【正文】 美國 Sick 光電了公司研制成功平行激光掃描檢測裝置，檢測原理如圖 所示，低功率 HeNe 激光器發(fā)出的激光經(jīng)過反射鏡投射到一個高精度的多面體棱鏡表面，通過多面體棱鏡的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動產(chǎn)生垂直于帶鋼運(yùn)動方向的橫向掃描。機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用于鋼板表面缺陷在線檢測的機(jī)理是絕大多數(shù)表面缺陷的光學(xué)特性之間存在著明顯差異。 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(jī)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(jì)算機(jī)，通過圖像預(yù)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(jìn)行圖像識別 [ 7] ，判斷出是否存在缺陷 。 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。 （ 2）表面缺陷的種類隨著加工工序的延仲呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，而 且 不同缺陷 類別之間的光學(xué)、幾何和電磁等特性參數(shù)各異，增加了檢測的難度。這樣，我們必須想出更好的方法去完善質(zhì)量管理工作。 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(diǎn)、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(diǎn)、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(shí)時性差，遠(yuǎn)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。 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。 圖 分層 圖 金屬薄板中分層缺陷 圖 壓印 圖 銹斑 第二章 汽車覆蓋件的加工工藝及質(zhì)量要求 7 本章小結(jié) 本章介紹了覆蓋件加工過程，大致如下 ：卷材 —— 落料 —— 堆垛 —— 運(yùn)輸 —— （沖壓線）倉儲 —— 清洗 —— 沖壓成型。如果焊接應(yīng)力與分層的平面垂直，即使分層并不在坡口處開口，也會在焊接過程中被撕裂 [ 5] 。當(dāng)薄板受到垂直于表面的 拉應(yīng)力時，分層會嚴(yán)重影響薄板的強(qiáng)度，如圖 。同時，鋼板表面的銹斑增大了焊接時的電阻，容易引起焊點(diǎn)燒穿或焊接不牢，直接影響焊接質(zhì)量 。 （ 6）銹斑 倉儲時濕度大、卷材包裝損壞、長期在庫等都是鋼板生銹的原因。其周期 (L)與輥?zhàn)又睆?(D)的關(guān)系為 :L=μπD（ μ 為延伸系數(shù)）。 圖 壓痕 （ 4）壓痕 覆蓋件表面壓痕（圖 ）是運(yùn)輸時碰撞造成的缺陷，壓痕的出現(xiàn)大大影響了覆圖 表面臟污 汽車沖壓覆蓋件質(zhì)量檢測 6 蓋件的外觀，對于外觀要求嚴(yán)格的覆蓋件，這是不允許的。 （ 3）麻點(diǎn) 圖 麻點(diǎn)缺陷的表面 ＯＭ 低倍形貌 “麻點(diǎn)”（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(xì)小顆粒，結(jié)果鋼板表面呈現(xiàn)滿布的“麻點(diǎn)” 。劃痕越深，零件的裂 口就越大，實(shí)為零件沖壓開裂的一個原因 。 實(shí)踐證明，零件沖壓成形時，如果鋼板表面存在著劃痕，并處于零件變形部位，包括拉延和彎曲變形的部位時，勢必沿著劃痕開裂。 第二章 汽車覆蓋件的加工工藝及質(zhì)量要求 5 圖 劃傷 （ 1）劃傷 劃傷是最常見的表面缺陷（圖 ）。因此，對沖壓成品的檢測我們也需要進(jìn)行表面的探傷。分層缺陷是薄板最危險(xiǎn)的缺陷，生產(chǎn)現(xiàn)場必須對坯板進(jìn)行內(nèi)部探傷。根據(jù)沖壓成形過程中鋼板變形區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變的不同，可將零件變形劃分為拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)等多種成形方式 [ 2]。一定力的作用方式和大小，都對應(yīng)著一定的變形。在地坑的一側(cè)，裝有光電反射器，當(dāng)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(jī)停止工作，卷材進(jìn)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(jī)起動，恢復(fù)卷材進(jìn)給，開卷校平；從地坑上來的板料進(jìn)入落料壓力機(jī)進(jìn)給的裝置；落料壓機(jī)落料及堆垛 。 4 第二章 汽車覆蓋件的加工工藝及質(zhì)量要求 汽車覆蓋件的工藝過程概述 汽車覆蓋件的加工過程大致如下：卷材 —— 落料 —— 堆垛 —— 運(yùn)輸 —— （沖壓線）倉儲 —— 清洗 —— 沖 壓成型。