塞运行到相机镜头模组200正下方时，阻挡机构固定活塞，相机分两次拍照。第一次打开第一穹顶光源201拍活塞顶面机加工面，第二次打开高角度环形光源202用于拍摄顶面铸造面。待拍照完毕PLC发出信号，阻挡机构通过气缸弹回，活塞继续运行。

图3所示为活塞顶面缺陷检测工位102。包括线扫相机和远心镜头300、线光源301、第一夹紧旋转机构302和第二相机高度调节模块303。通过夹爪将活塞顶面检测工位101中的活塞夹取到活塞顶面缺陷检测工位102，第一夹紧旋转机构302固定活塞的张紧机构弹开，固定活塞使其旋转过程中不会产生偏移和震动。接着电机带动第一夹紧旋转机构302旋转一周，线扫实时采集倒角图像，用于检测活塞倒角是否有缺陷。

图4所示为活塞销孔检测工位103，主要包括面光源400、气缸401、第一相机镜头402、相机镜头调节模块403、第二夹紧旋转机构404、第一环光源405。活塞通过第二夹紧旋转机构404，将活塞顶面缺陷检测工位102上的活塞运到活塞销孔检测工位103进行销孔缺陷检测。待活塞运动到活塞销孔检测工位103拍照位时，气缸401带动面光源400弹出，靠近销孔，拍摄图像。拍照完毕，第二夹紧旋转机构404旋转180°，拍摄另一侧销孔照片。

图5所示为活塞面孔检测工位104。包括相机镜头模块500、第二穹顶光源501、第一条光源502、第二条光源503、第三条光源504、第一相机镜头高度调节模块505、第三夹紧旋转机构506。待检测活塞面孔部位呈不规则弧形，第一条光源502和第二条光源503根据活塞面孔弧线角度不同，调整角度，用于对第二穹顶光源501照射不到的部位进行补光，使得整个相机可以清晰的拍摄出活塞面孔图像。第三条光源504用于拍摄活塞顶侧山峰。活塞销孔检测工位103上的活塞搬运到活塞面孔检测工位104上时，第三夹紧旋转机构506弹出张紧机构固定活塞，3个条光源第一条光源502、第二条光源503、第三条光源504和第二穹顶光源501同时打开，拍摄第一侧面孔，接着，夹紧旋转机构506旋转180°拍摄活塞另外一个侧面。

图6所示为活塞凹槽检测工位105，包括第二环光源600、第二相机镜头601、第二相机镜头高度调节模块602、升降机构603和第四夹紧旋转机构604。活塞有6个凹槽，分布在活塞两侧呈活塞中心对称，每侧3个凹槽。第四夹紧旋转机构604首先夹住活塞面孔检测工位104上的活塞，然后翻转180°，将活塞面孔检测工位104上的活塞搬运到活塞凹槽检测工位105，待第四夹紧旋转机构604将活塞翻转放置到位后，第四夹紧旋转机构604夹紧活塞使其固定。第二相机镜头模块601首先拍摄活塞两侧中间凹槽，电机带动升降机构603调整相机拍摄角度。待活塞两侧中间凹槽拍摄完毕。第四夹紧旋转机构604分别逆时针和顺时针旋转一定角度，同时，升降机构603也随着拍摄凹槽的不同调整角度，使凹槽有一个最合适的拍摄角度，从而使图像清晰的呈现出来。

图7所示为活塞底部裂纹检测工位106，包括第二相机镜头模块700、第三相机镜头高度调节模块701、第三穹顶光源702和夹紧机构703。活塞内腔底部裂纹通常较小，选用具有放大倍率的镜头，夹紧机构703带动活塞移动，分三次拍摄活塞内腔底部图片。

图8所示为活塞环岸线扫工位107，包括线扫相机和镜头800、第三相机高度调节模块801、隧道光源802和第五夹紧旋转机构803。活塞在工位6再次通过第五夹紧旋转机构803先夹紧活塞，然后翻转放置到活塞环岸线扫工位107，并通过第五夹紧旋转机构803固定活塞，然后隧道光源802打开，第五夹紧旋转机构803带动活塞旋转360度，采集活塞环岸图片，用于环岸缺陷的检测。第三相机高度调节模块801调节相机相对于活塞的距离，用于调节物距。

