汽車(chē)卡簧自動(dòng)檢測(cè)分選系統(tǒng)的研究.pdf

1、卡簧屬于緊固件的一種，供裝在軸槽或孔槽中，起著阻止軸上或孔上的零件軸向運(yùn)動(dòng)的作用。作為一種量大面廣的基礎(chǔ)機(jī)械零件，它幾乎覆蓋國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。由于使用環(huán)境、場(chǎng)合、功能各異，卡簧的形狀和大小差別懸殊，品種繁雜。應(yīng)用在汽車(chē)領(lǐng)域的汽車(chē)卡簧，是一種產(chǎn)量大又需要逐片檢測(cè)的精細(xì)化工業(yè)產(chǎn)品。其內(nèi)徑、開(kāi)口尺寸等關(guān)鍵參數(shù)，對(duì)軸承等軸上零件的緊固效果有著重要的影響。但是，目前仍以人工檢測(cè)為主。人工檢測(cè)的方式存在著精度差、效率低等問(wèn)題，與卡簧的快速加工生產(chǎn)

2、高度不匹配。另外，由于一對(duì)一裝配的需求，采用人工方式實(shí)現(xiàn)打包計(jì)數(shù)不僅對(duì)操作工的視力有一定程度的不良影響，而且還將會(huì)引入極大的人為誤差。綜上所述，急需一種自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備彌補(bǔ)這方面的空白。
　　本課題來(lái)源于長(zhǎng)城汽車(chē)指定供貨商委托研發(fā)的汽車(chē)卡簧自動(dòng)檢測(cè)分選機(jī)項(xiàng)目。本課題旨在研發(fā)一種能應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)卡簧關(guān)鍵尺寸進(jìn)行評(píng)價(jià)進(jìn)而保證質(zhì)量的自動(dòng)化設(shè)備。雖然此前沒(méi)有任何院所嘗試這方面的研究，但以課題組和目前一些已用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的成功先例為參考，可以

3、得到很多啟發(fā)。在這樣的背景下，本文的主要工作如下:
　　1.研制新型汽車(chē)卡簧全自動(dòng)檢測(cè)分選儀，確定總體方案。提出了由供料環(huán)節(jié)、檢測(cè)環(huán)節(jié)、傳動(dòng)環(huán)節(jié)和分選環(huán)節(jié)四部分組成的分選系統(tǒng)。供料部分設(shè)計(jì)為三個(gè)電磁振動(dòng)給料器，分別為儲(chǔ)料器、圓形振動(dòng)給料器、直線振動(dòng)給料器，彼此串聯(lián)構(gòu)成三級(jí)接力送料，解決了卡簧儲(chǔ)存、整序、鉤掛及上料的問(wèn)題。對(duì)幾何特征具有一定特殊性的小尺寸薄型汽車(chē)卡簧，其內(nèi)徑、開(kāi)口尺寸和環(huán)寬等關(guān)鍵幾何尺寸，提出了基于光學(xué)鏡頭和單相機(jī)的

4、二維數(shù)字圖像算法的檢測(cè)方案。在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，本設(shè)計(jì)提出了一種具有原創(chuàng)新穎性、一定通用性的視覺(jué)測(cè)量?jī)x用多工位工作臺(tái)。配合特殊的氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，很好地解決了包括檢測(cè)精度、效率、多規(guī)格在內(nèi)的設(shè)計(jì)要求。對(duì)高速噴射氣流的工件響應(yīng)特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，并對(duì)其在分選裝置的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)。
　　2.完成分選儀控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。由于在機(jī)械結(jié)構(gòu)及其驅(qū)動(dòng)方式設(shè)計(jì)時(shí)，優(yōu)化控制對(duì)象的控制方式，極大地降低了系統(tǒng)復(fù)雜度。所以采用數(shù)據(jù)采集卡作為工控機(jī)和執(zhí)行元件的通信接口。

5、設(shè)計(jì)了接口驅(qū)動(dòng)電路解決數(shù)據(jù)采集卡的驅(qū)動(dòng)能力的問(wèn)題。設(shè)計(jì)了電氣控制板，提供各種電氣元件所需的環(huán)境。
　　3.進(jìn)行精度評(píng)定實(shí)驗(yàn)和綜合參數(shù)評(píng)定實(shí)驗(yàn)，評(píng)估系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析了影響測(cè)量精度的各種因素。
　　4.開(kāi)展了基于FPGA技術(shù)的數(shù)字圖像采集系統(tǒng)的研究。為加速圖像算法和后續(xù)分選設(shè)備的簡(jiǎn)潔化、嵌入式化、高性價(jià)比等目標(biāo)提出了解決方案。設(shè)計(jì)基于FPGA的圖像采集系統(tǒng)驗(yàn)證其在汽車(chē)卡簧全自動(dòng)檢測(cè)儀中應(yīng)用的可行性。并對(duì)此方法中的