流水線傳動鏈檢測裝置的製作方法

2023-04-30 18:48:41

專利名稱：流水線傳動鏈檢測裝置的製作方法
技術領域：
本發明主要涉及流水線傳動鏈(鏈節節距形變量)的在線自動檢測、超差鏈節的剔除、以及對傳動鏈安全的分析預測等方面的工作，特指一種流水線傳動鏈的自動檢測方法及裝置。
背景技術：
現有技術中，生產流水線被廣泛使用，流水線傳動的形式，主要有傳動鏈線、摩擦線、雪橇線、膠帶線等多種。其中，傳動鏈主要適用於大型裝配行業，例如汽車行業中，汽車整車的裝配、汽車發動機的裝配、汽車變速箱的裝配等等。由於這些重型產品的裝配過程中，對傳動鏈的重壓，會造成傳動鏈的鏈節磨損，對於一條流水線，有幾千個鏈節，其中只要有一節斷開，就會產生事故，從而使整個生產車間停止工作，給工廠造成巨大損失。為避免因流水線傳動鏈的磨損給生產造成的破壞，如果能夠實時檢測鏈節的磨損狀況，特別是問題鏈節定量的磨損數據，則可及時地替換已損鏈節，避免因鏈節的磨損問題而導致生產流水線停工的嚴重後果。目前，針對生產流水線傳動鏈的檢測，對於不同供應商提供的傳動鏈質量，缺少實用的定量鑑別手段。現有技術中，針對傳動鏈檢測方法，主要是配備專門人員目測傳動鏈情況，因為人眼的局限性，不能完整全面的發現問題鏈節。配備檢修人員檢測問題鏈節，通過停產檢測，安排檢修人員用卡板檢測鏈節，只能將尺寸超過超卡板的鏈節剔除，而無法解決傳動鏈的定量檢測問題。現有技術中，還有一種採用光電管來檢測，其主要是採用兩對光電管，形成一個光尺的方法，代替上面提到的卡板進行檢測，相對使用卡板，解決了使用檢修人員的人力浪費，避免了停止流水線檢測傳動鏈的不便。但是，這種檢測手段具有偏差大，重複性差，無法獲得定量的測量結果等缺陷。上述兩種檢測方法都缺少有效的檢測鏈節或傳動鏈定量數據功能。
發明內容本發明的目的是提供一種針對流水線傳動鏈的自動檢測方法及其裝置，通過對傳動鏈鏈節的形變量的定量檢測，解決傳動鏈傳動鏈的定量檢測問題，實現對鏈節磨損程度分析和預測，並做出預警。為了實現上述目的，本實用新型提供了一種傳動鏈檢測裝置，包含光學成像裝置11與12、選行與拍攝觸發裝置2、人機互動裝置3、主控制器4、數位訊號處理裝置5、數據存儲與處理子系統6、測量輔助裝置7、報警裝置8、傳動鏈電機定位控制裝置9 ;其特徵在於所述光學成像裝置(11、12)包括驅動模塊(111、121)、光學模塊(112、122)和圖像傳感器(113、123)，兩個光學成像裝置成對配合使用，形成雙光學成像系統，用於生成傳動鏈鏈節的像場，並在接收到指令的情況下，拍攝當前傳動鏈鏈節的圖像；所述選行與拍攝觸發裝置2由選行裝置(21、22 )和選行信號處理與拍攝觸發裝置23構成，用於對光學成像裝置(11、12)生成的像場行信號中選出最貼近該鏈節高度中心線的那一行視頻信號，經過計算生成拍攝系統的拍攝觸發信號，此信號將通知光學成像裝置(11、12)拍攝當前傳動鏈鏈節的圖像；其中，所述的兩個選行裝置配合使用，用於接收由圖像傳感器傳來的圖像行信號，送出最貼近的行信號給選行信號處理與拍攝觸發裝置；所述選行信號處理與觸發裝置23收到兩個選行裝置(21、22)傳送過來的信號之後，計算後生成系統的拍攝觸發信號；所述人機互動裝置3用於輸入數據與控制指令，並顯示數據以及運行狀態；所述主控制器4 (MCU)用於控制本檢測裝置的流程，並參與運算；所述數位訊號處理裝置5用於進行拍攝圖像的比較與計算，並得出形變量的檢測數據；所述數據存儲與處理子系統6包括存儲器、安裝於pc機上的資料庫與數據分析軟體，用於保存檢測數據、處理與分析檢測數據；所述數據分析軟體和所述資料庫安裝於外置的PC上，可以分析檢測數據並給出測試分析報告；所述測試分析報告包括形變量的空間分布曲線，可以直觀的獲得形變量的平均值、最大值；統計分布曲線，統計鏈節形變各分布區間的數量，幫助了當下傳動鏈鏈節變形的分布狀況；時間分布曲線，鏈節隨時間變化的趨勢，幫助預測；所述測量輔助裝置7包括背景光裝置71、雷射定位器(72、73)和傳動鏈首末端探測器74，所述雷射定位器(72、73)相互配合，用於測量開始前調整主機高度；所述傳動鏈首 末探測器74用於並確定測量的開始與結束。