專利名稱：剎車片質量自動檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種無損檢測剎車片質量的裝置，尤其是涉及一種剎車片質量自動檢測裝置。
背景技術：
汽車上的最重要安全系統就是制動系統，所有的制動部件都是安全件。汽車的制動主要利用了制動剎車片與剎車盤相互緊壓產生的摩擦力形成的摩擦對偶，產生制動力矩，并將汽車的動能轉化成熱能，此時制動時剎車片和剎車盤
的溫度會上升300 400度。因此在應用中對剎車片的使用性能要求極高。質量有缺陷的剎車片使用中隨時可能導致制動系統崩潰而釀造車禍。在剎車片制造完成后需要將每塊剎車片進行質量檢測，保證"零缺陷"。
剎車片的缺陷主要來源于制造過程中。剎車片的制造是將多種纖維配方均勻混合而成的混合物在高溫高壓下進行擠壓成型。但是由于在混合配料的過程中不均勻配料或者混合不徹底等因素導致擠壓出來的剎車片可能存在著質地不均勻或者內部有空洞的缺陷。這些缺陷在質檢過程中必須要檢測出來。
目前大部分剎車片制造廠采用著簡單的用錘敲擊靠人耳聽聲音來判斷剎車片質量的好壞。剎車片內部有空洞或者材質不均勻處敲擊后發出的聲音與合格產品相同位置被敲擊發出的聲音不一樣。這種檢測方法簡單，但需要經驗極其豐富的工人來聽聲音判斷，人力資源消耗較大。工人往往隨機敲擊兩三下，就靠這聲音來判斷剎車片是否有缺陷，敲擊力度跟敲擊位置都不能很好的控制，因此這樣并不能準確的獲取到有缺陷的信息。并且長時間檢測下來人由于疲勞會導致聽力能力下降或產生幻聽從而嚴重影響到判斷結果。所以這種人工檢測的方法不僅要消耗大量的人力而且不能準確的判斷出結果。
有人提出采用超聲波掃描的方法來判斷是否有缺陷。剎車片的形狀是弧形的，所以必須釆用超聲曲面掃描，掃描面積需要覆蓋上整塊剎車片的面積，掃描過程比較復雜而且超聲曲面掃描成本很大。并且在剎車片上本身有一些圓孔，掃描時也會將這些孔包含進去，這些孔的存在將會使處理掃描結構更加復雜。掃描一塊剎車片耗時很多，而剎車片的質量檢驗又是全檢。這樣將會造成檢測效率很低但成本很高。發明內容本發明提供一種剎車片質量自動檢測裝置，通過再多個固定位置對剎車片 進行敲擊并采集聲波信號，并對信號進行分析而實現無損檢測。 本發明采用的技術方案是
本發明在隔音箱內設置鋼制架子，鋼制架子安放在傳送帶上方，傳送帶寬 度小于剎車片的寬度，導軌沿著傳送帶方向固定在鋼制架子的兩側，兩根導軌 上分別對稱布置有三個敲擊裝置，每個敲擊裝置能在滑塊自由移動并固定，第 一對對射式光電開關的接收端跟發射端分別固定在傳送帶兩邊，使得運送到敲 擊裝置中的敲擊小錘下方的剎車片能擋住對射式光電開關發射端發出的的光 線，托板水平放置并固定在剎車片上托氣缸的伸縮軸上，將剎車片上托氣缸以 及托板放置在傳送帶下方，托板沿傳送帶運動的兩側分別安裝支撐棒，且兩側 的支撐棒寬度大于傳送帶的寬度，第二對對射式光電開關置于第一對對射式光 電開關的正上方，使得當剎車片被托到敲擊位置時能恰好擋住第二對對射式光 電開關的光線，剎車片篩選模塊是由一個用于剔除的氣缸、第三對對射式光電 開關以及一個V字形抓手組成；V字形抓手固定在用于剔除的氣缸伸縮軸末端， 第三對對射式光電開關平放于傳送帶兩側，第三對對射式光電開關的位置在用 于剔除的氣缸沿著傳送帶傳送的方向后端位置，使得當傳送來的剎車片恰好擋 住第三對對射式光電開關的光路時，用于剔除的氣缸的伸長臂的伸長能夠推開 剎車片，拾音器放置在敲擊裝置的上方，通過引線經隔音箱外的聲音采集卡和 計算機連接。
