一种模具内壁拐角检测装置及方法

技术领域

本发明属于模具检测技术领域，尤其涉及一种模具内壁拐角检测装置及方法。

背景技术

精密铸造是一种少切削或无切削的铸造工艺，是铸造行业中的一项优异的工艺技术，其应用非常广泛。它不仅适用于各种类型、各种合金的铸造，而且生产出的铸件尺寸精度、表面质量比其它铸造方法要高，甚至其它铸造方法难于铸得的复杂、耐高温、不易于加工的铸件，均可采用熔模精密铸造铸得。因此这种先进的精密铸造工艺在航空、汽车、机床、船舶、内燃机、气轮机、电讯仪器、武器、医疗器械以及刀具等制造工业中被广泛采用。

铸造模具是用来制造熔模的重要工艺装备。对于精密铸造模具，需保证制出的熔模能达到要求的尺寸精度和表面粗糙度。但是实际上，可能由铸造模具质量不佳所造成部分铸件缺陷,如铸模表面存在倒料度、凹凸不平，将导致起模性不好，破坏铸型表面甚至造成砂眼，浇注系统的随意制作或安装导致金属渣流动偏离工艺设计要求，可能造成气孔、缩松等缺陷，等等。因此对于按要求设计并制作出模具后，需要对模具的内表面进行检测，包括表面是否平整、侧壁是要满足垂直度要求。目前的检测方法一般是通过目测或者光学系统检测，另外也有专业平整度测量仪检测。随着技术进一步发展，也有通过图像识别系统信息识别。但是目前的技术方案只能识别模具内表面的平整粗糙度以及表面是否有缺陷。无法对模具内部的缺陷，如气孔等进行准确识别。此外，对于模具内壁拐角位置，由于空间有限，无法对此位置的情况进行精确检测。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种模具内壁拐角检测装置及方法，旨在解决现有检测方法不能检测模具内部情况，特别是内壁拐角位置的技术问题。

本发明采用如下技术方案：

一方面，所述模具内壁拐角检测装置，包括检测主机，所述检测主机底部有行走轮以及横向漏磁检测阵列，所述检测主机底部的内侧通过扭簧转轴连接有抵靠板，所述抵靠板上端向内有上抵靠轮，所述抵靠板内侧还竖直安装有竖向漏磁检测阵列，所述检测主机底部内侧有翼板，所述翼板上有下抵靠轮，所述抵靠板与检测主机连接的转轴位置有与抵靠板联动的角度传感器。

进一步的，所述翼板中间位置朝下设置有辅助漏磁检测器，所述翼板中间位置顶部有弹簧杆，所述弹簧杆向外设置。

进一步的，所述检测主机位于抵靠板底部一侧为坡面。

进一步的，所述行走轮中，至少一个为编码轮。

另一方面，所述模具内壁拐角检测方法，包括下述步骤：

将检测主机的下抵靠轮紧靠模具拐角位置，检测主机的行走轮贴于拐角的第一平面，抵靠板在扭簧作用力下上抵靠轮紧靠拐角的第二平面；

缓慢推动检测主机沿着拐角长度方向移动，编码轮记录行走距离，在移动过程中，横向漏磁检测阵列、竖向漏磁检测阵列以及辅助漏磁检测器获取应力磁信号数据的变化曲线，同时角度传感器记录抵靠板与检测主机的相对角度的变化情况；

根据编码轮记录数据、所述变化曲线以及相对角度变化情况，确认拐角的第一平面和第二平面是否存在缺陷、缺陷的位置以及第一平面和第二平面的相对角度变化是否复合要求。

进一步的，所述横向漏磁检测阵列、竖向漏磁检测阵列均包括多个漏磁检测器，其中横向漏磁检测阵列的漏磁检测器以及辅助漏磁检测器位于同一平面且均记为横向漏磁检测器，竖向漏磁检测阵列的漏磁检测器位于同一平面且均记为竖向漏磁检测器，确认拐角的第一平面和第二平面是否存在缺陷的方式相同，具体过程如下：

