1.本发明属于充气装置生产质量检测技术领域，尤其是涉及一种应用于浮标充气装置测量的检测设备。
背景技术：2.在浮标充气装置的生产装配过程中，对充气装置的质量检测是必要的一环。现有的检测手段必须由专检人员进行手工检验，其中分为三个检测项：
①
充气装置前端开口间隙应介于2.1mm～2.7mm之间，检测手段为专检人员通过塞规进行判断
ꢀ②
充气装置后端杠杆间隙应介于0.1mm～2mm之间，检测手段为专检人员通过手动按压杠杆，使其产生形变后形成间隙，通过肉眼观察形变是否产生或形变是否过大或者是否无法形变来判断
ꢀ③
充气装置顶部电路板电阻值应介于3.5ω～4.5ω之间，检测手段为专检人员通过低电阻测试仪测试表笔接触测试点，通过仪表的显示值来判断。
3.由于每一枚浮标中都需要充气装置，根据浮标产量估算，充气装置的需求量是具有规模的；在实际生产过程中，装配人员往往是生产百余个充气装置后，通知质量部门待检，随后由质量部门安排专拣人员来进行逐一检验，这个过程中存在专检人员由于需检验其他工件而造成时间上的冲突，造成后端生产停滞；从通知、计划、安排、检验、记录各环节中，往往带来生产效率方面一定的负面影响，并且由于检验过程是靠人为判断产品质量的优良，必然会引入一定的误差，造成后续工作的返工和产品质量的不稳定。
技术实现要素：4.本发明为了为提高浮标中的充气装置质量一致性以及避免车间生产节拍停滞，代替专检人员的人工检验，发明一种应用于浮标中充气装置质量检验的自动化设备。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种应用于浮标充气装置测量的检测设备，包括箱体,箱体一侧开设有检测区域,所述检测区域设有上下料平台,所述上下料平台的底部通过转动机构与箱体固定连接,所述上下料平台上设有用于固定浮标充气装置的待测物夹具,所述检测区域的左右两侧分别配合所述浮标充气装置两侧设有图像采集机构和杠杆顶升机构，所述检测区域的顶部配合所述浮标充气装置的电阻测试点设有电阻测试探针组件，所述检测区域的后部配合所述浮标充气装置设有测距装置，所述转动机构、图像采集机构、杠杆顶升机构、电阻测试探针组件均通过一控制器与pc端上位机配合。
6.进一步的，所述转动机构为57步进电机。
7.进一步的，所述图像采集机构包括工业相机、光源控制器、环形光源及poe供电模块，所述环形光源套设在工业相机上，所述工业相机对充气装置端部开口间隙进行图像采集，并通过poe供电模块将图像数据通过千兆网线传输至pc端上位机进行机器视觉处理，所述光源控制器和pc端上位机通过rs232串口线相连，可通过指令下行的方式控制环形光源的亮灭。光源控制器和pc端上位机通过rs232串口线相连。
8.进一步的，所述杠杆顶升机构由第一电缸和顶升块组成。
9.进一步的，所述电阻测试探针组件包括第二电缸、低电阻测试仪及弹簧探针，所述第二电缸固定在箱体壁上，所述低电阻测试仪固定在箱体内部上，所述弹簧探针固定于电阻测试仪的探针安装板上。
10.进一步的，所述箱体内还设有电机驱动板，通过控制器输出两组高低电平信号至电机驱动板，能够控制第一电缸和第二电缸的伸缩。
11.进一步的，所述测距装置为激光测距传感器，激光测距传感器获得随距离线性变化的模拟输出，并将该模拟输出通过模数转换变送器将模拟信号转化成按照协议格式传输的数字信号，所述激光测距传感器和pc端上位机通过pc端上位机通过rs485总线相连，使得pc端上位机接收数字信号，并通过协议解析出实际测得的距离。
12.进一步的，所述控制器为西门子s7-200 plc。
13.进一步的，所述电机驱动板为l298n电机驱动板。
