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专利号: 2021113454515
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2025-03-21
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于涡轮外观缺陷的自动检测线,其特征在于,包括上位机、机架、涡轮上部缺陷检测装置A、涡轮侧面缺陷检测装置B、涡轮底部缺陷检测装置C、涡轮循环输送线D、涡轮检测分选装置E;所述涡轮上部缺陷检测装置A位于机架上的第一个工位,用来检测涡轮顶部缺陷;所述涡轮侧面检测装置B位于机架上的第二个工位,用来检测涡轮侧面缺陷;所述涡轮底部缺陷检测装置C位于机架上的第三个工位,用来检测涡轮底部缺陷;涡轮循环输送线D安装在机架上,用来运输涡轮经过各个检测的工位;所述涡轮检测分选装置E安装在机架最后一个工位,用来对检测后的涡轮进行分选;所述上位机用于检测CCD工业相机拍摄的图片,并控制其他装置中的部件。

2.如权利要求书1所述的一种用于涡轮外观缺陷的自动检测线,其特征在于,所述涡轮上部缺陷检测装置A包括CCD工业相机(1),用于检测涡轮的顶部存在的砂眼和多肉缺陷;所述涡轮上部缺陷检测装置A基于以下步骤实现检测:S1.1:利用CCD工业相机(1)采集包含涡轮缺陷的实物照片,构建涡轮缺陷库;

S1.2:利用软件对涡轮缺陷库中的图片进行标注,标注出缺陷的位置和大小;

S1.3:利用卷积神经网络对涡轮缺陷库中的图片进行卷积操作得到特征层,再经过最大池化得到池化层,将卷积层和池化层复杂排列对图片进行一个下采样过程,最后经过全连接层、归一化后得到权重文件,loss最低时将权重文件保存成模型;

S1.4:预测的图片由yolov4网络中的锚框在图片上进行滑移判断锚框内是否存在物体,再有锚框平移缩放得到预测框的位置,通过非极大值抑制的算法去除多余的框,此时框的位置就是缺陷的位置。

3.如权利要求1所述的一种用于涡轮外观缺陷的自动检测线,其特征在于,所述涡轮侧面缺陷检测装置B包含CCD工业相机(2)、CCD工业相机(3)、CCD工业相机(4)、无杆气缸(5)、无杆气缸安装板(6)、工装座拨动装置固定座(7)、移动单轴气缸(8)、移动单轴气缸安装固定板(9)、旋转台(10)、伺服电机(11)、伺服电机托板(12)、带座轴承(13)、带座轴承固定板(14)、旋转台固定板(15);所述CCD工业相机(2)拍摄角度平行涡轮叶片顶部固定在机架上;

所述CCD工业相机(3)拍摄角度俯视涡轮叶片固定在机架上;所述CCD工业相机(4)拍摄角度平行涡轮叶片底部固定在机架上;所述工装座拨动装置固定座(7)安装在机架上;所述无杆气缸安装板(9)与工装座拨动装置固定座(7)安装于旋转台正上方,无杆气缸(5)安装在无杆气缸安装板(6)上;所述移动单轴气缸(8)安装在单轴气缸安装固定板(9)上;所述伺服电机(11)通过伺服电机托板(12)安装在机架上;所述旋转台固定板(15)通过联轴器安装在伺服电机(11)上;所述旋转台(10)安装在带座轴承(13)上;所述带座轴承(13)安装在带座轴承安装板(14)上。

4.如权利要求3所述的一种用于涡轮外观缺陷的自动检测线,其特征在于,所述涡轮侧面缺陷检测装置B基于以下步骤实现检测:S2.1:第一工位工装座经由传送带进入旋转台(10),无杆气缸(5)的滑块移动到靠近第一工位工装座的一端,移动单轴气缸(8)伸出推杆,将未完全进入旋转台(10)的工装座拨动到正确位置,伺服电机(11)开始旋转,伺服电机(11)周期性触发CCD工业相机(2)、CCD工业相机(3)进行间歇拍照,CCD工业相机(4)持续拍照;

S2.2:CCD工业相机(2)将采集到的图像p1实时传送给上位机端;