对于每个漏磁检测器，输出当前检测到的漏磁数据，将漏磁数据与检测主机当前的编码距离绑定；

记录漏磁数据并监测漏磁数据是否在阈值范围内，当出现超过阈值范围的异常数据时，记录当前编码距离为第一异常点位，继续移动检测主机直至漏磁数据恢复至阈值范围，此时记录当前编码距离为第二异常点位，记录此阶段的漏磁数据，然后反向回退检测主机直至所述第一异常点位，记录此阶段的漏磁数据，接着再次正向推动检测主机直至第二异常点位，记录此阶段的漏磁数据，将三个阶段的漏磁数据按照编码距离进行相应叠加，得到最终异常漏磁数据；

将最终异常漏磁数据通过模型曲线进行比较，判断当前是否为真实缺陷以及缺陷类型，通过第一异常点位和第二异常点位的编码距离记录缺陷位置。

进一步的，确认第一平面和第二平面的相对角度变化是否复合要求的具体过程如下：

在检测主机初始位置时，抵靠板的上抵靠轮紧靠拐角的第二平面，角度传感器记录开始记录角度；

检测主机完成整条拐角行走后，记录整个过程的角度数据；

计算角度数据的平均值，以及角度数据与平均值的最大偏差角度，当角度平均值以及最大偏差角度均在设定范围时，则认定第一平面和第二平面的相对角度变化复合要求。

本发明的有益效果是：本发明装置通过无损检测方式可以检测模具拐角位置的两个平面的缺陷情况，现有无损检测设备无法检测模具拐角位置；而且现有检测设备无法检测两个拐角的两个平面角度是否复合设计要求；通过本装置和方法，能够对拐角的平面和角度准确识别，使得模具检测更为全面。

附图说明

图1是本发明实施例提供的模具内壁拐角检测装置的结构图；

图2是本发明实施例提供的模具内壁拐角检测方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1示出了本发明实施例提供的模具内壁拐角检测装置的结构，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

如图1所示，本实施例提供的模具内壁拐角检测装置，包括检测主机1，所述检测主机1底部有行走轮2以及横向漏磁检测阵列3，所述检测主机底部的内侧通过扭簧转轴连接有抵靠板4，所述抵靠板4上端向内有上抵靠轮5，所述抵靠板4内侧还竖直安装有竖向漏磁检测阵列11，所述检测主机1底部内侧有翼板6，所述翼板6上有下抵靠轮7，所述抵靠板4与检测主机1连接的转轴位置有与抵靠板联动的角度传感器8。

本装置使用时，将检测主机紧靠模具的拐角位置，然后沿着长度方向推进检测主机，此过程中，抵靠板的上抵靠轮始终接触至拐角的另一平面。通过角度传感器距离拐角的两个平面的角度变化。此结构，可适应各种角度的拐角，包括锐角、直角和钝角。特别的，本结构的检测主机一侧还有外凸的翼板，翼板厚度较薄，使得即便是锐角情况下，下抵靠轮依然能够紧靠拐角。而且所述检测主机1位于抵靠板底部一侧为坡面，为抵靠板转动提供避让空间。

图示中，翼板6中间位置朝下设置有辅助漏磁检测器9。所述横向漏磁检测阵列、竖向漏磁检测阵列均包括多个漏磁检测器，其中横向漏磁检测阵列的漏磁检测器以及辅助漏磁检测器位于同一平面且均记为横向漏磁检测器，竖向漏磁检测阵列的漏磁检测器位于同一平面且均记为竖向漏磁检测器。所有的漏磁检测器均可以检测模具的漏磁数据。漏磁检测器有励磁部分和采集部分。励磁部分对模具磁化，采集部分采集磁场漏磁数据。本结构设置了辅助漏磁检测器，可以扩大检测范围。

作为一种优选结构，所述翼板6中间位置顶部有弹簧杆10，所述弹簧杆10向外设置，弹簧杆末端有滚珠。弹簧杆提供弹力，使得操作员能够尽量用量向内抵触检测主机，保证检测主机不偏离拐角。

