【正文】 檢測對象 檢測范圍 不良缺陷圖片 卷材 撞傷、銹斑 圖 、圖 落料線上的坯板 劃傷、麻點、壓印、壓痕、銹斑等 圖 沖壓線上的坯板 外周撞傷、銹斑 圖 、圖 沖壓成品 劃傷、麻點、壓印、壓痕、銹斑、表面臟污 圖 ～圖 圖 坯板撞傷 圖 坯板銹斑 表 中，對落料線上坯板的檢測雖能檢測出常見表面缺陷，但人工檢測具有以下突出的弊端，即抽檢率低，不能 100% 反映坯板表面質(zhì)量；實時性差，遠不能滿足圖 卷材撞傷 圖 卷材銹斑 第三章 汽車覆蓋件工藝過程的常用質(zhì)量檢測技術(shù) 9 在線高速的生產(chǎn)節(jié)奏。 線陣 CCD 掃描檢測技術(shù) （ 1） 線陣 CCD 掃描檢測原理 固體 攝像器件 CCD 檢測原理 [ 6] （如圖 ） 是用特殊光源以一定方向照射到鋼板表面上， CCD 攝像機在帶鋼上掃描成像，掃描所得的圖像信號經(jīng)過圖像采集卡輸入計算機，通過圖像預處理、二值化、確定檢測區(qū)域等處理方法后得到鋼板表面缺陷的二值圖像，提取二值圖像中的幾何特征參數(shù)，然后再進行圖像識別 [ 7] ，判斷出是否存在缺陷 。通過增加 CCD 芯片的有效象元數(shù)和提高其幀轉(zhuǎn)移速率，并采用先進的數(shù)字圖象處理部件，該裝置能可靠地檢出針孔等微細的表面缺陷。 （ 4）線陣 CCD 掃描檢測技術(shù)總結(jié) 線陣 CCD 掃描檢測是一項世界先進的表面檢測無損檢測技術(shù)，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，技術(shù)成熟。 d的關(guān)系 S模態(tài) 2222)( 4)ta n( )ta n( kq pqkphqh ??? （ 2） A模態(tài) (3) （ 2222 kCwp L ?? 2222 kCwq S ?? pCwk? fw π2? 2dh? 式中 SC 為 薄板中橫波的波速。Lamb按平板自由邊界條件解波動方程 ，得到了一種特殊的波動解， 后 人 把這種波動命名為蘭姆波以紀念它的發(fā)現(xiàn)者。可是對于薄板 (尤其是厚度 2mm以下的薄板 )， 無論是橫渡探傷或是縱波探傷都很困難。 在檢測時 ,數(shù)據(jù)的獲取、處理、存貯與評價都是在每一次掃描的同時由計算機在線實時進行。 （ 2）超聲縱波噴水檢測技術(shù)的發(fā)展 超聲縱波噴水檢測是一種根據(jù)已有研究結(jié)果，開展工程化應用的自動檢測技術(shù)。制訂了具有高可靠性的金屬薄板超聲縱波脈沖噴水穿透無損檢測新方法，提高了產(chǎn)品可靠性 。 1957年后出現(xiàn)了大口徑管材漏磁檢測系統(tǒng) TUBOTEST，它是采用 中心導體通電磁化；隨后出現(xiàn)了用于 鋼板 探傷的 TUBOMAT， 采用磁軛法磁化。漏磁檢測儀有較強的可調(diào)節(jié)性能，對于不同的工件，放大倍數(shù) (增益 )要求可調(diào)節(jié)。 本章小結(jié) 本章給分析了人工檢測的范圍，發(fā)現(xiàn)人工檢測存在不足之處，需要找出更好的方法去完善質(zhì)量管理工作。 工藝過程的質(zhì)量要求 落料線上的表面質(zhì)量要求 在高爐廠生產(chǎn)中，卷材都是經(jīng)過檢驗合格才出貨的。 高爐廠 對金屬薄板的內(nèi)部檢測存在分層漏檢，發(fā)動機蓋的不良報廢率必然不穩(wěn)定。 CCD 行掃描攝像機橫向排列在 鋼板 生產(chǎn)線上方，攝像機的橫向及縱向可視范圍相互重疊以確保不出現(xiàn)漏檢。系統(tǒng)軟件可以完成數(shù)據(jù)采集，分析和報告等功能， 對于系統(tǒng)的探頭選擇 Gamma系列的 IS型水浸式探頭 [ 17] ，該探頭用于要求晶片直徑在 ，主要集中在提高近表面分辨率或分層缺陷的靈敏度的關(guān)鍵應用上。最后結(jié)合實際作出落料線與沖壓線的質(zhì)量檢測方案。 3 月 底 ，資料已經(jīng)查找完畢，我開始著手論文的寫作。 （ 4） 超聲縱波噴水檢測技術(shù)雖然能應用于汽車覆蓋件沖壓線的內(nèi)部檢測，但技術(shù)還沒達到成熟穩(wěn)定，還要很大的發(fā)展空間。 （ 2） 人工檢測雖然能檢測出常見的表面缺陷，但也有它的不足之處，如抽檢率低、實時性差和不能發(fā)現(xiàn)坯板的分層缺陷。當開題報告定下來的時候，我有些茫然，不知如何下手。 本章小結(jié) 本章概述了發(fā)動機蓋的工藝過程，在基于對發(fā)動機蓋常見缺陷的分析上作出發(fā)動機蓋工藝過程的質(zhì)量要求。系統(tǒng)由 機械傳動機構(gòu)和水箱 ,超聲波 C 掃描控制器 ,超聲波 C 掃描探傷儀以及 PC 微機系統(tǒng)四部分組成 。主要包括四個模塊：圖像采集模塊，圖像處理模塊，信息存儲模塊和報警模塊。因此，歐美國家基本不使用該方法，只有 日 本的金屬薄板生產(chǎn)廠家采用了該方法 ?，F(xiàn)在，我單位在發(fā)動機蓋工藝過程中開展質(zhì)量檢測時 ，還缺少相應的技術(shù)手段，所以需要設計一套發(fā)動機蓋工藝過程的質(zhì)量檢測方案。 汽車沖壓覆蓋件質(zhì)量檢測 16 表 工業(yè)常用檢測技術(shù)的對比 經(jīng)過上表（表 ）分析，最適合落料線與沖壓線的無損檢測技術(shù)分別為 線陣CCD 掃描檢測、超聲縱波噴水檢測。圖 ： 圖 漏磁檢測儀硬件電路框圖 現(xiàn) 在常用的磁阻傳感器，可檢測低至幾十微高斯的磁場。 （ 2） 漏磁檢測的發(fā)展 漏磁檢測在工業(yè)上的應用，是自 1947年 Hastings設計了一套漏磁檢測系統(tǒng)以后開始的，這套系統(tǒng)使原先磁粉探傷不能檢查的鋼管等內(nèi)表面和近表面缺陷檢出成為可能。 超聲縱波噴水檢測 系統(tǒng)一般的檢測指標為 : 厚度≤ 6mm， 寬度最大為 1800mm ,探頭掃查速度 200mm/s。在每一次掃描結(jié)束時 ,計算機可通過軟件自動完成對每一種顏色和顯示的百分比面積的象素計數(shù)。國內(nèi)雖已先后制訂了兩項國標和一項專業(yè)標準 ， 但并不能說明這些問題都已得到妥善解決。 pqk kqphqh 22224 )()ta n( )ta n( ???(a) 對稱 性 （ b）非對稱性 圖 蘭姆波 圖 入射角度、相速度與 f 換能器 (探頭 )發(fā)出的超聲波在板中激發(fā)的板波在傳播過程中遇到缺陷或端面而產(chǎn)生反射波，被傳 感器接收后在示波屏上顯示出缺陷波和底波的位置和幅度 。 d 相關(guān)的。 系統(tǒng)能對鋼板表面的麻點、夾雜、壓印、劃傷和壓痕等常見缺陷進行無損檢測 ,并基于 Bayes 決策理論 ,實現(xiàn)缺陷的自動分類功能 [ 9] 。 Sick 系統(tǒng)可檢出 40 多種表面缺陷。 因此，對檢測坯板的表面缺陷和內(nèi)部缺陷的無損檢測技術(shù)提出了很高的要求。 8 表 人工檢 測的檢測范圍 第三章 汽車覆蓋件 工藝 過程的常用質(zhì)量檢測技術(shù) 人工檢測 人工檢測，即利用肉 眼觀察，油石打磨觀察。同時，鋼板表面的銹斑增大了焊接時的電阻，容易引起焊點燒穿或焊接不牢，直接影響焊接質(zhì)量 。 （ 3）麻點 圖 麻點缺陷的表面 ＯＭ 低倍形貌 “麻點”（圖 ） [ 3] 的產(chǎn)生是由于鋼和 雜質(zhì)的塑性不同，在沖壓或通過夾送輥 時雜質(zhì)被軋入鋼板表面的細小顆粒，結(jié)果鋼板表面呈現(xiàn)滿布的“麻點” 。因此，對沖壓成品的檢測我們也需要進行表面的探傷。在地坑的一側(cè)，裝有光電反射器，當卷材下落到地坑時，反射器給出信號使驅(qū)動開卷裝置的電機停止工作，卷材進給中斷；經(jīng)過幾次落料切斷后，地坑中的卷材逐步上升到 一定程度，光電反射器發(fā)出信號，使驅(qū)動開卷裝置的電動機起動，恢復卷材進給，開卷校平；從地坑上來的板料進入落料壓力機進給的裝置；落料壓機落料及堆垛 。 1?月 投產(chǎn)時間 /年 制造廠 處理鋼板尺寸 /mm 1 名古屋 脈沖反射 60 25000 2021 三 菱 電機 ～ 6 550～ 2500 c 2 福山 脈沖反射 60 20210 2021 帝 國 通信 ～ 6 550～ 2021 c 3 加古川 脈沖反射 50 12021 2021 東 京 計器 ～ 6 550～ 2200 c 4 君津 脈沖反射 55～ 60 30300 2021 三 菱 電機 ～ 6 480～ 2500 c 5 鹿島 脈沖反射 60 34000 2021 三 菱 電機 ～ 6 500～ 2500 c 無損探傷技術(shù)在汽車用薄板上的應用越來越廣泛，但還有許多汽車制造企業(yè)還沒有利用這一先進的技術(shù)。 