汽車減振器活塞桿表面瑕疵檢測研究綜述

蘇春陽，孫曉幫，邱亞男，王天利，李國生，邊洪力

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汽車減振器活塞桿表面瑕疵檢測研究綜述

蘇春陽1，孫曉幫1，邱亞男2，王天利1，李國生2，邊洪力2

（1.遼寧工業大學汽車與交通工程學院，遼寧 錦州 121001；2.錦州萬友機械部件有限公司，遼寧 錦州 121000）

文章針對目前讓汽車減振器活塞桿制造商棘手的活塞桿表面瑕疵檢測進行調查和分析，提出了一種更加穩定、節拍更快又節省人力的一種方法，即基于機器視覺與自動化聯合的檢測方法。隨著視覺技術愈發的成熟，解決此問題已不在是難點。未來，作者將針對此問題進行進一步的研究。

活塞桿；表面瑕疵；自動化；機器視覺

引言

目前，全球平均每個家庭的汽車保有量越來越多，且使用者對汽車的舒適性及安全性的要求也在逐步上升。減振器正是影響汽車舒適性以及安全性的關鍵部件，而活塞桿又是減振器內的關鍵部件，因此減振器活塞桿的質量影響著汽車的舒適性及安全性。本文針對活塞桿的外表面質量檢測方法進行闡述，通過分析其優點及不足，提出具有針對性以及創新性的展望。

1 減振器活塞桿表面瑕疵研究現狀及形成原因

1.1 減振器活塞桿表面瑕疵研究現狀

近20年來，國內在活塞桿檢測方面的論文有28篇，而查閱各大文獻庫，并無發現相關的研究。如圖1，為相關文獻在國內各大期刊上的發表數量變化曲線圖，雖然對其研究的數量不多，但近年來的研究數量卻在明顯的增加。經過本人的分析篩選后，發現大部分都是在研究活塞桿內在疲勞強度或對在液壓缸內的位置進行分析，與活塞桿表面瑕疵檢測相關的研究只有2篇。其中楊赟愷、袁建東、張嵐等前輩發表的《活塞桿表面缺陷檢測裝置設計及分析》闡述了基于視覺的活塞桿表面瑕疵檢測機械工裝，并無具體的軟件程序。而魏桂生前輩發表的《活塞桿內壁缺陷檢測的超聲波探頭設計》雖然比較實用，但是此裝置對于細小劃痕的檢測效果并不是很好。

圖1 國內活塞桿檢測近30年文獻發表數量

1.2 減振器活塞桿表面瑕疵種類及形成原因

如圖2，為活塞桿表面瑕疵種類列舉，從圖中可以看出，主要有黑點、麻坑、劃傷、裂紋、壓坑、電鍍缺陷、針孔等瑕疵。其中，電鍍缺陷、點狀坑點、電鍍針孔是由于外表面電鍍不合格產生的，裂紋是由于材料形成的過程中產生的，劃痕、磕碰傷是電鍍完之后由于搬運不當，產生的。

圖2 活塞桿表面瑕疵種類列舉

2 減振器活塞桿表面瑕疵對桿性能的影響及目前檢測方法

2.1 減振器活塞桿表面瑕疵對桿性能的影響

減振器活塞桿工作在減振器的油缸內，并在油缸內頻繁地反復伸縮，反復伸縮時，活塞桿還會與減振器上部的活塞桿導向圈產生摩擦式接觸。因此，對活塞桿的要求很高，在保證活塞桿的應力強度足夠的同時，還要保證活塞桿表面要保證足夠的光滑，毫無瑕疵，因為一旦桿表面有任何瑕疵，在活塞桿與導向圈頻繁摩擦的情況下，瑕疵處將會越摩越大，最后造成活塞桿在減振器內工作不穩定，影響行車舒適性。往更嚴重的情況考慮，如果活塞桿表面瑕疵在越來越大的情況下，駕駛員還對其置之不理，則會引起行車安全性的問題。

2.2 減振器活塞桿表面瑕疵檢測方法介紹

考慮到以上因素，全球各大活塞桿采購方以及制造商均會對活塞桿進行嚴格的檢測，如果購買方發現其供貨方給其提供的產品中有瑕疵品，那么將會對供貨方進行高金額的罰款，因此，活塞桿制造商把活塞桿表面瑕疵檢測予以了足夠的重視。目前活塞桿的表面瑕疵檢測流程如圖3。

從流程圖中來看，電渦流檢測為活塞桿表面瑕疵檢測的第一遍檢測，因為電渦流檢測的局限性，其只能檢測活塞桿表面的粗大瑕疵，因此，電渦流檢測完成后，還需要通過人工檢測進行細檢，但是人眼檢測具有容易疲勞、不穩定、檢測慢等缺點。

3 展望

隨著機器視覺技術迅速的發展，并且機器視覺技術具有穩定、檢測速度快等特點，再與自動化設備相配合，實現自動上下料以及自動標記瑕疵點。那么，活塞桿的檢測將會在檢測質量提高的同時又能節省掉人力，從而讓企業收獲到雙贏的局面。在本人展望中提到的設備具有的優點是：

（1）檢測穩定。

（2）檢測質量可靠。

（3）檢測節拍快。

（4）可自動標記出瑕疵位置。

（5）可節省大量人力。

目前本人正在策劃本設備的方案，并且已將此作為本人碩士畢業課題，在未來的一年里，本人會盡最大可能完成此設備的研制或是能為提高本領域的研究進程做出貢獻。

4 結論

（1）表面帶有瑕疵的活塞桿會影響到行車舒適性及安全性。

（2）目前的活塞桿表面瑕疵的檢測方式有待改進。

（3）通過對視覺與自動化技術的應用，可提高檢測效率。

[1] 楊赟愷,袁建東,張嵐.活塞桿表面缺陷檢測裝置設計及分析[J].科技風,2016(12):13.

[2] 王營營,張學昌,梁濤.基于機器視覺的活塞桿同軸度誤差檢測研究[J].機械科學與技術,2015,34(12):1846-1850.

[3] 魏桂生,齊共金.活塞桿內壁缺陷檢測的超聲波探頭設計[J].無損檢測,2010,32(01):26-27.

Review on Surface Defect Detection of Piston Rod of Automobile Shock Absorber

Su Chunyang1, Sun Xiaobang1, Qiu Yanan2, Wang Tianli1, Li Guosheng2, Bian Hongli2

（1.Automobile & Transportation Engineering College, Liaoning University of Technology, Liaoning Jinzhou 121001; 2.Jinzhou Wanyou Mechanical Parts Co., Ltd, Liaoning Jinzhou 121000）

According to the investigation and analysis of the piston rod surface flaw detection that makes the manufacturer of automobile shock absorber piston rod troublesome at present, this paper puts forward a method that is more stable, faster in beat and saves manpower, that is, a detection method based on the combination of machine vision and automation. With the maturity of visual technology, it is no longer a difficult point to solve this problem. In the future, I will do further research on this issue.

Piston rod; Surface flaw; Automation; Machine vision

B

1671-7988(2019)05-94-02

U467

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1671-7988(2019)05-94-02

U467

蘇春陽，就職于遼寧工業大學。碩士研究生，汽車測試與控制領域。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.05.028