一种检测阀芯孔缺陷大小的方法、系统与流程

1.本发明涉及阀芯检测，具体是一种检测阀芯孔缺陷大小的方法、系统。


背景技术：

2.变速箱是汽车的核心零部件，而阀体总成是变速箱的核心零部件。阀体总成根据发动机负荷和车速等情况向变速箱发出指令，变换传动比，使汽车获得良好的动力性和燃料经济性，并减少发动机排放污染。因为阀芯在阀芯孔内沿轴线运动，所以对阀芯孔孔壁质量要求很高：不能有气孔、缩松或者翘皮等缺陷。
3.现有技术是通过内窥镜将阀芯孔放大投影至显示器，通过人工查看孔壁缺陷。
4.缺点：
5.(1)对人工的依赖较大；
6.(2)容易视觉疲劳，经常发生漏检、错检；
7.(3)检验标准较主观，不能量化；
8.(4)检测时只能一个一个看，效率较低。


技术实现要素：

9.为解决上述现有技术的缺陷，本发明提供一种检测阀芯孔缺陷大小的方法、系统，本发明将光线检测和气流检测结合在一起判定阀芯孔是否有缺陷，并判定缺陷孔的大小，使用自动测量的方式，代替人工检验阀体孔缺陷；将阀芯孔缺陷量化，代替人工通过内窥镜主观的判断阀芯孔孔壁质量的好坏。
10.为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：一种检测阀芯孔缺陷大小的方法，包括以下步骤：
11.初步判定缺陷：向阀芯孔内壁螺旋推进式发射定量的原光线，接收从内壁反射的反射光线，将反射光线的反射光通量φ1与原光线的原光通量φ0做对比，光通量差值δφ大于等于预设值a时，初步判定该处有缺陷，发送初步判定有缺陷信号；
12.确认缺陷：向该初步判定处输送气体，获取气体的气流量q1，将气流量q1与初始气流量q0对比，当气流量差值δq大于等于预设值b时，判定该处确定有缺陷；
13.判定缺陷大小：根据气流量差值δq所处的数据范围，判定缺陷属于小、中、大的其中一类。
14.进一步地，在所述确认缺陷步骤之前，还包括以下子步骤：
15.定位初步位置：记录该被初步判定是缺陷的位置信息，其中，所述位置信息包括：该缺陷距离阀芯孔入口的长度l0、该缺陷距离标线的角度θ0，所述标线设置在阀芯孔入口处的端面上。
16.进一步地，在所述定位初步位置步骤之后、在所述确认缺陷步骤之前，，还包括以下子步骤：
17.获取气体输送口位置：记录气体输送口的位置信息，其中，所述位置信息包括：气
体输送口的中心点距离阀芯孔入口的长度l1、气体输送口的中心点距离所述标线的角度θ1；
18.对准初步位置：将气体输送口的中心点坐标(l1，θ1)移动和旋转到初步位置(l0，θ0)。进一步地，光通量差值δφ、反射光通量φ1与原光线的原光通量φ0满足以下公式：
19.δφ＝φ0‑
φ1，且δφ＞0。
20.进一步地，气流量差值δq、气流量q1与初始气流量q0满足以下公式：
21.δq＝q1‑
q0。
22.进一步地，所述气体输送口和光线发射端是同步运动的。
23.进一步地，当发射光线时，停止气体的输送；当输送气体时，停止发射光线。
24.一种检测阀芯孔缺陷大小的系统，包括
25.发射端，用于向阀芯孔内壁发射定量的光线；
26.接收端，用于接收从阀芯孔内壁反射回来的反射光线；
27.气体输送通道和气源，所述气体输送通道具备气体输送口，用于向阀芯孔内壁输送气体；
28.气体流量传感器，用于检测气体流量的大小；
29.处理器，用于执行上述方法。
30.进一步地，所述发射端、所述接收端位于前进方向的前部，所述气体输送口位于所述发射端和所述接收端的后部。
31.进一步地，还包括检测杆，所述发射端、所述接收端设于所述检测杆端部的侧壁上，发射光纤、接收光纤置于所述检测杆内部，所述气体输送通道置于所述检测杆内部，所述气体输送口设于所述检测杆端部的侧壁上，且位于所述发射端、所述接收端的后面；还包括驱动件，用于驱动所述检测杆前进后退、正反旋转。
32.综上所述，本发明取得了以下技术效果：
33.1、本发明经光线传感器测得一定的光通量，光线通过发射端光纤到达检测头前端，经过发射器射到孔壁表面，当孔壁无缺陷时，所有发射光线或大部分发射光线会反射至接收端；当孔壁有缺陷时，因为缺陷表面不平整，产生漫反射，接收端就不能接收到全部光线。反射的光线通过接收端光纤进入光线接收器，光线接收器会比较之前光线传感器的光通量，两者差值大于一定数值时，系统初步判断孔壁有缺陷；
34.2、当被测孔表面光滑无缺陷时，检测头与被测孔之间的间隙是均匀的，气流可以稳定流出；当被测孔壁有缺陷时，检测头和被测孔之间间隙变大，流出气流变大；当光线检测和气流检测都为缺陷时，则判定确定有缺陷；