在國內(nèi)工業(yè)界，無損探傷技術(shù)在薄板上的應用也逐漸受到人們的重視。 本 文 旨在通過開展對 落料線上坯板 質(zhì)量檢測 和沖壓線上沖壓件質(zhì)量檢測 的研究， 作出合理的檢測方案， 實現(xiàn)對 汽車沖壓覆蓋件 質(zhì)量管理，提高 沖壓覆蓋件 的質(zhì)量 和生產(chǎn)效率。而由于不能及時發(fā)現(xiàn) 坯板 存在的 缺陷，造成沖壓 產(chǎn)品的報廢，浪費材料增加了成本且生產(chǎn)效率也受到較大影響。 論文已達到本科畢業(yè)論文水平。 專業(yè)教研組（系）負責人 審核 年 月 日 指導教師 （導師組） 簽 發(fā) 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）評語： 課題結(jié)合自身實際的工作情況，開展了汽車的覆蓋件在沖壓工藝過程的質(zhì)量檢測方案設計工作。本文意在通過對汽車覆蓋件的加工工藝及質(zhì)量要求的分析研究，及對汽車覆蓋件工藝過程的常用質(zhì)量檢測技術(shù)的比 較，并結(jié)合個人的社會實踐經(jīng)驗，從而得出發(fā)動機蓋工藝過程的質(zhì)量檢測方案。實踐證明，由于檢測精度和檢測速度等方面的限制，目前這些檢測方法很難勝任沖壓件 坯板的在線 檢測。 1999年 ,日本 NKK首次將 “ Delta— Eye” 系統(tǒng)引入到福山廠 2號連續(xù)熱浸鍍鋅生產(chǎn)線上，用于改善汽車外板用鍍鋅板的質(zhì)量 [ 1] 。 寶鋼高速帶鋼多功能在線檢測系統(tǒng) 是寶鋼自主開發(fā)的適用于軋機出口高溫、高濕、污染、震動等惡劣生產(chǎn)環(huán)境的視覺檢測系統(tǒng)。對覆蓋件鋼板的常見缺陷作出分析，發(fā)現(xiàn)檢測技術(shù)的不完善是造成不良率上升現(xiàn)象的原因。不論采用什么樣的成形方式，沖壓成形件所要求的幾何形狀，都是通過鋼板在沖壓成形過程中的塑性變形來完成的。劃痕起著缺口的作用，變形時引起應力集中，因而導致零件沖壓開裂，劃痕越深，缺口作用越明顯；劃痕越長，缺口作用的區(qū)域就越大，即使是微細的劃痕，也可能成為零件沖壓開裂并迅速向金屬內(nèi)部滲透裂紋的起始點，同時又有可能成為零件疲勞斷裂的潛伏 因素。 （ 5）壓印 由于輥面受損或有異物黏結(jié)導致在鋼板上周期性地出現(xiàn)壓?。▓D ），其形 狀，大小基本相同。 若焊接坡口處有分層存在，它會促使焊縫產(chǎn)生缺陷。此外，人工檢測不能發(fā)現(xiàn)坯板的分層缺陷。 圖 線陣 CCD 掃描檢測系統(tǒng)原理圖 汽車沖壓覆蓋件質(zhì)量檢測 10 （ 2） 視覺檢測技術(shù)的發(fā)展 隨著本世紀 60 年代激光技術(shù)、 CCD 技術(shù)的相繼問世和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，機器視覺技術(shù)應運而生，并迅速在工業(yè)無損檢測領(lǐng)域推廣普及，有效拓展了無損檢測技術(shù)的應用范圍。 1986年， Westinghouse 公司和 Eastman Kodak 公司在美國 鋼鐵隴會 (AISI)的資助下，分別研制出各自的帶鋼表面缺陷在線檢測系統(tǒng)，其中 Westinghouse 系統(tǒng)在最高帶速和最大帶寬下可提供 的縱、橫向缺陷分辨力。能檢測出麻點、夾雜、壓印、壓痕和劃傷等常見表面缺陷， 橫縱向檢測分辨率達到 ， 尺寸檢測誤差不大于 1mm。 從公式 (1)～ (3)可以看出，在入射角不變或f 40年代末 ，美國 人 (此人也是超聲探傷的發(fā)明者 )首先將蘭姆 波 應用于薄板探傷。第一是速度慢效率低，第二是雖然原 理上可行，但實際做起來比較困難．第三是探傷的效果即