工業原材料幾何參數自動檢測系統的製作方法

2023-04-29 19:57:26

專利名稱：工業原材料幾何參數自動檢測系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自動檢測系統，尤其涉及一種工業原材料幾何參數自動檢測系統。
背景技術：
角鋼、圓鋼等工業原材料被廣泛用於各種工業結構和工程結構，如輸電塔、起重運輸機械、橋梁、船舶、反應塔等。而這些工業原材料的幾何參數是判斷原材料是否合格的主要參數，在某些工程結構中，如各種電壓等級的輸電線路鐵塔、廣播電視塔、微波通信鐵塔、 變電站構支架對相關工業結構和工程結構的現場順利拼接及結構的性能都有較大的影響。 為了保證各種工業結構和工程結構現場拼接的順利進行，需要對這些工業原材料的幾何參數進行嚴格控制與精密檢測。其中，角鋼原材料的幾何參數(如附圖1所示，2個寬度dl、d2， 2個厚度d3、d4，共4個值/斷面)檢測的精度要求較高，根據國家相關標準，實際參數值與設計值比較誤差應在0. 4mm之內，否則角鋼原材料視為不合格。圓鋼原材料的幾何參數是外圓的半徑，該檢測的精度要求較高，參數值與設計值比較誤差應在0. 4mm之內(即誤差允許範圍為士0. 4mm)，否則圓鋼原材料視為不合格。目前，國內外還沒有合適的工業原材料幾何參數精密自動檢測系統。國內目前的傳統做法是對原材料的幾何參數不進行精密檢測，直接在原材料生產地按相關結構設計要求進行拼接，如果原材料不滿足要求立即現場更換，結構拼接無誤後將原材料拆卸，然後再運往需求地進行現場拼接。傳統做法技術落後，效率低下，人力、物力嚴重浪費，同時工業原材料幾何參數的誤差沒有得到科學的控制與檢測，因此各種結構的性能與質量無科學保證。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題在於克服現有技術所存在的效率低下、質量難以保證的不足，提供一種工業原材料幾何參數自動檢測系統，該系統能夠實現工業原材料幾何參數現場高精度、快速獲取，並將參數值與設計值進行比較，根據比較結果將合格/不合格原材料分離開，從而實現工業原材料幾何參數精密檢測及各種結構的性能與質量控制。本實用新型具體採用以下技術方案一種工業原材料幾何參數自動檢測系統，包括上料分解系統、自動傳送系統、尺寸測量系統、下料分撥系統、測量檢測控制系統；所述測量檢測控制系統包括計算機控制系統、計算機測量檢測系統；所述上料分解系統由皮帶傳送機構成，用於將工業原材料逐個分離，並將分離後的工業原材料逐個送入自動傳送系統；所述自動傳送系統，由皮帶傳送機構成，其作用是將工業原材料逐個傳送至掃描系統；所述尺寸測量系統包括設置於自動傳送系統兩邊的尺寸測量儀器與機械手臂；所述下料分撥系統包括分揀輸送機，分揀輸送機有兩個出口 合格原材料出口、不合格原材料出口。上述技術方案中，所述尺寸測量儀器可以使用現有的各類測量儀器，例如X射線尺寸測量儀、基於CCD圖像的尺寸測量儀等，只要測量精度能夠達到要求即可，優選地，所述尺寸測量儀器為三維雷射掃描儀。進一步地，所述三維雷射掃描儀為兩臺，相對設置在所述自動傳送系統兩邊。本實用新型能夠實現角鋼、圓鋼等工業原材料幾何參數現場高精度、快速獲取，並將參數值與設計值進行比較，根據比較結果將合格/不合格原材料分離開，從而實現工業原材料幾何參數精密在線檢測及各種結構的性能與質量控制。本實用新型自動化程度高， 測量精度高，能節省大量的人力、物力，適用於工業上高速在線檢測。