35.3、本发明采用气体流量传感器，通过检测头流出气流的变化，利用光线传感器，通过测量光线发射和接收之间的变化，可量化的反馈出阀芯孔的缺陷大小，代替人工通过内窥镜主观判断阀芯孔质量，检验标准统一，精度高；
36.4、本发明是多检测头同时自动检测产品，代替人工一个一个的检测，效率较高。
附图说明
37.图1是本发明实施例提供的检测阀芯孔缺陷的装置；
38.图2是光线初步检测的原理示意图；
39.图3是光线检测有无缺陷的示意图；
40.图4是气流确定检测的原理示意图；
41.图5是气流检测有无缺陷的示意图。
具体实施方式
42.以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
43.本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
44.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
45.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
46.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
47.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
48.实施例：
49.一种检测阀芯孔缺陷大小的方法，如图1所示，包括以下步骤：
50.s100、初步判定缺陷：向阀芯孔内壁螺旋推进式发射定量的原光线，接收从内壁反射的反射光线，将反射光线的反射光通量φ1与原光线的原光通量φ0做对比，光通量差值δφ大于等于预设值a时，初步判定该处有缺陷，发送初步判定有缺陷信号；
51.光通量差值δφ、反射光通量φ1与原光线的原光通量φ0满足以下公式：
52.δφ＝φ0‑
φ1，且δφ＞0。
53.结合图2和图3，在此步骤中，利用定量的光线检测内壁上是否有缺陷，因为无论何种检测、检测何物，都会存在误差，因此，光线检测结果作为初步判定结果。但由于光线是定量的、是在孔壁内发射接收的、光线的螺旋推进又是很缓慢的，这种运动对于光线的发射、接收、计算这个过程只会产生及其微小的影响甚至不会产生影响，这种微小影响也可以忽
略不计，因此，当光线检测到该处有缺陷时，初步判定该处有缺陷，待后续气流检测后进一步确定该处是否缺失有缺陷以及缺陷的大小。
54.本实施例中，原光线利用螺旋推进式发射向内壁，螺旋推进式的方式可以采用旋转+前进的方式，也可以采用螺旋杆等任何能够实现螺旋推进式的结构，在此不再赘述。螺旋推进时保证平稳前进，保证发射端、接收端、气体输送口距离内壁的距离始终是一致的。
55.发射的原光线是定量的，量为φ0，当经过内壁的反射后量变为φ1，如果内壁没有缺陷、是平整的，发射的原光线几乎能够被全部反射或者极大部分反射，全部反射时，φ1＝φ0，δφ＝φ0‑
φ1＝0，极大部分反射时，δφ＝φ0‑
φ1＞0，总之δφ≥0，本发明中规定，当δφ≥a时，即有超过a部分的光线未被接收端接收到，说明发生了漫反射，证明该处存在着缺陷，当δφ＜a时，即有小于a部分的光线未被接收，a值的设置作为界限值，大于a的判定为初步有缺陷，小于a的初步判定无缺陷。
56.当光线初步检测到有缺陷时，发送初步判定有缺陷信号，等待气流的再次判定。
57.s200、定位初步位置：记录该被初步判定是缺陷的位置信息，其中，所述位置信息包括：该缺陷距离阀芯孔入口的长度l0、该缺陷距离标线的角度θ0，所述标线设置在阀芯孔入口处的端面上；
58.当光线初步检测到有缺陷时，记录下来该处的坐标位置(l0，θ0)，便于将气体输送口运动到该处；
59.其中，该缺陷距离阀芯孔入口的长度l0是指：以阀芯孔入口平面为基准面，该缺陷距离基准面的垂直距离，该距离是能够通过系统测量出来的。该缺陷距离标线的角度θ0是指：在阀芯孔入口处的端面、即基准面上，确切的说是在阀芯的侧壁上画一条标线，以该标线为基准，记录该缺陷在基准面上的角度，该角度是能够通过系统测量出来的。当知道缺陷的坐标位置(l0，θ0)时，就能够精准的定位到缺陷位置。
60.s300、获取气体输送口位置：记录气体输送口的位置信息，其中，所述位置信息包括：气体输送口的中心点距离阀芯孔入口的长度l1、气体输送口的中心点距离所述标线的角度θ1；
61.本实施例中，气体输送和光线发射是相互独立的，但是本发明中是将二者同步运动处理的，也就是，当光线检测到有缺陷时，气体输送口已经随着光线的接收端发射端运动到该缺陷附近了，但是并不是该缺陷位置因此要将气体输送口转移到该缺陷位置，就要先知道气体输送口的坐标位置。
