一种图像阶梯轴黑皮检测装置的制作方法

本发明涉及工件加工制造领域，尤其涉及一种图像阶梯轴黑皮检测装置。

背景技术：

在加工制造业中，对于工件的加工，无论是加工的过程，还是加工完成后的质量和性能，都需要经历大量的检测工作。目前对于粗加工工件未加工到的铸造黑皮检测，主要采用工人目视剔除的原始方法，但不能实现加工工件在生产线上检测过程的自动化，因此，上述问题是对检测工作过程中应当予以考虑并解决的问题。

技术实现要素：

针对上述存在的问题点，本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种图像阶梯轴黑皮检测装置。

本发明的目的通过以下技术解决方案来实现的:一种图像阶梯轴黑皮检测装置，包括检测平台，所述检测平台上设有检测机构，所述检测机构包括定位平台、定位装置、底面旋转组件、图像传感器和上位机处理显示装置，所述定位装置包括上定位销和下定位销、定位夹紧气缸，周向定位传感器和用于支撑气缸的定位板，所述定位板设置在所述定位平台上，所述上定位销和下定位销上下对应，设置在所述定位板的一侧，所述定位夹紧气缸设置在所述定位板的上端，使得所述定位夹紧气缸的伸缩端和所述上定位销的顶部相连，所述底面旋转组件设置在所述下定位销的底部。

本发明的进一步改进在于：所述底面旋转组件包括用于支撑定位的旋转座、电机和电机支撑架，所述旋转座设置在所述下定位销底部，所述电机通过电机支撑架设置在所述检测平台下方，所述电机的电机轴连接所述旋转座，该电机为伺服步进电机，所述周向定位传感器设置在检测平台上对应所述旋转座的固定周向位置，所述旋转座的边缘设有用于确定定位零点用的磁铁。

本发明的进一步改进在于：所述检测平台上设有支撑座，所述支撑座和所述下定位销左右相对设置且两者同处于同一中轴线线上，所述图像传感器设置在所述支撑座上。

本发明的进一步改进在于：所述上定位销呈倒锥形，其顶部设有连接板，所述定位夹紧气缸的伸缩端和所述连接板固定连接，所述下定位销呈锥形，其外表面为弹性层，起到防震缓冲作用。

本发明的进一步改进在于：所述定位板和所述定位夹紧气缸之间通过连接座连接，所述连接座呈倒l型，其垂直面连接所述定位夹紧气缸，其水平面连接所述定位板，其垂直面上设有供所述定位夹紧气缸上下滑动的滑道。

本发明的进一步改进在于：所述支撑座呈l型，包括相垂直的横向板和竖向板，所述横向板设置在所述检测平台上，所述图像传感器设置在所述竖向板上。采用l型，使得支撑座在检测平台上更加牢固，可通过螺栓或者螺钉或焊接等方式固定在检测平台上。

本发明的进一步改进在于：所述上位机处理显示装置包括上位计算机和通讯线，所述图像传感器通过连接所述通讯线将数据传至所述上位计算机，所述图像传感器为线阵图像ccd传感器。

本发明的进一步改进在于：所述定位平台为内凹结构，所述检测平台上所述定位平台和所述支撑座之间设为空腔，防止阻挡视线，方便图像传感器接受信息。

本发明提供一种图像阶梯轴黑皮检测装置，对于待测阶梯工件在径向需要检测工件上下阶梯侧面黑皮未去除情况，首先通过定位支撑旋转座带动下定位销和设置在下定位销上的待检测阶梯工件周向转动，每转动一个脉冲当量角度（每个脉冲角度数值），采集线阵上各像素点色差，与普通加工面像素点色差大的即为黑皮像素，连续转动和记录黑皮的像素点情况，就可以实现侧面黑皮360度检测，周向零点由周向定位传感器进行定位。将测量数值反馈给上位计算机进行黑皮圆周角度、高度及面积计算，得出黑皮面积大小，再判别该缺陷是否在公差允许的范围内，给出判断信息。具体包括以下三个步骤：

