一种锥形旋压件起皱缺陷在线检测装置与方法与流程

本发明涉及塑性加工旋压成形技术领域，尤其涉及一种锥形旋压件起皱缺陷在线检测装置与方法。

背景技术：

锥形件是一类重要的结构件，被广泛应用到航空、航天、汽车、五金及国防领域。剪切旋压是成形锥形件的有效成形方法之一，具有成形力小、无切屑、精度高等优点。凸缘起皱是剪切旋压成形时最主要的缺陷之一，将严重影响旋压过程的顺利进行，甚至导致旋压成形失败。因此预防和控制起皱缺陷的产生对于锥形件成形极其重要。

实现对起皱缺陷的在线检测是控制起皱缺陷的前提，在加工过程中对起皱进行检测能够在起皱不严重时及时调整工艺参数，避免起皱恶化，减少废品的产生；当起皱已经无法避免时，及时停止加工，提高生产效率。目前起皱缺陷主要依靠人工观察来识别，而旋压成形时，零件在加工时处于高速旋转状态，人工识别错误率高、标准不一，无法适应旋压智能化发展的要求。因此，迫切需要探索锥形件起皱缺陷在线检测。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种锥形旋压件起皱缺陷在线检测装置与方法，实现起皱缺陷的快速有效识别，提高锥形件生产效率和产品合格率，减低生产成本。

本发明通过下述技术方案实现：

一种锥形旋压件起皱缺陷在线检测装置，包括龙门架结构的安装支架、光源3、ccd相机1；

安装支架包括两根支撑柱9和安装在两根支撑柱9之间的可上下移动的活动横梁10；

所述光源3由三个结构相同的呈“品”字型布局的独立光源构成，即两个左右对称布置，一个位于它们的上方；其中，左右对称的两个光源通过两根光源固定横杆13分别连接在两根支撑柱9上；第三个光源通过一根光源固定横杆连接在活动横梁10上；

所述ccd相机1通过一块具有多个螺纹孔的活动连接支架12安装在活动横梁10上。

所述锥形旋压件起皱缺陷在线检测装置还包括光源控制器4、计算机5、编码器6、plc控制器7和安装在转轴11上的锥形件15；所述锥形件15位于光源3的侧下方；所述编码器6固定在锥形件15的转轴11上；

其中，光源3与控制器亮度的光源控制器4相连；编码器6分别与plc控制器7和计算机5相连接。

所述独立光源为三个led阵列构成的矩形平面光源；分别按照与水平线呈60°、90°、120°夹角布置；

所述光源固定横杆上包含一块铰接板14，其上有多个螺纹孔，光源3通过螺栓固定在铰接板14上。

所述锥形件15每旋转180°，便通过编码器6和plc控制器7触发ccd相机1采集图像，并保存到计算机中。

所述ccd相机1通过活动连接支架12固定在活动横梁10上。

所述ccd相机1的前端安装有镜头2。

本发明锥形旋压件起皱缺陷在线检测装置的运行方法，包括如下步骤：采用旋压成形机床的尾顶将锥形件15的毛坯夹紧在芯模上，然后启动主轴，根据旋压工艺要求，控制旋轮按指定的轨迹运动；通过光源固定横杆13和铰接板14调节光源3的位置及照射角度，通过上下移动活动横梁10以及转动活动连接支架12，调节ccd相机1的视角位置；在成形过程中，采用ccd相机1对毛坯图像进行拍摄，通过编码器6和plc控制器7控制图像采集时间，使毛坯每旋转180°拍摄一次；将采集的旋压的毛坯件图像进行图像预处理、并提取出毛坯件口部边缘轮廓线，将相邻两张图像的口部轮廓连接，通过口部轮廓是否为波浪形判定旋压件是否起皱。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

(1)通过锥形旋压件(锥形件15)起皱缺陷在线检测装置，可实现实时在线获取旋压件图像，自动化程度高。

(2)与传统的人工观察相比，采用起皱缺陷在线检测装置，可通过获取不同角度的图像，通过控制拍摄时间，获得零件的全方位图像，利于后序快速、准确检测出起皱缺陷，提高了检测的效率和精度，节省人工成本。

(3)在线缺陷检测装置可通过采集各角度图像，实时监测起皱情况，供工作人员及时掌握零件的成形质量，可及时调整工艺，减少废品率，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明锥形旋压件起皱缺陷在线检测装置的结构示意图；

图2是实施例中锥形件的结构形态示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。

实施例

如图1-2所示。本发明公开了一种锥形旋压件起皱缺陷在线检测装置，包括龙门架结构的安装支架、光源3、ccd相机1；

安装支架包括两根支撑柱9和安装在两根支撑柱9之间的可上下移动的活动横梁10；

所述光源3(面阵光源)由三个结构相同的呈“品”字型布局的独立光源构成(具有6个自由度)，即两个左右对称布置，一个位于它们的上方；其中，左右对称的两个光源通过两根光源固定横杆13分别连接在两根支撑柱9上；第三个光源通过一根光源固定横杆连接在活动横梁10上；

所述ccd相机1通过一块具有多个螺纹孔的活动连接支架12安装在活动横梁10上。

所述锥形旋压件起皱缺陷在线检测装置还包括光源控制器4、计算机5、编码器6、plc控制器7和安装在转轴11上的锥形件15；所述锥形件15位于光源3的侧下方；所述编码器6固定在锥形件15的转轴11上；

其中，光源3与控制器亮度的光源控制器4相连；编码器6分别与plc控制器7和计算机5相连接。

所述独立光源为三个led阵列构成的矩形平面光源(用于对锥形件进行打光)；分别按照与水平线呈60°、90°、120°夹角布置；所述光源固定横杆上包含一块铰接板14，其上有多个螺纹孔，光源3通过螺栓固定在铰接板14上；可随铰接板的铰接处进行转动。

所述锥形件15每旋转180°，便通过编码器6和plc控制器7触发ccd相机1采集图像，并保存到计算机中。

所述ccd相机1通过活动连接支架12固定在活动横梁10上。可沿活动横梁10进行滑动，并可进行上下位置的微调。

所述ccd相机1的前端安装有镜头2。

本发明锥形旋压件起皱缺陷在线检测装置的运行方法，包括如下步骤：采用旋压成形机床的尾顶将锥形件15的毛坯夹紧在芯模上，然后启动主轴，根据旋压工艺要求，控制旋轮按指定的轨迹运动；通过光源固定横杆13和铰接板14调节光源3的位置及照射角度，通过上下移动活动横梁10以及转动活动连接支架12，调节ccd相机1的视角位置；在成形过程中，采用ccd相机1对毛坯图像进行拍摄，通过编码器6和plc控制器7控制图像采集时间，使毛坯每旋转180°拍摄一次；将采集的旋压的毛坯件图像进行图像预处理、并提取出毛坯件口部边缘轮廓线，将相邻两张图像的口部轮廓连接，通过口部轮廓是否为波浪形判定旋压件是否起皱。

如上所述，便可较好地实现本发明。

本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种锥形旋压件起皱缺陷在线检测装置与方法；包括CCD相机、镜头、光源、光源控制器、计算机、编码器、PLC控制器及安装支架，采用三个面光源进行打光，按照与水平线呈60°、90°、120°夹角布置。锥形件每旋转180°，便通过编码器和PLC控制器触发相机采集图像，并保存到计算机中进行图像处理。经过图像预处理、旋压件边缘轮廓提取、边缘轮廓判定等步骤可有效判断旋压件是否发生起皱。

技术研发人员：肖刚锋;夏琴香;李永婷;程秀全
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2018.10.30
技术公布日：2019.02.05