一种发动机曲轴缺陷检测装置及检测方法

本发明涉及机械检测装置。特别涉及一种发动机曲轴缺陷检测装置。

背景技术：

1、随着人工智能技术的迅猛发展，各个行业呈现出“人工智能+”的新型模式，使得现代制造业向精密化、自动化、高速化、智能化的方向飞速发展。制造业对零件的加工精度要求越来越高，而零件的加工精度则是通过质量检测进行保证的。此外，制造业对零件的检测速度要求越来越快，对零件的检测精度要求也越来越高。传统的检测手段如游标卡尺、量规、x射线等，因为检测效率低下、误差大、成本高等因素在复杂零件的检测过程中，已经无法满足现代制造业的检测要求。因此，开发一种兼顾零件实时在线装配质量和检测效率的装置具有重要意义。

2、在曲轴的加工和锻造工作中，由于机械设备的不稳定性及工艺等问题，曲轴存在剪切裂纹、锻造折迭、淬火裂纹、磨削裂纹、气孔和夹渣等缺陷是很普遍的现象，这些缺陷如果不能在生产的最后阶段检测出，会造成其在使用一段时间后发生断裂，使发动机在运行过程中发生断裂造成安全事故，所以曲轴缺陷检测是一个必不可少的工序。常见的曲轴缺陷的检测方法主要是有损检测法和无损检测法两种方法。由于有损检测会对曲轴造成不可逆的损害，不适用于生产线上的大规模的检测，所以渗透法、射线法、声振法、超声波探伤法、磁粉检测法等的无损检测无法被广泛应用于生产实际。

3、为了解决有损检测法和无损检测法在曲轴缺陷检测应用中遇到的问题，研究员开发半自动荧光探伤进行质量检测。这种这种半自动的荧光磁粉探伤机采用的结构为机械和电气相结合的方式。北京工业大学对全自动荧光磁粉探伤系统进行了研制，提出一种电气方案和图像处理方案，但是还没有完全符合要求的实际系统应用于实际中。国内有些无损检测公司已退出某些试用产品，如：航天机电集团所研制的智能型的磁粉探伤装置已被列入了生产计划，此类识别系统检测效果不够理想，检测的适用范围有限。因此，关于发动机曲轴缺陷检测还没有完全符合要求的装置应用于实际中。

技术实现思路

1、本发明开发的发动机曲轴缺陷检测装置主要由曲轴固定机构、电控转台、线阵相机、光源、相机高度调节机构、主副轴切换机构、控制器、计算机及其支撑结构组成。曲轴固定机构包括电磁铁和防脱落保护环，能够将曲轴以磁吸的方式固定在检测系统中，电控转台能够保证位于轴线上的主轴或者副轴以给定速度匀速转动。在转动过程中，线阵相机采集位于其正前方的轴段表面图像，并上传到计算机中，计算机调用检测软件对图像中的瑕疵进行识别和测量。主副轴切换机构能够使曲轴沿着主、副轴线所构成的平面平移，实现将主轴或者副轴的轴线与电控转台轴线重合的目的，相机高度调节机构能够调节相机的高度，保证相机在采集每个轴段图像时，都能够正对该轴段。

2、本发明的有益效果如下：

3、1)本发明设计一种曲轴缺陷检测的曲轴旋转装置，该装置可以实现曲轴的同轴旋转，以解决现有曲轴检测装置难以全面检查复杂曲轴表面的问题。

4、2)本发明解决了曲轴几何形状复杂、加工面高光反射率和生产节拍紧凑等问题，并实现了对曲轴主轴颈、连杆颈、扇叶、平衡块、法兰盘等多个部位快速成像并保持图像的一致性。

5、3)本发明摒弃了传统生产流程工艺过程人工观察曲轴缺陷的方式，并且与现有曲轴检测方法相比较，极大的提高了曲轴检测的准确率。

6、4)本发明的曲轴检测装置同轴快速旋转和主轴固定的机制，使得曲轴检测装置可以连续、稳定、快速的获取曲轴各待检位的高质量图像，极大的提高了检测效率。

技术特征：

1.一种发动机曲轴缺陷检测装置及检测方法，其特征在于，所述装置包括曲轴固定机构、支撑结构、相机与光源、相机高度调节机构、主副轴切换机构、计算机、电控转台、可移动台架。

2.如权利要求1所述发动机曲轴缺陷检测装置及检测方法，其特征在于，所述曲轴固定机构包括电磁铁和防脱落保护环，能够将曲轴以磁吸的方式固定在检测系统中。电控转台固定在所述支撑结构上，用于保证待测曲轴的快速旋转。曲轴固定机构固定在所述主副轴切换机构。所述主副轴切换机构安装在电控转台的正下方，能够使曲轴沿着主、副轴线所构成的平面平移，实现将主轴或者副轴的轴线与电控转台轴线重合。

3.如权利要求2所述发动机曲轴缺陷检测装置及检测方法，其特征在于，所述相机固定在所述相机高度调节机构上，相机镜头光轴与待测曲轴轴线垂直，所述相机高度调节机构固定在可移动台架上，并能调节相机的高度，保证相机在采集每个轴段图像时，都能正对待检测轴段。

4.如权利要求1所述发动机曲轴缺陷检测装置及检测方法，其特征在于，该曲轴检测装置的具体使用方法如下：将待测曲轴的端面吸附到所述曲轴固定机构上，并通过主副轴切换机构将曲轴的一个待测轴段调节到与所述电控转台共轴。通过相机高度调节机构，使相机正对该待测轴段启动电控转台待测轴段绕其轴线转动，启动相机，相机采集位于其正前方的轴段表面图像，并将图像上传到计算机中，计算机调用检测软件对图像中的瑕疵进行检测。完成当前轴段检测后，重复上述过程，继续通过主副轴切换机构、相机高度调节机构、电控转台、相机采集其它未检测轴段的图像并上传到计算机中进行检测。

技术总结
本发明属于机械检测装置领域，公开了一种发动机曲轴缺陷检测装置主要由电磁铁、支撑钢架、相机与光源、相机高度调节机构、主副轴切换机构、计算机、3个电机及可移动台架组成。电磁铁能够将曲轴以磁吸的方式固定在检测系统中，电机能够保证位于轴线上的主轴或者副轴以给定速度匀速转动。在转动过程中，面阵相机采集位于其正前方的轴段表面图像，并上传到计算机中，计算机调用检测软件对图像中的瑕疵进行识别和测量。主副轴切换机构能够使曲轴沿着主、副轴线所构成的平面平移，实现将主轴或者副轴的轴线与电控转台轴线重合的目的，相机高度调节机构能够调节相机的高度，保证相机在采集每个轴段图像时，都能够正对该轴段。本发明的曲轴检测装置可以实现连续、稳定、快速的获取曲轴各待检位的高质量图像，极大的提高了检测效率和准确性。

技术研发人员：梁超,姜长泓,郭敏
受保护的技术使用者：长春工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17