本文 對人工檢測的檢測范圍作詳細(xì)分析，并 對常用工業(yè)無損檢測技術(shù)的原理、發(fā)展、特點(diǎn)、應(yīng)用范圍等進(jìn)行對比分析，找 出 最合理最能滿足質(zhì)量要求的檢測技術(shù)， 實(shí)現(xiàn) 多層次 質(zhì)量檢測的方法，能夠在較高程度上發(fā)現(xiàn)汽車覆蓋件坯板和沖壓成品的各類質(zhì)量問題。 課題研究目標(biāo)和課題意義 近兩年單位分別出現(xiàn)了汽車覆蓋件落料線不良 %和 %、沖壓線 %和 第一章 緒 論 3 %、裝配線 %和 %，從以上不良數(shù)據(jù)可以看出，不良率到下一工序有增加的現(xiàn)象。 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(jī) ～ 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(jì)器 ～ 6 550～ 2200 c 4 君津 脈沖反射 55～ 60 30300 2021 三 菱 電機(jī) ～ 6 480～ 2500 c 5 鹿島 脈沖反射 60 34000 2021 三 菱 電機(jī) ～ 6 500～ 2500 c 無損探傷技術(shù)在汽車用薄板上的應(yīng)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(jìn)的技術(shù)。 序號 廠名 型式 探速 / m 該系統(tǒng)在速度高達(dá) 1800m/min 的生產(chǎn)線上，對直徑大于 1mm 的孔洞，開口深度大于 2mm 的邊裂的檢測精度達(dá)到 100%，同時對帶鋼 表面常見缺陷 在線 檢出率達(dá)到 99%，缺陷分類準(zhǔn)確率達(dá)到 80%以上 。 寶鋼帶鋼表面質(zhì)量在線檢測系統(tǒng) 對高速運(yùn)行的帶鋼實(shí)施非接觸實(shí)時在線表面缺陷檢測并進(jìn)行智能分類，是國內(nèi)第一套自主研發(fā)并投入生產(chǎn)使用的冷軋帶鋼表面檢測系統(tǒng)。 在國內(nèi)工業(yè)界，無損探傷技術(shù)在薄板上的應(yīng)用也逐漸受到人們的重視。該裝置可 100％地檢測出鋼帶表面的細(xì)小裂紋，并自汽車沖壓覆蓋件質(zhì)量檢測 2 表 日本汽車用薄板超聲波探傷裝置 動標(biāo)記。 2021年，日本 NKK公司成功采用帶鋼表面裂紋自動檢測裝置。 在日本，超聲探傷裝置已廣泛使用（表 ）。 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(shí)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。目前，本人所在單位沖壓線的檢測方法也是目視檢測和油石打磨，粗糙的檢測帶來的結(jié)果是在實(shí)際生產(chǎn)中常常出現(xiàn)因分層而報(bào)廢的現(xiàn)象， 所以必須在沖壓線上對沖壓前的坯板進(jìn)行內(nèi)部探傷。 眾所周知， 金屬薄板的生產(chǎn)工藝決定了其內(nèi)部最易存在的缺陷類型為平行于材料表面的分層性缺陷 。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，對于坯板表面 的檢測，本人所在單位落料線采用目視觀察和油石打磨 。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(bào)廢，浪費(fèi)材料增加了成本且生產(chǎn)效率也受到較大影響。 實(shí)際生產(chǎn)中， 每年都有大量不良沖壓覆蓋件流到后工序 ，導(dǎo)致機(jī)械產(chǎn)品總體質(zhì)量水平下降和嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。 該方案包括人工表面檢測，表面無損探傷和內(nèi)部無損探傷。但縱觀現(xiàn)代汽車業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，因汽車覆蓋件質(zhì)量問題而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失較為嚴(yán)重。 論文已達(dá)到本科畢業(yè)論文水平。 論文研究內(nèi)容具體，結(jié)構(gòu)合理，分析設(shè)計(jì)較嚴(yán)密。論文分析了目前開展的人工質(zhì)量檢測的技術(shù)能力、不足等，并在此提出上，提出了結(jié)合人工檢測和儀器表面檢測、儀器內(nèi)部檢測為一體的零件沖壓工藝過程質(zhì)量檢測的方案。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 汽車沖壓覆蓋件質(zhì)量檢測 系 別 機(jī)電工程系 專業(yè) 班級 機(jī)械工程及自動化 1 班 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 提交日期 2021 年 6 月 18日 2 華 南 理 工 大 學(xué) 廣 州 汽 車 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論文） 任 務(wù) 書 茲發(fā)給 06 級機(jī)械工程及自動化 1 班學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書，內(nèi)容如下： （論文）題目： 汽車沖壓覆蓋件質(zhì)量檢測 ： （ 1） 了解汽車沖壓覆蓋件 工藝過程和工藝過程的質(zhì)量要求 （ 2） 對常用質(zhì)量檢測技術(shù)