所述人機互動裝置3可採用觸控螢幕或鍵盤控制面板；所述報警裝置8用於對被磨損的問題鏈節噴塗標記。所述傳動鏈電機定位控制裝置9用於控制傳動鏈電機的停止，使塗有標記的問題鏈節停止在預先設定的，方便更換問題鏈節的位置。所述背景光裝置71用於提供檢測環境所需的背景照明光。所述各組成部分除安裝於PC機上數據分析軟體以及資料庫與傳動鏈電機控制裝置9的的遠控制端93之外，其餘部分組成測試主機。本發明實現了傳動鏈鏈節節距形變量的定量測量，並實現了上述測量的實用性、精確性與重複性，並且能夠根據測量數據給出分析報告，便於對傳動鏈鏈節質量問題做出預防與處理。

圖I是本發明的傳動鏈檢測方法的一個較佳實施例的流程圖；圖2是本發明檢測裝置的一個較佳實施例的結構示意圖；圖3是本發明檢測裝置的較佳實施例中的選行裝置原理圖；圖4是本發明檢測裝置的較佳實施例中的選行裝置運行流程圖；圖5是本發明檢測裝置的該較佳實施例中的選行信號處理及拍攝觸發裝置原理圖；圖6是本發明檢測裝置的較佳實施例中的選行信號處理及拍攝觸發裝置運行流程圖；圖7是本發明檢測裝置的較佳實施例中的系統圖像信號處理裝置運行流程圖；圖8是本發明檢測裝置的較佳實施例中傳動鏈電機控制控制裝置的原理圖；圖9是本發明檢測裝置的該較佳實施例中的傳動鏈電機控制裝置的運行流程圖；[0024]標號說明附圖的運行流程圖部分的流程標號以s開頭，代表英文的sequence的簡略；舉例標號為101的步驟，在圖中標記為SlOl。
具體實施例為詳細說明本發明的技術內容，現結合附圖和實施方式對本發明說明如下本發明的檢測裝置由檢測主機和安裝於PC上的資料庫與數據分析軟體以及安裝於檢測主機外的傳動鏈電機定位控制裝置的遠控制端構成。本發明流水線傳動鏈磨損的檢測方法如圖I所示，其包含如下步驟第一步(I):將自動檢測裝置的檢測主機安裝在被檢測的流水線上，並開機初始化；本步驟具體過程包括將HALL傳感器插入測試主機對應信號口，並將一個磁鋼部件安 裝於流水線某一傳動鏈的鏈節上，此兩部件形成配合後，主要用於確定測量開始與結束，又可並確認此周期為整個傳動鏈傳動一周，同時保證在測量過程中，及以後的測量中，能夠確定鏈節的身份。此時開機上電，利用雷射調整主機高度，使之與當前被檢測流水線傳動鏈的中心線對齊。本步驟主要為進一步的步驟做好準備。第二步(2):通過控制面板上的選擇鍵，選擇測試或非測試功能；當選擇非測試功能時,轉到步驟(3A)；當選擇測試功能時,轉到步驟(3B)；本步驟的具體過程包括在檢測主機開機上電之後，其顯示面板提示功能選擇鍵，所述功能包括測試功能和非測試功能兩大類。選擇測試功能時，對當前的流水線傳動鏈進行檢測；選擇非測試功能時，調出測試主機內存貯的上次或歷次的檢測結果，並選擇測試數據上傳至PC機。具體容量由測試主機所使用的存貯單元決定，本實施例中可以存儲8次測