14.综上所述，通过对plc、步进电机、激光测距传感器、模数转化变送器、低电阻测试仪、u型槽光电开关、工业相机、光源控制器、光源的合理使用，以及基于labview编写的上位机作为人机交互和控制中枢，形成自动化设备；利用本发明可完成对充气装置前端一处开口间隙的检测、后端一处杠杆开口间隙的检测和顶部一处电阻值的测量，并形成测试报告；该设备可优化浮标中的充气装置质量一致性以及代替专检人员的人工检验，从而避免车间生产停滞。
附图说明
15.图1为现有测试方法流程图。
16.图2为本发明测试方法流程图。
17.图3为上位机软件任务框架图。
18.图4为本发明检测设备的结构示意图。
19.图5为本发明检测设备的内部结构示意图。
20.图中：1、箱体，2、上下料平台，4、 57步进电机，3、待测物夹具，5、工业相机，50、环形光源，6、第一电缸，60、顶升块，7、第二电缸，70、弹簧探针，8、激光测距传感器。
具体实施方式
21.如图1-5所示，一种应用于浮标充气装置测量的检测设备，该浮标充气装置为用于对浮标进行充气的装置，该检测设备包括箱体1,所述箱体1一侧开设有检测区域,所述检测区域设有上下料平台2,所述上下料平台2的底部通过57步进电机4与箱体1固定连接, 所述上下料平台2上设有u型槽光电开关，用于旋转平台初始位置的定位，所述上下料平台2上设有用于固定浮标充气装置的待测物夹具3,所述检测区域的左右两侧分别配合所述浮标充气装置两侧设有图像采集机构和杠杆顶升机构，所述检测区域的顶部配合所述浮标充气装置的电阻测试点设有电阻测试探针组件，所述检测区域的后部配合所述浮标充气装置设有测距装置，所述转动机构、图像采集机构、杠杆顶升机构、电阻测试探针组件均通过一西门子s7-200 plc与pc端上位机配合，西门子s7-200 plc可输出高脉冲和电平信号给57步进电机的驱动器，通过对西门子s7-200 plc控制57步进电机，从而达到上下料平台2实现平稳的正反转，并可实现电机旋转速度和旋转位置的控制。
22.具体的，所述图像采集机构包括工业相机5、光源控制器、环形光源50及poe供电模块，所述环形光源50套设在工业相机5上，所述工业相机5对充气装置端部开口间隙进行图像采集，并通过poe供电模块将图像数据通过千兆网线传输至pc端上位机进行机器视觉处理，所述光源控制器和pc端上位机通过rs232串口线相连，可通过指令下行的方式控制环形光源50的亮灭。
23.具体的，所述杠杆顶升机构由第一电缸6和顶升块60组成，用于给充气装置中的杠杆产生压力后形成间隙，最终通过测距装置来测量该形变量，从而达到杠杆开口间隙的测量。
24.具体的，所述电阻测试探针组件包括第二电缸7、低电阻测试仪及弹簧探针70，所述第二电缸7固定在箱体1壁上，所述低电阻测试仪固定在箱体1内部上，所述弹簧探针70固定于电阻测试仪的探针安装板上，所述低电阻测试仪与pc端上位机通过rs232串口线相连，当第二电缸7带动弹簧探针70运动使得其与充气装置电阻测试点接触后，便可通过低电阻测试仪测出电阻值，随后通过rs232串口线将测试数据上传至pc端上位机进行判断。该充气装置包括气瓶、扎瓶件、弹簧、扎瓶件件用于扎破气瓶，扎瓶件远离扎瓶端与弹簧一端连接，弹簧配合设有锦纶绳，锦纶绳用于压缩弹簧，使其发生形变；而该锦纶绳上螺旋缠绕有镍铬合金丝，通过使用电阻测试探针测量该合金丝的阻值，基于该测量得到的电阻值，并结合电阻加热原理对合金丝通电产热烧断锦纶绳，释放弹簧弹力，从而使得扎瓶件扎破气瓶达到充气效果。
25.具体的，所述箱体1内还设有l298n电机驱动板，通过西门子s7-200 plc输出两组高低电平信号至l298n电机驱动板，能够控制第一电缸6和第二电缸7的伸缩。
26.具体的，所述测距装置为激光测距传感器8，激光测距传感器8获得随距离线性变化的模拟输出，并将该模拟输出通过模数转换变送器将模拟信号转化成按照协议格式传输的数字信号，所述激光测距传感器8和pc端上位机通过pc端上位机通过rs485总线相连，使得pc端上位机接收数字信号，并通过协议解析出实际测得的距离。