圖1為角鋼原材料幾何參數示意圖；圖2為本實用新型的結構示意圖，圖中，1為上料分解系統，2為傳送系統，3為三維雷射掃描儀，4為掃描系統，5為下料分撥系統，6為合格原材料出口，7為不合格原材料出口，8為測量檢測控制平臺，9為機械手臂，18為工業原材料，19為傳送帶，20為輸送平臺，21 為掃描平臺，22為分揀輸送機；圖3為本實用新型的掃描系統原理示意圖，其中圖(a)為角鋼原材料的一個掃描狀態，圖(b)為角鋼原材料旋轉180°後的掃描狀態，圖中3為三維雷射掃描儀，9為機械手臂，18為角鋼原材料；圖4為本實用新型的控制結構示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本發明的技術方案進行詳細說明本實用新型的工業原材料幾何參數自動檢測系統，如附圖2所示，包括上料分解系統1、自動傳送系統2、掃描系統4、下料分撥系統5、測量檢測控制系統8 ；上料分解系統 1由皮帶傳送機構成，通過計算機系統控制將工業原材料逐個分離，並將分離後的工業原材料18逐個送入自動傳送系統2的傳送帶19上；自動傳送系統2包含傳送帶19和輸送平臺 20 ；傳送帶19分為兩段，中間有一掃描平臺21，掃描平臺21沿傳送帶走向的兩側分別設置有三維雷射掃描儀3與機械手臂9，掃描平臺21、三維雷射掃描儀3、機械手臂9 一起構成本具體實施方式
的掃描系統4，三維雷射掃描儀3的鏡頭與傳送帶19基本垂直，機械手臂9 可通過計算機系統控制，將傳送帶19傳送至掃描平臺21的工業原材料抓起，並在計算機系統控制下實現工業原材料180°旋轉；三維雷射掃描儀3對工業原材料進行360°掃描，附圖3顯示了掃描系統的原理，其中圖(a)為角鋼原材料的一個掃描狀態，圖(b)為角鋼原材料旋轉180°後的掃描狀態，掃描獲得的高精度點雲數據自動傳輸入測量檢測系統8。下料分撥系統5包括分揀輸送機22，分揀輸送機22有兩個出口 合格原材料出口 6和不合格原材料出口 7，可在計算機控制系統的控制下自動將合格原材料與不合格原材料分離，合格原材料進入下一道工序，不合格材料檢出進行進一步處理。測量檢測控制系統8由計算機控制系統、計算機測量檢測系統組成；計算機控制系統，對整個檢測系統進行協調控制；計算機測量檢測系統包括數據接收模塊、三維建模模塊和幾何參數檢測模塊，接收點雲數據，並進行建模，將模型與設計數據進行比較，根據比較結果判斷原材料是否合格，並將檢測信息傳入計算機控制系統，整個控制結構如附圖4所示。[0016]本實用新型的工業原材料幾何參數自動檢測系統可以對角鋼、圓鋼等工業原材料的幾何尺寸進行自動在線檢測，其中，角鋼的幾何參數為角鋼的2個寬度dl、d2，以及2個厚度d3、d4(如圖1所示)；圓鋼的幾何參數為圓鋼的外徑；該系統的工作過程包括步驟1、工業原材料18在上料分解系統1被逐個分離，並被逐個送入自動傳送系統 2 ；步驟2、自動傳送系統2將工業原材料18送至掃描系統21 ；機械手臂9在測量檢測控制系統8的控制下拿起待檢測的工業原材料18並進行180°旋轉，三維雷射掃描儀3 對工業原材料18進行360°掃描；步驟3、掃描系統21獲得的工業原材料18的點雲數據傳入測量檢測控制系統8 ；步驟4、測量檢測控制系統8的計算機檢測系統(三維建模模塊)利用角鋼原材料點雲數據建立工業原材料的三維模型，並獲取工業原材料模型的幾何參數；根據工業原材料的三維模型獲得原材料的幾何參數值並與幾何參數的設計值進行比對，得到工業原材料各個幾何參數的誤差值；誤差值超出誤差允許範圍即視為不合格，以此判斷工業原材料是否合格；步驟5、工業原材料是否合格信息傳送給測量檢測控制系統8的計算機控制系統 (模塊)；測量檢測控制系統8將工業原材料是否合格信息傳送給下料分撥系統5 ；步驟6、下料分撥系統5的分揀輸送機22根據工業原材料是否合格信息將工業原材料進行分撥，合格原材料進入合格原材料出口 6，不合格原材料進入不合格原材料出口 7。上述實施例中，僅使用了一臺三維雷射掃描儀，機械手臂需要將原材料進行180° 旋轉從而獲得完整的數據，這個過程需要佔用一定時間，一定程度上降低了系統的在線檢測效率，為解決這個問題，可採用兩臺相對設置在自動傳送系統兩邊的三維雷射掃描儀同時對原材料進行掃描檢測，從而在檢測精度不變的情況下可節省將原材料旋轉耗費的時間，提高了整個系統的檢測效率。
權利要求1.一種工業原材料幾何參數自動檢測系統，其特徵在於，包括上料分解系統、自動傳送系統、尺寸測量系統、下料分撥系統、測量檢測控制系統；所述測量檢測控制系統包括計算機控制系統、計算機測量檢測系統；所述上料分解系統由皮帶傳送機構成，用於將工業原材料逐個分離，並將分離後的工業原材料逐個送入自動傳送系統；所述自動傳送系統，由皮帶傳送機構成，其作用是將工業原材料逐個傳送至掃描系統；所述尺寸測量系統包括設置於自動傳送系統兩邊的尺寸測量儀器與機械手臂；所述下料分撥系統包括分揀輸送機，分揀輸送機有兩個出口 合格原材料出口、不合格原材料出口。
2.如權利要求1所述工業原材料幾何參數自動檢測系統，其特徵在於，所述尺寸測量儀器為三維雷射掃描儀。
3.如權利要求2所述所述工業原材料幾何參數自動檢測系統，其特徵在於，所述三維雷射掃描儀為兩臺，相對設置在所述自動傳送系統兩邊。
4.如權利要求1-3任一項所述工業原材料幾何參數自動檢測系統，其特徵在於，所述工業原材料為角鋼，所述幾何參數為角鋼的2個寬度dl、d2，以及2個厚度d3、d4。
5.如權利要求1-3任一項所述工業原材料幾何參數自動檢測系統，其特徵在於，所述工業原材料為圓鋼，所述幾何參數為圓鋼的外徑。
專利摘要本實用新型公開了一種工業原材料幾何參數自動檢測系統。該自動檢測系統包括上料分解系統、自動傳送系統、掃描系統、下料分撥系統、測量檢測控制系統；測量檢測控制系統包括計算機控制系統、計算機測量檢測系統；上料分解系統由皮帶傳送機構成，用於將工業原材料逐個分離，並逐個送入自動傳送系統；自動傳送系統由皮帶傳送機構成，將工業原材料逐個傳送至掃描系統；掃描系統包括設置於自動傳送系統兩邊的三維雷射掃描儀與機械手臂，三維雷射掃描儀的鏡頭與傳送皮帶基本垂直；下料分撥系統包括分揀輸送機，分揀輸送機有兩個出口合格原材料出口、不合格原材料出口。本實用新型自動化程度高，測量精度高，適用於工業上高速在線檢測。
文檔編號G01B11/10GK202101647SQ20112017622
公開日2012年1月4日 申請日期2011年5月30日 優先權日2011年5月30日
發明者孫景領, 張冠今, 王新志, 薛豐昌, 趙顯富 申請人:南京信息工程大學