所述托板沿傳送帶運動的兩側開有多個螺紋孔，支撐棒能分別與多個螺紋 孔相配，托起不同規格的剎車片。
所述敲擊裝置包括敲擊小錘、銜鐵和一邊長一邊短的U形彈性臂，敲擊小 錘安裝在U形彈性臂長邊內側面，銜鐵安裝在U形彈性臂的圓弧端內側面，U 形彈性臂短邊固定在滑塊上。
本發明的有益效果是
在敲擊剎車片后的敲擊聲音反映出了剎車片對敲擊錘的頻響，質量有缺陷 的剎車片對小錘敲擊的頻響與質量合格的剎車片對小錘敲擊的頻響有所區別。 通過采集其聲音信號，對信號進行快速傅立葉變換，小波變換以及譜分析后， 可以鑒別出剎車片質量好壞。這種方法簡單快捷，成本較低，可擴展性較好， 需要增加待檢剎車片型號時，只需要在檢測前"學習"一下并將數據儲存起來即 可。本發明可以用來檢測剎車片的質量，其優點在于可以快速、自動、準確的 篩選出質量有缺陷的剎車片，節省了大量的人力物力，也避免了人工檢測的誤檢現象。本發明還可以用來檢測其他工件的質量。
圖1是剎車片質量自動檢測裝置的整體結構原理圖。
圖2是剎車片質量自動檢測裝置中剎車片上托裝置結構原理圖。 圖3是剎車片質量自動檢測裝置中敲擊裝置的結構原理圖。 圖中1、剎車片，2、傳送帶，3、鋼制架子，4、導軌，5、滑塊，6、 U 形彈性臂，7、銜鐵，8、敲擊小錘，9、第一對對射式光電開關，10、第二對對 射式光電開關，11、 V字形抓手，12、第三對對射式光電開關，13、用于剔除 的氣缸，14、隔音箱，15、支撐棒，16、托板，17、剎車片上托氣缸，18、拾 音器，19、聲音采集卡，20、計算機。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。
本發明的原理是
剎車片傳送機構傳送待檢剎車片，在傳送模塊的中間位置固定一個隔音箱， 傳送機構傳送待檢剎車片穿過隔音箱，隔音箱中多點式自動敲擊模塊對傳送過 來的剎車片多個位置點進行敲擊，隔音箱內放置用于采集敲擊聲音信號的拾音 器，拾音器由微控制器控制分別采集每一次敲擊的聲音并將聲音信號傳送給計 算機，由計算機處理數據并經過分析判斷工件是否有缺陷。傳送機構的末端水 平放置剎車片篩選模塊用于剔除質量有缺陷的剎車片。
通過敲擊工件獲得的聲音其實反映出工件對小錘敲擊的頻響。當剎車片有 缺陷比如質地不均勻或者中間有空洞時，敲擊有缺陷的區域發出的聲音信號中 會明顯的混入一個低頻的信號或者其他一些頻率的參雜信號。這也是本發明的 主要判斷依據。本發明將會在工作前錄入各種型號的已經判斷為合格的剎車片 樣品敲擊的聲音，并且每塊樣品選擇最容易出現缺陷并且能覆蓋整個剎車片的 多個位置分別敲擊切分別錄入聲音，將這些聲音編號存入在計算機內存中。在 檢測時，輸入待檢剎車片的型號后將獲自動調出該型號的剎車片樣品的敲擊聲 音信息等待對比。對于敲擊的位置，每種型號的敲擊位置都是已經固定的不容 改變。工作前需要嚴格按照一定的位置布置敲擊錘，工作過程中不能隨便改變。