基于上述装置，本实施例还提供了一种模具内壁拐角检测方法，如图2所示，包括下述步骤：

步骤S1、将检测主机的下抵靠轮紧靠模具拐角位置，检测主机的行走轮贴于拐角的第一平面，抵靠板在扭簧作用力下上抵靠轮紧靠拐角的第二平面。

拐角形成一定角度，具有两个平面。现实中，模具的拐角也并非均是90度，也有锐角或者钝角的模具。检测主机位于第一平面，上抵靠轮紧靠拐角的第二平面。

步骤S2、缓慢推动检测主机沿着拐角长度方向移动，编码轮记录行走距离，在移动过程中，横向漏磁检测阵列、竖向漏磁检测阵列以及辅助漏磁检测器获取应力磁信号数据的变化曲线，同时角度传感器记录抵靠板与检测主机的相对角度的变化情况。

推动检测主机沿着拐角长度方向移动过程中，保持上抵靠轮和下抵靠轮紧密抵靠。漏磁检测器能够获取检测过程中的应力磁信号数据变化。两个方向的漏磁检测器可以同时检测两个平面的漏磁数据，所述行走轮中，至少一个为编码轮，编码轮可以输出当前检测主机的位置信息。

角度传感器可以记录检测主机和抵靠板的相对角度。在检测主机移动过程中，如果拐角的两个平面角度出现变化，角度传感器能够输出相应的角度数据。

步骤S3、根据编码轮记录数据、所述变化曲线以及相对角度变化情况，确认拐角的第一平面和第二平面是否存在缺陷、缺陷的位置以及第一平面和第二平面的相对角度变化是否复合要求。

确认第一平面和第二平面是否存在缺陷，两个平面缺陷检测方式相同。具体过程如下：

S301、对于每个漏磁检测器，输出当前检测到的漏磁数据，将漏磁数据与检测主机当前的编码距离绑定；

S302、记录漏磁数据并监测漏磁数据是否在阈值范围内，当出现超过阈值范围的异常数据时，记录当前编码距离为第一异常点位，继续移动检测主机直至漏磁数据恢复至阈值范围，此时记录当前编码距离为第二异常点位，记录此阶段的漏磁数据，然后反向回退检测主机直至所述第一异常点位，记录此阶段的漏磁数据，接着再次正向推动检测主机直至第二异常点位，记录此阶段的漏磁数据，将三个阶段的漏磁数据按照编码距离进行相应叠加，得到最终异常漏磁数据；

S303、将最终异常漏磁数据通过模型曲线进行比较，判断当前是否为真实缺陷以及缺陷类型，通过第一异常点位和第二异常点位的编码距离记录缺陷位置。

本方式中，记录可能存在缺陷位置的起始点和终止点，即第一异常点位和第二异常点位。当发现可能异常后，通过往复移动，分三阶段获取漏磁数据，并按照编码距离进行叠加，形成放大效果，有利于提高检测准确度，以及避免单次检测出现误差和错误。编码轮前进和后退，编码距离相应增减。因此即便是往复移动，也不会出现距离错误。

在经过三次叠加放大后，不同类型的缺陷有相应的模型曲线特性，通过对比可以知晓缺陷类型，且幅值反应了缺陷的大小。另外，如果第一个阶段出现误差，比如意外噪音干扰，后两个阶段均是正常数据，通过叠加后，可排除为干扰，非真实缺陷。

另外，确认第一平面和第二平面的相对角度变化是否复合要求的具体过程如下：

S311、在检测主机初始位置时，抵靠板的上抵靠轮紧靠拐角的第二平面，角度传感器记录开始记录角度；

S312、检测主机完成整条拐角行走后，记录整个过程的角度数据；

S313、计算角度数据的平均值，以及角度数据与平均值的最大偏差角度，当角度平均值以及最大偏差角度均在设定范围时，则认定第一平面和第二平面的相对角度变化复合要求。

本过程中，比如当前要求的拐角角度为90度，一方面通过计算出角度的平均值在90度的设定误差范围内，另一方面，检测的最大角度与平均值的角度差也在设定的误差范围内，只有这两方面均满足要求，蔡认定两个平面的角度是符合要求的。

最后，也可以进一步调换检测主机和抵靠板的方向，使得检测主机在第二平面移动，抵靠板的上抵靠轮紧贴第一平面，通过两次检测可进一步确认缺陷检测是否正确。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。