量的結果。第三步A (3A):查詢或上傳存儲的傳動鏈鏈節的檢測數據；第三步B (3B):輸入各項參數，準備開始測量；其中，所述各項參數是被檢測傳動鏈的信息，主要包括，傳動鏈的名稱、規格、型號、鏈速，並且可以輸入預警所需的根據當前被測試傳動鏈所選擇的臨界值。當實際檢測過程中傳動鏈的節距形變量達到此臨界值，則系統自動採取報警操作，並由工作人員選擇進一步的操作，如停止被檢測傳動鏈、更換問題鏈節或選擇繼續檢測等。輸入完各項參數後，啟動傳動鏈。第四步(4):當HALL傳感器探測到被磁鋼部件標記的傳動鏈的首端之後，將形成一個觸發脈衝，以此鏈節為起點，檢測主機開始工作；第五步(5):當傳動鏈的某一鏈節通過檢測主機時，檢測主機利用收到的信息,判斷是否生成拍攝圖像的觸發信號；若不生成觸發信號，則繼續執行5 ；若生成觸發信號，則轉到步驟6 ；該步驟中，由光學成像裝置(11、12)生成傳動鏈鏈節像場。首先，由選行裝置(21、22)選擇像場行信號的最貼近該鏈節高度中心線的那一行視頻信號，發送給選行信號處理與觸發裝置23，選行信號處理與拍攝觸發裝置23將生成拍攝觸發信號。[0042]第六步(6):收到觸發信號後，檢測主機拍攝當前的傳動鏈鏈節圖像，並將該圖像與其存儲裝置61的對應標準圖像進行比較，計算得出形變量數據，並保存該數據於檢測主機的存儲裝置62 ；第七步(7)檢測主機將當前傳動鏈鏈節的節距形變量與存儲裝置61中預先輸入的臨界值進行比較；若檢測數據超過臨界值，主控制器發送報警信號，轉到步驟8 ；若未超過臨界值，轉到步驟14 ；第八步(8)檢測主機的報警部分對當前傳動鏈鏈節實施操作，操作包括生成報警信號、噴塗顏色於對應的問題鏈節； 第九步(9)顯示屏提示，由根據初始化輸入的選擇確認是否需要控制對被檢測的流水線傳動鏈停止運動並控制問題鏈節停止在預定的位置；如不需要停止傳動鏈，轉到步驟14 ；如需要停止傳動鏈，轉到步驟10 ；第十步(10)檢測主機的傳動鏈電機定位控制近控制端91與傳動鏈電機定位控制遠控制端有一個握手通信的環節；若握手不成功，則繼續等待；若握手成功，轉到步驟11 ；第H 步(11)由傳動鏈電機定位控制遠控制端93發出指令,控制被檢測的流水線傳動鏈在預設的維修位置停下；第十二步(12)在現場問題解決之後，並且檢測主機接收到繼續檢測的指令，若上述條件不滿足，則繼續等待；若上述條件滿足，轉到步驟13 ；第十三步(13)重新啟動被檢測傳動鏈；並轉到步驟14 ；第十四部(14) HALL傳感器檢測是否檢測到被磁鋼部件標記的傳動鏈的末端信號;若未檢測到磁鋼部件信號，則未完成整條傳動鏈的檢測，則轉到步驟5 ；若檢測到磁鋼部件信號，則當前整條傳動鏈的檢測均已完成，則轉到步驟15 ； 第十五步(15)上傳檢測數據到PC機；以便PC機上的專用數據分析軟體對檢測數據進行分析和預測並且得出分析報告；檢測裝置關機。圖2所示的是本實用新型的檢測裝置的一種較佳優選實施例，包括光學成像裝置(11、12)、選行與拍攝觸發裝置2、人機互動裝置3、主控制器MCU 4、數位訊號處理裝置5、數據存儲與數據處理子系統6、測量輔助裝置7、報警裝置8、傳動鏈電機控制裝置9。其中，所述光學成像裝置11包括驅動模塊111、光學系統112、圖像傳感器113，所述光學成像裝置12結構與光學成像裝置11相同，用於在於光學成像裝置11與光學成像裝置12配合使用，利用雙光學成像裝置成像避免了光學測量系統中遠離主光軸成像造成的測量誤差，從而提高測量精度。生成傳動鏈實時的鏈節像場，並在收到拍攝觸發信號的情況下，拍攝鏈節圖像，所拍攝的圖像將傳送給數位訊號處理裝置5進行處理。所述選行信號處理與拍攝觸發裝置2包括選行裝置21、選行裝置22、選行信號處理和觸發裝置23，選行裝置21與選行裝置22配合使用，在圖像傳感器113生成的鏈節像場行信號中選出最貼近該鏈節高度的中心線的那一行視頻信號，送交選行信號處理與觸發裝置。其中，所述選行裝置21的電路結構參見圖3所示，其組成部分包括一控制器 MCUi 231 (內有存儲器 RAMi)、一顯示器 LCDi 232、一存儲器 EEPROMi 233、5 個 Schmitt觸發器 SMTi (A) 234A-SMTi (E) 234E、二個放大器 AMPi (I) 235A_AMPi (2) 235B、一雙向開關SffHi236和三個操作按鈕Ki (I) 237-Ki (3) 239。