62.和缺陷位置的获取方法一致，获得气体输送口的中心点坐标(l1，θ1)。由于气体输送口很小，因此，中心点坐标(l1，θ1)能够代表输送口位置。
63.s400、对准初步位置：将气体输送口的中心点坐标(l1，θ1)移动和旋转到初步位置(l0，θ0)。
64.利用气缸、电机、齿轮等任何能够让气体输送口前进的部件，利用电机等任何能够让气体输送口旋转的部件，将(l1，θ1)和(l0，θ0)重合。
65.s500、确认缺陷：向该初步判定处输送气体，获取气体的气流量q1，将气流量q1与初始气流量q0对比；
66.结合图4和图5，本实施例中，在气体输送口的中心点坐标(l1，θ1)到达初步位置(l0，θ0)之前，就打开气体输送，保证在到达缺陷的时候已经是气流量为q0的气体输送，当
气体喷向缺陷处时，如果该处有缺陷或者没有缺陷，气流量q0会发生相应的变化，有两种情况，如下：
67.气流量差值δq、气流量q1与初始气流量q0满足以下公式：
68.δq＝q1‑
q0；
69.s500
‑
1、当气流量差值δq大于等于预设值b时，判定该处确定有缺陷；
70.也就是说，该处有缺陷时，气体输送口距离内壁(此时是缺陷深处)的长度变大，距离变大后就会增大气流量，当δq≥b时，该处判定为确定有缺陷。
71.s500
‑
2、当气流量差值δq小于预设值b时，根据下式和依据预设值c判定是否确定有缺陷：
72.k为系数；
73.当满足上式时，判定确定有缺陷，否则判定无缺陷；
74.本实施例，光线初步检测该处有缺陷，即δφ≥a，而气流检测时发现该处没有缺陷，即δq＜b，此种情况下，由于两种检测结果不一致，因此利用前后光通量的比值和前后气流量的比值以及一个系数k来判断该处是否是缺陷。其中，系数k是通过深度学习算法得出模型，输入多种缺陷数据(q1、q0、φ1、φ0)后输出指定的是缺陷和不是缺陷的结果，多次学习后，输出一个关于系数k、q1、q0、φ1、φ0的模型。利用模型进行判定该位置是否是缺陷。值得注意的是，在光线检测、气流检测的结果不相同时，才会利用此种模型进行判定。
75.另外，在检测到有一个或者多个缺陷时，将该阀芯判定为有缺陷阀芯，再根据缺陷的大小将该阀芯归为大、中、小类别。
76.s600、判定缺陷大小：根据气流量差值δq所处的数据范围，判定缺陷属于小、中、大的其中一类。
77.人为将缺陷分为大中小三个类别，这三个类别对应着数值范围，例如，将b≤a1＜δq＜a2范围判定为小缺陷，将a3≤δq＜a4范围判定为中缺陷，将a5≤δq范围判定为大缺陷。后续根据类别判定阀芯的质量、批次阀芯的质量等。
78.在上述步骤s100中，当光线检测到该处没有缺陷时即0＜δφ＜a，也近乎可以认定该处没有缺陷，但为了提高准确率，防止漏检，需要多次检测，采用步骤为：设置至少两个检测杆，检测杆的端部设置接收端、发射端、气体输送口，至少两个检测杆相邻排列，对同一孔检测两次。
79.本发明中，所述气体输送口和光线发射端是同步运动的，即同是螺旋推进式前进。
80.另外，由于阀芯的数量较大，孔的数量也很大，为了响应环保、低碳的号召，在本发明中，当发射光线时，停止气体的输送；当输送气体时，停止发射光线。
81.在另一个实施例中，提供一种检测阀芯孔缺陷大小的系统，包括
82.发射端，用于向阀芯孔内壁发射定量的光线；
83.接收端，用于接收从阀芯孔内壁反射回来的反射光线；
84.气体输送通道和气源，所述气体输送通道具备气体输送口，用于向阀芯孔内壁输送气体；
85.气体流量传感器，用于检测气体流量的大小；
86.还包括检测杆，发射端、接收端设于检测杆端部的侧壁上，发射光纤、接收光纤置
于检测杆内部，气体输送通道置于检测杆内部，气体输送口设于检测杆端部的侧壁上，且位于发射端、接收端的后面；
87.还包括驱动件，用于驱动检测杆前进后退、正反旋转；
88.还包括处理器，用于执行上述所述的一种检测阀芯孔缺陷大小的方法。
89.本发明经光线传感器测得一定的光通量，光线通过发射端光纤到达检测头前端，经过发射器射到孔壁表面，当孔壁无缺陷时，所有发射光线或大部分发射光线会反射至接收端；当孔壁有缺陷时，因为缺陷表面不平整，产生漫反射，接收端就不能接收到全部光线。反射的光线通过接收端光纤进入光线接收器，光线接收器会比较之前光线传感器的光通量，两者差值大于一定数值时，系统初步判断孔壁有缺陷。
90.当被测孔表面光滑无缺陷时，检测头与被测孔之间的间隙是均匀的，气流可以稳定流出；当被测孔壁有缺陷时，检测头和被测孔之间间隙变大，流出气流变大。
91.以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。