[实用新型]一种综合评价铆钉检测装置

说明书

本实用新型公开了一种综合评价铆钉检测装置，夹持机构包括手指气缸和回转气缸，手指气缸自由端的两根手指上分别设有第一夹持片和第二夹持片；手指气缸的另一端与回转气缸连接，回转气缸带动手指气缸及第一夹持片和第二夹持片周向旋转运动；信息采集机构包括激光测距仪和相机；激光测距仪设于第一夹持片上，用于接收激光测距仪发射激光信号的靶板设于第二夹持片上；相机设于第一夹持片和第二夹持片夹持的铆钉的一侧。本实用新型提供了解决上述问题的一种综合评价铆钉检测装置，设计夹持机构实现单一相机采集不同角度铆钉图像，并在铆钉夹持过程中通过激光测距获得高精度尺寸数据，提出一种结合激光测距和图像处理的铆钉检测装置。

技术领域

本实用新型涉及零件自动化检测技术领域，具体涉及一种综合评价铆钉检测装置。

背景技术

铆钉是一种连接件，如图1所示，被广泛应用于航空、船舶等各种设备之中。例如，飞机机身上有大量铆钉，用于飞机结构和蒙皮之间的连接固定，铆钉质量直接关系飞机性能安全。为保证设备质量，排除安全隐患，通常需要对铆钉质量进行检测。铆钉检测内容包括尺寸测量和表面缺陷检测。尺寸数据包括铆钉杆直径和铆钉长度、铆钉头厚度、顶面外圆直径、沉头面锥角等。各尺寸数据中，对质量影响最大的是铆钉杆直径，若直径太小，则铆接不稳固，若直径太大，则难以插入铆钉孔。准确获取铆钉杆直径通常需要游标卡尺等接触式测量装置。检测铆钉质量还需进行缺陷检测，常见缺陷包括铆钉头缺口、裂纹、折叠、凹坑、划痕等。在各种缺陷中，铆钉头缺口、裂纹，以及由于材料折入铆钉内部形成的折叠这几种缺陷容易导致应力集中，将严重降低铆钉力学性能，故应及时检出。传统铆钉检测一般采用人工方式完成，若铆钉数量巨大，有时也可采取抽检方式。铆钉尺寸较小且数量较多，传统人工检测的尺寸结果存在主观偏差，容易漏检铆钉表面缺陷，且检测效率低下。因此，为提高铆钉检测速度和质量，满足规模化装备生产要求，迫切需要开发高效准确的自动化铆钉检测装置。

目前已有的自动化铆钉检测装置大都基于机器视觉技术，从拍摄得到的铆钉图像中检测尺寸和缺陷。文献[1]研制了一套拉铆钉在线检测系统，通过电磁吸头和推杆使铆钉精确到达拍摄位置，然后采用多个相机在不同角度拍摄铆钉图像。由于电磁吸头只能吸附碳钢、硅钢等磁性材料，因此无法检测铝制铆钉。文献[2]设计了一个转盘来运送铆钉，采用多个相机在铆钉运送过程中拍摄不同角度铆钉图像，如图2所示。针对铆钉图像中的目标畸变问题，文献[2]还提出了一种畸变校正算法从而一定程度提高了铆钉尺寸测量精度。文献[3]同样采用转动圆盘运送铆钉，并在铆钉运送过程中采集铆钉侧面轮廓图像，通过图像处理技术得到铆钉尺寸，如图3所示。文献[4]中通过在紧固件周围安装探针，利用超声波对紧固件的尺寸进行检测，如图4所示。

其中，上述引用文献具体信息如下：[1]戴亚辉,罗亮,刘知贵.拉铆钉在线检测系统的自动供料机构设计与仿真[J].机械设计与制造,2015(10):256-259.[2]胡江涛,张俊涛,汤伟. 基于畸变补偿的飞机铆钉尺寸测量方法研究[J].陕西科技大学学报,2016,34(4):177-181.[3] 蒋朝根；付永高；杨杰；齐辉；王波；郭峰峰.一种高精度的检测装置[P].中国专利:CN207502428A,2018-06-15.[4]亚历山大·布勒兹.对紧固件进行超声波检测的装置及其相关方法[P].中国专利:CN107430094A,2017.12.01。

综上所述，目前基于机器视觉的铆钉检测装置存在以下问题：

1)铆钉杆直径尺寸检测结果不准确。目前基于机器视觉的检测方法从铆钉侧面图像中提取钉杆直径，容易出现尺寸误差。首先，铆钉与相机的相对位置不固定，导致铆钉在图像中的大小发生变化。另外，图像拍摄过程中的光学畸变使铆钉发生变形。两个零件通过铆钉连接时，铆钉杆是主要受力部件，铆钉直径直接影响零件连接质量，而现有方法难以得到精确的直径尺寸；

2)现有装置需要安装多个相机。现有方法的图像采集方式是铆钉不动，通过布设多个相机获得不同视角的铆钉图像。为获得铆钉侧面和顶面图像，至少需要在铆钉侧面布置一个相机，在铆钉顶面布置一个相机。相机数量增加后，还需配备相应的光源等附件，增加了系统控制复杂程度和部署成本；