剎車片傳送機構主要由較窄的傳送帶組成。剎車片平放在上面，由傳送帶 送到后面部分進行聲音錄入。因為剎車片在敲擊的時候不能直接放在傳送帶上 敲擊，這樣采集到的聲音信號會混入傳送到機構的頻響給判斷造成一定影響， 所以在進行敲擊時必須用支撐機構將剎車片從傳送帶上支撐上去，所以需要用到窄傳送帶，這樣支撐棒可以從傳送帶兩側將剎車片上托起來。
多點式自動敲擊模塊安放在隔音箱內，由隔音箱，鋼制架子，導軌，滑塊，
u形彈性臂，銜鐵，敲擊小錘，對射式光電開關，剎車片上托氣缸，托板，支
撐棒組成。經過統計分析，易出現缺陷的位置在剎車片靠兩邊的地方。
本發明選擇了多個敲擊位置進行依次的敲擊，通過分析這些易出現缺陷位 置的敲擊聲音來判別剎車片是否有缺陷。由于需要檢測的剎車片尺寸各不相同，
所以需要敲擊的位置也都不相同，這里敲擊小錘固定在u形彈姓臂上的，u形 彈性臂內側安裝上銜鐵，這樣可以通過使銜鐵上線圈的兩級通斷電來使u形彈 性臂發生形變，實現敲擊過程。而u形彈簧臂是通過螺釘固定在滑塊上的，通
過調節滑塊在導軌上的距離來調節敲擊點的位置。在工作時，對于同一個型號 的剎車片滑塊的位置調節好后就不容再改變。當對射式光電開關發射端的光路 被傳送帶傳送過來的剎車片擋住時，此時剎車片下方的剎車片上托氣缸將會自 動伸長，托板上豎立的四根支撐棒將剎車片穩穩的托起上升到敲擊小錘可以敲 擊到的位置。四根支撐棒是通過一端的螺紋與托板上的螺孔連接起來的，在托 板上的不同位置有相同大小的螺紋孔，可以方便調整支撐棒的位置，這樣可以 托起不同尺寸的剎車片而保證剎車片能被穩定托起。當工作時，支撐棒位置調 整好了后在待檢剎車片型號改變前其位置不容更改。支撐棒支撐端采用橡膠或 者毛氈材料，因為敲擊時需要將摩擦片懸空，若支撐棒金屬材質直接與剎車片 剛性接觸，敲擊的聲音將混入支撐棒以及托板的頻響，用毛氈或者橡膠材質不 僅可以增加接出的靜摩擦力而且可以減少反應剎車片頻響的雜音成分。
聲音采集處理模塊由拾音器，聲音采集卡，計算機組成，拾音器安裝在隔 音箱中，用來采集敲擊聲音信號，聲音采集卡配合拾音器將聲音信號轉換為計 算機識別的數字信號，并將信號存儲起來然后計算機對信號進行處理分析。
剎車片篩選模塊由一個氣缸和一個v字形抓手組成。控制氣缸伸縮可以將
剎車片從傳送帶上剔除出去。
本發明的具體結構是
如圖1所示，在隔音箱14內設置鋼制架子3，鋼制架子3安放在傳送帶2 上方，傳送帶2寬度小于剎車片1的寬度，導軌4沿著傳送帶2方向固定在鋼 制架子3的兩側，兩根導軌4上分別對稱布置有三個敲擊裝置，每個敲擊裝置 能在滑塊5自由移動并固定，第一對對射式光電開關9的接收端跟發射端分別 固定在傳送帶2兩邊，使得運送到敲擊裝置中的敲擊小錘8下方的剎車片1能 擋住對射式光電開關9發射端發出的的光線，托板16水平放置并固定在剎車片上托氣缸17的伸縮軸上，將剎車片上托氣缸17以及托板16放置在傳送帶2下 方，托板16沿傳送帶2運動的兩側分別安裝支撐棒15，且兩側的支撐棒15寬 度大于傳送帶2的寬度，第二對對射式光電開關10置于第一對對射式光電開關 9的正上方，使得當剎車片1被托到敲擊位置時能恰好擋住第二對對射式光電開 關10的光線，剎車片篩選模塊是由一個用于剔除的氣缸13、第三對對射式光電 開關12以及一個V字形抓手11組成;V字形抓手11固定在用于剔除的氣缸13 伸縮軸末端，第三對對射式光電開關12平放于傳送帶2兩側，第三對對射式光 電開關12的位置在用于剔除的氣缸13沿著傳送帶傳送的方向后端約10cm的位 置，使得當傳送來的剎車片恰好擋住第三對對射式光電開關12的光路時，用于 剔除的氣缸13的伸長臂的伸長能夠推開剎車片1，拾音器18放置在敲擊裝置的 上方，通過引線經隔音箱14外的聲音采集卡19和計算機20連接。