1.首先将待测阶梯工件内孔放置在下定位销上，底面旋转组件中的伺服电机启动，旋转座及下定位销转动带动待测阶梯工件进行旋转，旋转至周向定位传感器指示的周向零点后停止，为黑皮检测做好准备；

2.开始边旋转边发送该检测工件的各像素测量值，并由线阵ccd图像传感器通过通讯线发送给上位计算机进行存储和显示，旋转360度后重新碰到周向零点传感器为止，完成一个阶梯轴侧面数据采集和上传；

3.测量完成后，取走检测好的工件，上位计算机处理存储的测量信息，通过采集到上下方向连续黑皮像素点数、每像素代表长度，以及周向连续脉冲当量角度值，计算出黑皮面积大小，依照工件公差设定值，给出该黑皮缺陷是否符合加工要求的判断，所有检测，开始都需要对传感器进行标定。

本发明的有益效果：本发明利用线阵图像ccd传感器作为检测工具，为了实现黑皮的定量化精密检测，采用底面伺服旋转组件带动待检测阶梯工件周向转动，实现侧面黑皮360度检测，周向零点由周向定位传感器定位，将测量数值反馈给上位计算机进行圆周角度和高度计算，得出黑皮面积大小，为判别该缺陷是否在公差允许的范围内，提供了判别依据。其结构简单合理，通过旋转扫描自动进行定量检测，之后将采集到的上下方向连续黑皮像素点数、每像素代表长度，及周向连续脉冲计数得出的当量角度值，相乘即可计算出黑皮面积大小。采用图像检测工件黑皮不但省时省力，而且还能量化黑皮大小、提高工件检测质量,对推进加工测量一体化技术的发展具有深远意义。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中定位夹紧气缸和连接座的连接示意图；

图3为本发明中上位机处理显示装置的工作示意图；

其中：1-检测平台，2-定位平台，3-图像传感器，4-上定位销，5-下定位销，6-定位夹紧气缸，7-周向定位传感器，8-定位板，9-连接板，10-旋转座，11-电机，111-电机支撑架，12-横向板，13-竖向板，14-连接座，15-滑槽，16-滑块，17-上位计算机，18-通讯线，19-空腔，20-待测阶梯工件,21-磁铁。

具体实施方式

下面将结合附图通过实施例来对本发明进行详细说明。

如图1，本实施例提供一种图像阶梯轴黑皮检测装置，包括检测平台1，所述检测平台上设有检测机构，所述检测机构包括定位平台2、定位装置、底面旋转组件、图像传感器3和上位机处理显示装置，所述定位装置包括上定位销4和下定位销5、定位夹紧气缸6，周向定位传感器7和用于支撑气缸的定位板8，所述定位板8设置在所述定位平台2上，所述上定位销4和下定位销5上下对应，设置在所述定位板8的一侧，所述定位夹紧气缸6设置在所述定位板8的上端，所述上定位销4呈倒锥形，其顶部设有连接板9，所述定位夹紧气缸6置于所述上定位销4的正上方，其伸缩端和所述连接板9固定连接，所述下定位销5呈锥形，其外表面为弹性层。

所述底面旋转组件包括用于支撑定位的旋转座10、电机11和电机支撑架12，所述旋转座10设置在所述下定位销5底部，两者之间可通过焊接固定，也可通过螺丝螺帽等连接件进行连接，不作限定，所述电机11通过电机支撑架111设置在所述检测平台下方，所述电机11的电机轴连接所述旋转座10，该电机为伺服步进电机。所述周向定位传感器7固定设置在所述检测平台1对应所述旋转座10的周向位置。所述旋转座的边缘设有用于确定定位零点用的磁铁21，所述磁铁21作为一个参照物，便于所述周向定位传感器7找到定位零点，

所述检测平台1上设有支撑座，所述支撑座呈l型，包括相垂直的横向板12和竖向板13，所述横向板12设置在所述检测平台1上，所述图像传感器3设置在所述竖向板13上。采用l型，使得支撑座在检测平台上更加牢固，所述支撑座可通过螺栓或者螺钉或焊接等方式固定在检测平台上，不受限定。所述竖向板13和所述下定位销5左右相对设置且两者同一中轴线线上，所述图像传感器3设置在所述竖向板13上。