時鐘源、電源等輔助內容沒有繪製出來。本部分各部件為標準配件，其功能為本領域內一般人員所周知，故不做介紹。本裝置的運行流程圖如圖4所示，圖4中的變量說明如下T I取圖像傳感器的場消隱期時間長度的80%，T 2取行周期的120%。LI和L2分別為選擇某一場視頻信號中最佳行數Lm的下限和上限，這不僅需要參閱圖像傳感器的技術參數，而且要根據實際測試對象而選擇。若測試對象的種類基本確定不變，LI和L2的數值沒有必要修改。Lt表示圖像傳感器一場信號(奇數場或偶數場)的行數。Nr是樣本的大小，由於傳動鏈上的某一個鏈節的高度中心線位置相對於整條傳動鏈的高度中心線而言，其期望位置存在一定得漲落，因此取一定的樣本量進行計算最佳的行數Le的數值。變量Le的含義首先在一個鏈節場信號中選最優的行編號Lm,然後Nr個樣本鏈節對應Nr個Lm數值，由此樣本獲得Lm的期望值就是Le，也就是由選行裝置選得的行編號。主要流程為SlOl裝置上電初始化，讀取相關參數S102裝置提示是否需要重新選擇最佳行數Le的數值；若指令為是，則轉到步驟S103 ；若指令為否，則轉到步驟S116 ;S103-S110在選行裝置22的協助下選定最合適行編號Le ；S103通知選行裝置22傳送中間行信號；S104裝置是否收到選行信號處理與拍攝觸發裝置的傳送拍攝信號；若未收到則繼續等待；若收到則轉到步驟S106 ;S105裝置捕捉行號編號為LI的行；S106裝置捕捉LI所在行的視頻信號；S107確保裝置在行號編號處於L1-L2之間的循環；S108對循環內記錄的視頻信號對應數值進行排序；此次排序是針對當前鏈節產生的L1-L2之間的行號進行的排序；S109保證樣本數目之內的循環；為完成循環則繼續進行；達到樣本數之後，退出循環，轉到SllO ；
、[0089]SllO對樣本數Nr內所有鏈節的單個鏈節所得的最佳行號進行取平均值，此平均值設為整條傳動鏈的Le。此時，選行裝置21的最佳行數值Le已經選定，將配合對選行裝置22選定最佳行數Le ；Slll裝置發送信號通知選行裝置22，為其發送中間行視頻信號；[0091]SI 12裝置收到選行裝置22的回覆沒收到，則等待；收到，則轉到SI 13;SI 13裝置捕捉到編號為Lt/2的行；S114裝置將捕捉到的行發送給選行處理與觸發裝置23，完成當前鏈節的選行工作；SI 15裝置收到選行裝置22完成選行的信號沒收到，轉到SI 13; 收到，轉到SI 16;S116裝置捕捉到最佳行編號Le ;S117裝置將捕捉到的編號為Le的行發送給選行處理與觸發裝置23，完成當前鏈節的選行；S118是否接到控制器發送的測量完成信號；未收到則繼續循環；收到則關機；選行裝置22的情況與選行裝置21類似，只是兩者相互配合的時間循序上有先後。所述選行信號處理與觸發裝置23的作用在選行裝置21和選行裝置22的配合下，根據測試裝置與被測試流水線傳動鏈的相對位置，智能地選擇出與整條傳動鏈的高度中心線期望位置最貼近的那一行視頻信號；從而給出整個測試系統的拍攝觸發信號。由此獲得的觸發信號有以下特點I對每個鏈節只給出一個觸發信號；I當現場存在幹擾物時，例如傳動鏈鏈節邊緣被磨損後引起的金屬段脫落將引起額外觸發信號的問題時，能排除幹擾並按原要求繼續給出正常的拍攝觸發信號；I觸發信號給出時刻恰好傳動鏈被拍攝與測量敏感點剛移動到光學系統的主光軸處；I觸發信號與拍攝圖像嚴格同步，排除了工業現場對異步方式的震動幹擾。這些特點保證了每次成像都從像場空間中相同的參考點上進行，從而提高了測量的準確性與重複性。所述的選行信號處理與觸發裝置23的線路如圖5所示。