如圖2所示，所述托板16沿傳送帶2運動的兩側開有多個螺紋孔，支撐棒 15能分別與多個螺紋孔相配，托起不同規格的剎車片1。
如圖2所示，剎車片上托裝置由支撐棒15，托板16，剎車片上托氣缸17 組成，托板16上豎立的四根支撐棒15將剎車片1穩穩的托起上升到敲擊小錘8 可以敲擊到的位置。四根支撐棒15是通過一端的螺紋與托板16上的螺孔連接 起來的，在托板16上的不同位置有相同大小的螺紋孔，可以方便調整支撐棒的 位置，這樣可以托起不同尺寸的剎車片而保證剎車片能被穩定托起。當工作時， 支撐棒15位置調整好了后，在待檢剎車片1型號改變前其位置不容更改。支撐 棒15支撐端采用橡膠或者毛氈材料，因為敲擊時需要將摩擦片懸空，若支撐棒 金屬材質直接與剎車片剛性接觸，敲擊的聲音將混入支撐棒以及托板的頻響， 用毛氈或者橡膠材質不僅可以增加接出的靜摩擦力而且可以減少反應剎車片頻 響的雜音成分。
如圖3所示，所述敲擊裝置包括敲擊小錘8、銜鐵7和一邊長一邊短的U 形彈性臂6，敲擊小錘8安裝在U形彈性臂6長邊內側面，銜鐵7安裝在U形 彈性臂6的圓弧端內側面，U形彈性臂6短邊固定在滑塊5上。
本發明的整個工作過程為
如圖1所示，剎車片1平放在傳送帶2上面，由傳送帶2傳送到隔音箱14 進行聲音錄入。隔音箱14采用夾層結構，里面填入吸音棉，保證隔音箱內盡量 少混入雜音。隔音箱14側面開方口，使得傳送帶2與剎車片1能夠從中通過。 當剎車片1傳送進入隔音箱14并恰好遮擋住了第一對對射式光電開關9的光路， 此時系統得知剎車片1已傳送至敲擊機構的正下方，剎車片上托氣缸17伸長，托板16上豎立的支撐棒15將剎車片1支撐起來，直到能夠被銜鐵7吸附后的U 形彈性臂6長端固定的敲擊小錘8敲到的位置，這時恰好擋住了第二對對射式 光電開關10的光路，系統獲得第二對對射式光電開關10的斷路信號后，開始 依次對6個敲擊裝置的銜鐵進行通斷電，實現六個敲擊小錘8依次敲擊的過程。 同時，拾音器18分別采集到這六個聲音信號，并由聲音采集卡19將聲音信號 轉換為數字信號傳送至計算機20。計算機在工作前事先錄入合格產品相同位置 的敲擊聲音信號。在工作過程中，計算機20處理采集的待測剎車片的敲擊信號， 提取波形特征值，然后調用事先儲存在計算機中的同型號的質量合格的剎車片 的敲擊波形特征進行比對，根據一定的閾值范圍來判斷待檢剎車片是否合格， 并儲存結果。敲擊采音完畢后，剎車片上托氣缸17回程，將剎車片l放回傳送 帶2上，傳送帶2繼續運行，當運行到恰好遮住第三對對射式光電開關12的光 路時，傳送帶2根據計算機的判斷結果來決定是否停止繼續運行。若計算機判 定該剎車片質量不合格，則傳送帶2停止運行，同時用于剔除的氣缸13伸長， 氣缸臂前部的V字形抓手將剎車片1推出傳送帶2，之后，用于剔除的氣缸13 回程，傳送帶2繼續運行；若判斷剎車片l是合格品，則傳送帶2不停止，將 剎車片1運輸到后面的成品箱中。