S2.3:将RGB图像p1二值化转化成灰度图像,根据阈值筛选出ROI1区域;

S2.4:对ROI1区域图片进行形态学填充运算,并在图像p1中裁剪出ROI1区域并获得面积S1;

S2.5:获得ROI1区域的最小外接矩形,同时获得最小矩形的长L和宽D,构造算子s=S1/(L*D);

S2.6:根据s的大小可对顶部叶片的直线度进行判定,s值越小,叶片边越弯;

S2.7:CCD工业相机(4)采集图片p2传送到上位机端;

S2.8:将RGB图像p2二值化转化成灰度图像,根据阈值筛选出ROI2区域;

S2.9:利用边界算子得到ROI2区域的边界;

S2.10:利用霍夫直线变换,调整参数去得到边界的拟合直线,利用筛选算子根据直线在绝对坐标下的角度进行筛选;

S2.11:完成涡轮侧面缺陷检测的工装座由无杆气缸(5)带动移动单轴气缸(8)拨出旋转台(10),进入第三个工位,下一个工装座进入旋转台继续检测。

5.如权利要求1所述的一种用于涡轮外观缺陷的自动检测线,其特征在于,所述涡轮下边缺陷检测装置C包括挡板(16)、阻挡单轴气缸(17)、CCD工业相机(18)、直线模组(19)、手指气缸(20)、直线模组固定板(21),所述挡板(16)安装在传送带上;所述单轴气缸(17)安装在机架上;所述CCD工业相机(18)安装在机架上、所述直线模组固定板(21)安装在机架上;

直线模组(19)安装在直线模组固定板上;所述手指气缸(20)安装在直线模组(19)上。

6.如权利要求5所述的一种用于涡轮外观缺陷的自动检测线,其特征在于,所述涡轮下边缺陷检测装置C通过以下步骤检测底部砂眼:S3.1:由第二工位传送来的工装座在检测线上继续运动,手指气缸(20)在直线模组(19)上开始向工装座移动,阻挡单轴气缸(17)伸出推杆阻挡工装座,手指气缸(20)抓取涡轮离开工装座,在CCD工业相机(18)上方停留,此时CCD工业相机(18)正对涡轮底部采集图片p3;

S3.2:CCD工业相机(18)将采集到的图像p3实时传送给上位机端;

S3.3:将RGB图像p3二值化转化成灰度图像,根据阈值筛选出砂眼区域;

S3.4:判断筛选砂眼的面积,面积过大则为缺陷;

S3.5:直线模组(19)继续带手指气缸运动,此时上位机端判断此涡轮是否是残次品并控制直线模组(19),将良品放一条线上,残次品放到另一条线上,单轴阻挡气缸收回,空工装座继续移动到下一工位。

7.如权利要求1所述的一种用于涡轮外观缺陷的自动检测线,其特征在于,所述涡轮循环输送线D包含传送带(22)、工装夹座(23)、机架安装板(24)、双轴气缸(25)、导板(26)、气缸固定板(27)、工装座导向板(28)、传送带连接板(29)、传送带连接座(30);所述传送带(22)安装在机架上;所述工装夹座(23)放置在传送带上,双轴气缸(25)通过气缸固定板(27)安装在机架上;导板(26)连接在气缸顶端;工装座导向板(28)、传送带连接板(29)、传送带连接座(30)安装在机架上;涡轮底部缺陷检测装置C中的手指气缸(20)夹持涡轮移动到涡轮底部缺陷检测装置C,空工装夹座(23)继续移动到双轴气缸(25),双轴气缸推动工装座工装夹座(23)进入到传送带连接座上,人工将涡轮进行上料后推入到传送线上,经由工装座导向板将工装座移动到正确位置,不断循环,达到自动化检测。

8.如权利要求1所述的一种用于涡轮外观缺陷的自动检测线,其特征在于,所述涡轮检测分选装置E包含传送带(31)、手指气缸(20)、直线模组(19)、阻挡单轴气缸(17);所述传送带(28)安装在机架上;所述的直线模组固定板(21)安装在机架上;所述直线模组(19)安装在直线模组固定板(21)上;手指气缸(20)安装在直线模组(19)上。