所述定位板8和所述定位夹紧气缸6之间通过连接座14连接，所述连接座14呈倒l型，其垂直面连接所述定位夹紧气缸6，其水平面连接所述定位板8，其垂直面上设有供所述定位夹紧气缸上下滑动的滑槽15，所述定位夹紧气缸6的背面设有和所述滑槽15相适配的滑块16，如图2所示。

如图3，所述上位机处理显示装置包括上位计算机17和通讯线18，所述图像传感器3通过通讯线18将数据传至所述上位计算机17，所述图像传感器3为线阵图像ccd传感器。

所述定位平台2为内凹结构，所述检测平台1上所述定位平台2和所述支撑座之间设为空腔19，防止阻挡视线，方便图像传感器接受信息。

本发明提供一种图像阶梯轴黑皮检测装置，对于待测阶梯工件20在径向需要检测工件上下阶梯侧面黑皮未去除情况，首先通过定位支撑旋转座10带动下定位销5和设置在下定位销5上的待检测阶梯工件20周向转动，每转动一个脉冲当量角度（每个脉冲角度数值），采集线阵上各像素点色差，与普通加工面像素点色差大的即为黑皮像素，连续转动和记录黑皮的像素点情况，就可以实现侧面黑皮360度检测，所述旋转座10边缘设有用于检测零点的磁铁21，周向零点由周向定位传感器7进行定位，即检测到磁铁的位置。将测量数值反馈给上位计算机17进行黑皮圆周角度、高度及面积计算，得出黑皮面积大小，再判别该缺陷是否在公差允许的范围内，给出判断信息。具体包括以下三个步骤：

1.所述待测阶梯工件20为上下两端皆有内孔的圆柱体，所述内孔和所述上定位销4和所述下定位销5的形状相适配，首先将待测阶梯工件20的下端内孔放置在下定位销5上，定位夹紧气缸6移动，将上定位销4放入待测阶梯工件20的上端内孔中，使得待测阶梯工件20在下定位销5和上定位销4之间夹紧固定，并保证待测阶梯工件20和线阵ccd图像传感器3处于同一水平线，底面旋转组件中的伺服电机11启动，旋转座10及下定位销5转动带动待测阶梯工件20进行旋转，旋转至周向定位传感器7指示的周向零点后停止，为黑皮检测做好准备；

4.电机11再次启动，带动待测阶梯工件20开始边旋转边发送该检测工件的各像素测量值，线阵ccd图像传感器3通过通讯线18将各数据发送给上位计算机17进行存储和显示，旋转360度后重新碰到周向零点传感器7为止，完成一个阶梯轴侧面数据采集和上传；

5.测量完成后，定位夹紧气缸6工作将上定位销4移开，取走检测好的工件，上位计算机17处理存储的测量信息，通过采集到上下方向连续黑皮像素点数、每像素代表长度，以及周向连续脉冲当量角度值，计算出黑皮面积大小，依照工件公差设定值，给出该黑皮缺陷是否符合加工要求的判断，所有检测，开始都需要对传感器进行标定。

本实施例的有益效果：本实施例利用线阵图像ccd传感器作为检测工具，为了实现黑皮的定量化精密检测，采用底面伺服旋转组件带动待检测阶梯工件20周向转动，实现侧面黑皮360度检测，周向零点由周向定位传感器7定位，将测量数值反馈给上位计算机17进行圆周角度和高度计算，得出黑皮面积大小，为判别该缺陷是否在公差允许的范围内，提供了判别依据。其结构简单合理，通过旋转扫描自动进行定量检测，之后将采集到的上下方向连续黑皮像素点数、每像素代表长度，及周向连续脉冲计数得出的当量角度值，相乘即可计算出黑皮面积大小。

上述列举的实施仅为对本发明所作说明，并不是对本发明所作的限定。本发明还可以采用其它方式进行实施，在此不一一冗述。凡是采用等同替换或变换形成的技术方案，均属于本发明要求的保护范围。