27.具体的，配合箱体1还设有供电模块，供电模块采用一个24v明纬开关电源和一个12v明纬开关电源，为箱体内所有组件、机构及模块供电。
28.具体的，所述箱体1前端上部设有前面板，pc端上位机作为设备的“中枢”，起到整个检测过程的流程控制、数据处理和结果保存的作用，具体分为5个任务实现，分别为前面板事件任务、串口指令任务、图像处理任务、结果判断任务、数据存储任务，设备开机后，pc端上位机自动启动并运行上位机软件，用户可通过触摸点击前面板上的“初始位置”按钮，实现所有机构复位到初始位置，等待检测开始,随后，用户将充气装置放到待测物夹具3上后，通过触摸点击前面板上的“开始测试”按钮，实现整个检测流程的触发，pc端上位机通过下行串口指令给控制器，从而控制旋转平台旋转180
°
，并通过下行指令给光源控制器，从而打开环形光源50，照亮充气装置前端，随后工业相机5将采集到的图像传输给pc端上位机，前面板实时显示图像，随后pc端上位机启动图像处理任务，实现前端开口间距的测量，随后pc端上位机通过下行串口指令给控制器，从而控制第一电缸6和第二电缸7的伸展，实现弹簧探针70与被测点的接触，并实现充气装置后端杠杆发生形变；随后pc端上位机通过低电阻测试仪上行的串口数据分析出电阻值，并对形变前后模数转换变送器上行的串口数据进行对比，求得形变量，该形变量即充气装置后端杠杆的开口间隙；至此，三个测试指标均已
获得，pc端上位机通过相应的串口指令实现关闭环形光源50，缩回第一电缸6和第二电缸7的操作。
29.最后，将三个测试指标显示在前面板上，经过软件自行判断后，用户可通过“pass”和“ng”字样清晰明了的知道当前被测充气装置质量是否达标，如果三个指标均为“pass”，则此刻检测的充气装置质量合格，上位机执行数据存储任务，将测试数据已excel文件形式保存至指定目录下，若出现“ng”，则质量为不合格，pc端上位机不执行数据存储任务。
30.实施方式如下：1)设备接入220v电源，启动设备，并运行pc端上位机软件。
31.2)点击pc端上位机“初始位置”按钮，随后，设备上下料平台2将逆时针旋转并旋转至u型槽光电开关限位位置，与此同时，第一电缸6和第二电缸7缩回。
32.3)将待测充气装置放于上下料平台2的待测物夹具3上，随后，点击pc端上位机“开始测试”按钮，当按钮按下后，上下料平台2旋转180
°
，将待测充气装置置于检测区域。
33.随后，设备将自动按照以下流程进行检测，pc端上位机打开光源指令——环形光源50被打开——pc端上位机显示工业相机5采集的图像——图像处理任务计算出前端开口间隙m——pc端上位机请求激光传感器8当前值l1——pc端上位机下行第一电缸6和第二电缸7伸展指令给控制器——控制器控制第一电缸6和第二电缸7伸展到位——pc端上位机请求电阻值——按照通讯协议解析出电阻值r——pc端上位机请求激光传感器8当前值l2
→
计算出杠杆间隙l=l2-l1——pc端上位机下行关闭光源指令——环形光源50被关闭——pc端上位机下行第一电缸6和第二电缸7缩回指令给控制器——控制器控制第一电缸6和第二电缸7缩回到位——判断测得的m、r、l是否合格，此时，若m、r、l合格，pc端上位机分别在对应测试项后面显示“pass”字样，并自动保存测试结果，若不合格则显示“ng”字样，不保存测试结果。
34.至此，等待用户再次将新的待测充气装置放入待测物夹具3上，当用户再次点击“开始测试”按钮后，上下料平台2旋转180
°
将原先已被检测过的充气装置旋转至设备外侧，用户可根据刚才的测试结果对其进行归类。
35.其中，pc端上位机图像处理任务具体流程如下，pc端上位机对采集图像进行灰度处理——模板匹配——新建坐标系——边缘提取——边缘测距——真实坐标系单位转化。