其組成部分包括控制器MCUs 251，計數器CNTs(I) 252A，計數器CNTs (2) 252B，多路開關MPXs 253，與非門 254A-254B，或門 255，與門 256，非門 257A-257B，Schmitt 觸發器 258A- 258E。時鐘源、電源等輔助內容沒有繪製出來。本部分各部件為標準配件，其功能為本領域內一般人員所周知，故不做介紹。其中多路開關的作用在於需要為選行裝置設定Le數值時，則只收到某一選行信號發送的已選擇指定行的信息之後，依然可以發出系統的拍攝觸發信號，供設定Le數值的過程使用。當然，在Le選定的情況下，在收到兩個選行裝置的已選擇指定行的信息之後，本裝置才會給出拍攝觸發信號，供完整的測試過程使用。圖6是選行信號處理與觸發裝置23的運行流程圖，圖中的變量說明如下T 3取圖像傳感器的行周期的10倍，存儲於本裝置內的控制器MCUs的內部存儲器。RA是裝置內控制器MCUs的埠組，此實施例中一共有8個埠 RA0，RAl,…，RA7。tal是圖6上MCUs的RAl埠收到信息的時刻；ta2 :圖6上MCUs的RA2埠收到信息的時刻。ccpl與ccp2是圖6上控制器MCUs的多個外圍模塊的兩個，CCPl和CCP2是其中的一類，其功能為(捕獲)Capture，(比較)Compare，(脈寬調製)PWM。這類的模塊共有兩個，分別為CCPl和CCP2。其流程主要包括三個階段S201-S203上電初始化；S204-S210協助選行裝置21和選行裝置22選定Le ；S211-S214為測量提供圖像拍攝觸發信號。具體運行流程為 S201初始化，讀入數據；S202測RA1、RA2埠信號時間差；S203判斷此信號時間差；若在設定的周期數值之內，則轉到步驟S211，為提供拍攝觸發信號做準備；若在設定的周期數值之外，則需要幫助選行裝置在設定的周期內選擇Le數值，轉S204 ；S204判斷此差值；若大於設定周期數值，轉到步驟S205 ;若小於設定周期數值，轉到步驟S208 ；S205協助選行器2確定Le值，設置埠 RA3的狀態；S206 捕捉埠 CCP1、CCP2 的信號S207向RA5埠發送一個脈衝，並改變RA3埠電平狀態；完成一個拍攝觸發信號的發送，循環進入下一個鏈節的拍攝觸發；S208協助選行器I確定Le，設置RA4埠的電平狀態；S209 捕捉 CCPl CCP2 的信號；S210向RA5埠發送一個脈衝；改變RA4埠的電平狀態；完成一個拍攝拍攝觸發信號的發送，循環進入下一個鏈節的拍攝觸發；S211因為此時選行裝置的Le數值已定，捕捉CCPl與CCP2的信號；S212向RAO埠發送一個拍攝觸發脈衝；S213判斷是否整個檢測過程結束若沒有結束，轉到下一個循環過程，準備發送為下一個鏈節發送觸發信號；若檢測結束，轉到S214 ;S214 關機；所述人機互動裝置3包括輸入與控制面板31顯示裝置32，輸入與控制面板31為輸入參數與控制命令的面板，顯示裝置32可以顯示狀態數據與測量參數等。所述主控制器MCU 4採用帶有RAM的單片機，為標準器件，主要控制整個檢測裝置的流程。所述數位訊號處理裝置5包括圖像信號預處理模塊51、數位訊號處理器DSC52 ;圖像信號預處理模塊51首先對光學成像裝置拍攝的圖像進行二值化處理，以便減少數據量；數位訊號計算器DSC 52進行預處理之後的圖像與存儲的標準圖像的比較，並計算得出檢測數據；本裝置作用在於[0141]I控制圖像傳感器輸出信號的捕獲時間點，以保證圖像信號的完整性；I對收到的圖像信號進行二值化處理；I採用自動化的方法對傳動鏈規格的正確性進行檢驗；I將收到的圖像信號與標準圖像信號進行比較，計算出鏈節形變量並存檔。圖7是這部分的運行流程圖，其具體過程為S401上電初始化，讀取相應的數據；S402判斷圖像信號預處理模塊51收到拍攝觸發信號；未收到，繼續等待