图9所示为活塞内腔机器人工位108，包括第三相机镜头模块900、第四穹顶光源901、高度调节电机模组902和机器人903。活塞内腔结构更为复杂，主要分为6个面，分别为内腔顶面、内腔底面、裙部大侧、裙部小侧、内腔销孔左侧面、内腔销孔右侧面。机器人通过示教器事先确定活塞相对于相机的角度和位置。由于活塞与第四穹顶光源会有干涉，活塞相对于相机的高度也可通过高度调节电机模组902调节。机器人带动活塞在活塞内腔机器人工位108上走6个点位，相机拍摄6张图片用于检测活塞内腔不同位置的缺陷。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种活塞缺陷检测装置，包括进料流水线皮带，其特征在于，还包括：

活塞倒角缺陷检测工位、活塞面孔检测工位、活塞凹槽检测工位、活塞环岸线扫工位和活塞底部裂纹检测工位；

所述活塞倒角缺陷检测工位包括线扫相机和远心镜头、线光源、第一夹紧旋转机构和第二相机高度调节模块；

所述活塞面孔检测工位包括第一相机镜头模块、第二穹顶光源、第一条光源、第二条光源、第三条光源、第一相机镜头高度调节模块和第三夹紧旋转机构；

所述活塞凹槽检测工位包括第二环光源、第二相机镜头、第二相机镜头高度调节模块、升降机构和第四夹紧旋转机构；

所述活塞环岸线扫工位包括线扫相机和镜头、第三相机高度调节模块、隧道光源和第五夹紧旋转机构；

所述活塞底部裂纹检测工位包括第二相机镜头模块、第三相机镜头高度调节模块、第三穹顶光源和夹紧机构。

2.根据权利要求1所述的活塞缺陷检测装置，其特征在于：所述活塞缺陷检测装置还包括：活塞顶面缺陷检测工位、活塞销孔检测工位和活塞内腔机器人工位。

3.根据权利要求2所述的活塞缺陷检测装置，其特征在于：

所述活塞顶面缺陷检测工位的一端与进料流水线皮带连接，另一端与活塞倒角缺陷检测工位的一端连接，所述活塞倒角缺陷检测工位的另一端与所述活塞销孔检测工位的一端连接，活塞销孔检测工位的另一端与所述活塞面孔检测工位的一端连接，所述活塞面孔检测工位的另一端与所述活塞凹槽检测工位的一端连接，所述活塞凹槽检测工位的另一端与所述活塞底部裂纹检测工位的一端连接，所述活塞底部裂纹检测工位的另一端与所述活塞环岸线扫工位连接。

4.根据权利要求3所述的活塞缺陷检测装置，其特征在于所述活塞凹槽检测工位的另一端与所述活塞底部裂纹检测工位的一端通过转运机构连接。

5.根据权利要求2所述的活塞缺陷检测装置，其特征在于，所述活塞顶面缺陷检测工位包括相机镜头模组、第一穹顶光源、高角度环光源、固定相机镜头模组与支架的工件和第一相机高度调节模块。

6.根据权利要求5所述的活塞缺陷检测装置，其特征在于，所述相机镜头模组包括工业相机、镜头和光源。

7.根据权利要求2所述的活塞缺陷检测装置，其特征在于，所述活塞销孔检测工位包括面光源、气缸、第一相机镜头、相机镜头调节模块、第二夹紧旋转机构和第一环光源。

8.根据权利要求2所述的活塞缺陷检测装置，其特征在于，所述活塞内腔机器人工位包括第三相机镜头模块、第四穹顶光源、高度调节电机模组和机器人。

9.根据权利要求1所述的活塞缺陷检测装置，其特征在于，所述活塞缺陷检测装置由控制***全自动控制检测流程。

10.根据权利要求1所述的活塞缺陷检测装置，其特征在于，所述活塞缺陷检测装置通过AI算法进行各工位采集到的活塞图片的缺陷检测。

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