汽車卡簧自動檢測分選系統(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動的作用。作為一種量大面廣的基礎(chǔ)機械零件，它幾乎覆蓋國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。由于使用環(huán)境、場合、功能各異，卡簧的形狀和大小差別懸殊，品種繁雜。應(yīng)用在汽車領(lǐng)域的汽車卡簧，是一種產(chǎn)量大又需要逐片檢測的精細化工業(yè)產(chǎn)品。其內(nèi)徑、開口尺寸等關(guān)鍵參數(shù)，對軸承等軸上零件的緊固效果有著重要的影響。但是，目前仍以人工檢測為主。人工檢測的方式存在著精度差、效率低等問題，與卡簧的快速加工生產(chǎn)

2、高度不匹配。另外，由于一對一裝配的需求，采用人工方式實現(xiàn)打包計數(shù)不僅對操作工的視力有一定程度的不良影響，而且還將會引入極大的人為誤差。綜上所述，急需一種自動化檢測設(shè)備彌補這方面的空白。
　　本課題來源于長城汽車指定供貨商委托研發(fā)的汽車卡簧自動檢測分選機項目。本課題旨在研發(fā)一種能應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場對卡簧關(guān)鍵尺寸進行評價進而保證質(zhì)量的自動化設(shè)備。雖然此前沒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.研制新型汽車卡簧全自動檢測分選儀，確定總體方案。提出了由供料環(huán)節(jié)、檢測環(huán)節(jié)、傳動環(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)計為三個電磁振動給料器，分別為儲料器、圓形振動給料器、直線振動給料器，彼此串聯(lián)構(gòu)成三級接力送料，解決了卡簧儲存、整序、鉤掛及上料的問題。對幾何特征具有一定特殊性的小尺寸薄型汽車卡簧，其內(nèi)徑、開口尺寸和環(huán)寬等關(guān)鍵幾何尺寸，提出了基于光學(xué)鏡頭和單相機的

4、二維數(shù)字圖像算法的檢測方案。在傳動機構(gòu)中，本設(shè)計提出了一種具有原創(chuàng)新穎性、一定通用性的視覺測量儀用多工位工作臺。配合特殊的氣動驅(qū)動系統(tǒng)，很好地解決了包括檢測精度、效率、多規(guī)格在內(nèi)的設(shè)計要求。對高速噴射氣流的工件響應(yīng)特性進行了實驗分析，并對其在分選裝置的應(yīng)用進行了總結(jié)。
　　2.完成分選儀控制系統(tǒng)設(shè)計。由于在機械結(jié)構(gòu)及其驅(qū)動方式設(shè)計時，優(yōu)化控制對象的控制方式，極大地降低了系統(tǒng)復(fù)雜度。所以采用數(shù)據(jù)采集卡作為工控機和執(zhí)行元件的通信接口。

5、設(shè)計了接口驅(qū)動電路解決數(shù)據(jù)采集卡的驅(qū)動能力的問題。設(shè)計了電氣控制板，提供各種電氣元件所需的環(huán)境。
　　3.進行精度評定實驗和綜合參數(shù)評定實驗，評估系統(tǒng)的各項指標。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析了影響測量精度的各種因素。
　　4.開展了基于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)備的簡潔化、嵌入式化、高性價比等目標提出了解決方案。設(shè)計基于FPGA的圖像采集系統(tǒng)驗證其在汽車卡簧全自動檢測儀中應(yīng)用的可行性。并對此方法中的