權利要求
1、一種剎車片質量自動檢測裝置，其特征在于在隔音箱(14)內設置鋼制架子(3)，鋼制架子(3)安放在傳送帶(2)上方，傳送帶(2)寬度小于剎車片(1)的寬度，導軌(4)沿著傳送帶(2)方向固定在鋼制架子(3)的兩側，兩根導軌(4)上分別對稱布置有三個敲擊裝置，每個敲擊裝置能在滑塊(5)自由移動并固定，第一對對射式光電開關(9)的接收端跟發射端分別固定在傳送帶(2)兩邊，使得運送到敲擊裝置中的敲擊小錘(8)下方的剎車片(1)能擋住對射式光電開關(9)發射端發出的的光線，托板(16)水平放置并固定在剎車片上托氣缸(17)的伸縮軸上，將剎車片上托氣缸(17)以及托板(16)放置在傳送帶(2)下方，托板(16)沿傳送帶(2)運動的兩側分別安裝支撐棒(15)，且兩側的支撐棒(15)寬度大于傳送帶(2)的寬度，第二對對射式光電開關(10)置于第一對對射式光電開關(9)的正上方，使得當剎車片(1)被托到敲擊位置時能恰好擋住第二對對射式光電開關(10)的光線，剎車片篩選模塊是由一個用于剔除的氣缸(13)、第三對對射式光電開關(12)以及一個V字形抓手(11)組成；V字形抓手(11)固定在用于剔除的氣缸(13)伸縮軸末端，第三對對射式光電開關(12)平放于傳送帶(2)兩側，第三對對射式光電開關(12)的位置在用于剔除的氣缸(13)沿著傳送帶傳送的方向后端位置，使得當傳送來的剎車片恰好擋住第三對對射式光電開關(12)的光路時，用于剔除的氣缸(13)的伸長臂的伸長能夠推開剎車片(1)，拾音器(18)放置在敲擊裝置的上方，通過引線經隔音箱(14)外的聲音采集卡(19)和計算機(20)連接。
2、 根據權利要求l所述的一種剎車片質量自動檢測裝置，其特征在于所 述托板(16)沿傳送帶(2)運動的兩側開有多個螺紋 L支撐棒(15)能分別與多個螺 紋孔相配，托起不同規格的剎車片(l)。
3、 根據權利要求l所述的一種剎車片質量自動檢測裝置，其特征在于所 述敲擊裝置包括敲擊小錘(8)、銜鐵(7)和一邊長一邊短的U形彈性臂(6)，敲擊小 錘(8)安裝在U形彈性臂(6)長邊內側面，銜鐵(7)安裝在U形彈性臂(6)的圓弧端 內側面，U形彈性臂(6)短邊固定在滑塊(5)上。
全文摘要
本發明公開了一種剎車片質量自動檢測裝置。包括剎車片傳送機構、多點式自動敲擊模塊、聲音采集處理模塊和剎車片篩選模塊。剎車片傳送模塊采用窄帶傳送帶將剎車片傳輸到后面的采音以及篩選部分。剎車片上托裝置將運輸到敲擊位置的剎車片向上托起到敲擊錘下方并且能夠恰好被敲擊錘敲到，多點式自動敲擊錘自動依次進行多個位置點的敲擊并由聲音采集處理模塊的拾音器采集到聲音信號進入到計算機中處理從而判斷剎車片好壞，最后根據處理結果由篩選模塊來對質量有缺陷的剎車片進行剔除。本發明可以快速、自動、準確的篩選出質量有缺陷的剎車片，節省了大量的人力物力，也避免了人工檢測的誤檢現象。本發明還可以用來檢測其他工件的質量。
文檔編號G01N29/04GK101592631SQ20091010038
公開日2009年12月2日 申請日期2009年7月10日 優先權日2009年7月10日
發明者呂存養, 豪 周, 周冠雄, 婁軍強, 楊德亮, 許俊龍, 陳波揚, 魏燕定 申請人:浙江大學