技术特征：1.一种应用于浮标充气装置测量的检测设备，其特征在于：包括箱体（1）,所述箱体（1）一侧开设有检测区域,所述检测区域设有上下料平台（2）,所述上下料平台（2）的底部通过转动机构与箱体（1）固定连接,所述上下料平台（2）上设有用于固定浮标充气装置的待测物夹具（3）,所述检测区域的左右两侧分别配合所述浮标充气装置两侧设有图像采集机构和杠杆顶升机构，所述检测区域的顶部配合所述浮标充气装置的电阻测试点设有电阻测试探针组件，所述检测区域的后部配合所述浮标充气装置设有测距装置，所述转动机构、图像采集机构、杠杆顶升机构、电阻测试探针组件均通过一控制器与pc端上位机配合。2.根据权利要求1所述的一种应用于浮标充气装置测量的检测设备，其特征在于：所述转动机构为57步进电机（4）。3.根据权利要求1所述的一种应用于浮标充气装置测量的检测设备，其特征在于：所述图像采集机构包括工业相机（5）、光源控制器、环形光源（50）及poe供电模块，所述环形光源（50）套设在工业相机（5）上，所述工业相机（5）对浮标充气装置端部开口间隙进行图像采集，并通过poe供电模块将图像数据通过千兆网线传输至pc端上位机进行机器视觉处理，所述光源控制器和pc端上位机通过rs232串口线相连，可通过指令下行的方式控制环形光源（50）的亮灭。4.根据权利要求1所述的一种应用于浮标充气装置测量的检测设备，其特征在于：所述杠杆顶升机构包括第一电缸（6）和顶升块（60）组成。5.根据权利要求4所述的一种应用于浮标充气装置测量的检测设备，其特征在于：所述电阻测试探针组件包括第二电缸（7）、低电阻测试仪及弹簧探针（70），所述第二电缸（7）固定在箱体（1）壁上，所述低电阻测试仪固定在箱体（1）内部上，所述弹簧探针（70）固定于电阻测试仪的探针安装板上，所述低电阻测试仪与pc端上位机通过rs232串口线相连。6.根据权利要求5所述的一种应用于浮标充气装置测量的检测设备，其特征在于：所述箱体（1）内还设有电机驱动板，通过控制器输出两组高低电平信号至电机驱动板，能够控制第一电缸（6）和第二电缸（7）的伸缩。7.根据权利要求1所述的一种应用于浮标充气装置测量的检测设备，其特征在于：所述测距装置为激光测距传感器（8），激光测距传感器（8）获得随距离线性变化的模拟输出，并将该模拟输出通过模数转换变送器将模拟信号转化成按照协议格式传输的数字信号，所述激光测距传感器（8）和pc端上位机通过pc端上位机通过rs485总线相连，使得pc端上位机接收数字信号，并通过协议解析出实际测得的距离。8.根据权利要求1所述的一种应用于浮标充气装置测量的检测设备，其特征在于：所述控制器为西门子s7-200 plc。9.根据权利要求6所述的一种应用于浮标充气装置测量的检测设备，其特征在于：所述电机驱动板为l298n电机驱动板。
技术总结本发明公开了一种应用于浮标充气装置测量的检测设备，包括箱体,箱体一侧开设有检测区域,所述检测区域设有上下料平台,所述上下料平台的底部通过转动机构与箱体固定连接,所述上下料平台上设有用于固定浮标充气装置的待测物夹具,所述检测区域的左右两侧分别配合所述浮标充气装置两侧设有图像采集机构和杠杆顶升机构，所述检测区域的顶部配合所述浮标充气装置的电阻测试点设有电阻测试探针组件，所述检测区域的后部配合所述浮标充气装置设有测距装置，所述转动机构、图像采集机构、杠杆顶升机构、电阻测试探针组件均通过一控制器与PC端上位机配合。PC端上位机配合。PC端上位机配合。
技术研发人员：骆可政 骆瑞君 周展望
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七一五研究所
技术研发日：2022.05.11
技术公布日：2022/7/5