收到，轉到S403;S403判斷圖像信號預處理模塊51收到拍攝觸發信號；未收到，繼續等待；收到，轉到S404;S402、S403含義在於當拍攝觸發信號到來時，並不可馬上捕獲此刻的圖像信號，否則獲得的將是不完整的圖像信號；拍攝觸發信號到來後第一個場同步信號出現時，此刻才能捕獲完整的圖像信號。S404圖像信號預處理模塊51收到選行裝置發送的圖像信號，並對收到的圖像信號進行二值化處理，並將處理後的圖片信號發送給數位訊號計算器DSC 52；其中步驟S404中二值化處理方法的含義在於整幅圖像灰度的平均值為e，將捕獲整幅圖像中的每一個元素的灰度與e進行比較If G」 (i, j) = e , Then G，(i, j) = I式中G」 (i, j)為二值化處理之前捕獲圖像在點(i，j)上的灰度；式中G』(i，j)為二值化處理之後圖像在點(i，j)上的灰度；式中i為圖像傳感器SR點陣上的行；式中j為圖像傳感器SR點陣上的列；經過上述處理，圖像的信號數據量大幅減少，使其符合數字線路的信號處理要求，同時提高了信號處理的精度。另外由於測量的光源由圖I中的背景光裝置34提供，這樣就基本排除了每次測量現場照度對測量結果的明顯影響。S405數位訊號計算器DSC 52對收到的圖片信號與存儲器中儲存的標準圖像信息做縱向對比；此步驟的的含義在於現場測量過程中，數位訊號處理器DSC自動檢驗圖像信號對應傳動鏈規格的正確性，這一過程必不可少，否則會造成標準圖像與輸入圖像屬於不同的規格導致測量結果無法解釋，由於這一過程是自動化進行的，無須操作者介入。僅當檢驗結果為否定時，系統會提醒操作者重新在操作與控制面板31上輸入傳動鏈規格即可。另外由於使用嵌入式系統進行計算，而且測量快速運行的傳動鏈，導致系統處理每一個鏈節的時間有限。因此，不能使用以往現成的理論(如指紋比對算法)進行鏈節節距形變量的比較。考慮到傳動鏈的特性，即對於同一種類的傳動鏈，其高度就決定了其規格。利用高度來檢驗傳動鏈規格的正確性，其計算量比以往現成的理論的計算量大幅減少，而且滿足現有條件下的測量要求。S406判斷拍攝圖像與標準圖像的相似度[0165]若二者的相似度不大於系統的設定值，說明傳動鏈規格輸入錯誤，轉到S407 ；若二者的相似度大於系統的設定值，說明傳動鏈規則輸入正確，轉到S411 ；其中步驟S406的含義在於在本測試系統中，相似度Y定義如下y = I - (H - H，)/H其中H為標準圖像信號在傳感器SR上反映的點陣高度，H』為拍攝獲得的圖像信號在傳感器SR上反映的點陣高度。相似度常量r的確定根據傳動鏈規格排列密度而定，密度越大則相似度常量r也必須設得大一些。在本測試系統中r=o.95。S407發出警報提示傳動鏈規格選錯，轉到S401重新輸入傳動鏈規格；S411對拍攝圖像與標準圖像先縱向移位，然後做橫向比對；計算得出差值並存儲其中步驟S411的含義在於如果捕獲的鏈節圖象存在明顯的偏高或偏低，進行高度調整，這樣使橫向比對計算過程簡單許多，利於節省計算的時間和所需的內存空間。橫向比對計算的結果僅僅反映傳感器SR點陣上的值U(U)，而我們真正需要的是傳動鏈節距的形變量V (n)，兩者的關係為V (n) = U(n) * 3上式中0為光學系統111和121的光學放大倍數；上式中n為被測鏈節的身份編號；測量結果V (n)按照n的順序存放在EEPRM2 63內。S412判斷測量是否結束；未結束，轉到S408做下一個循環；結束，轉到S413;S408圖像信號預處理模塊51是否接收到拍攝觸發信號；接到，則轉到步驟S409 ；未接到，則繼續等待；S409圖像預處理裝置51是否接收到場同步信號；接到，則轉到S410;未接到，則繼續等待；S410圖像預處理裝置51是接收選行裝置21、22發送的圖像信號，並對圖像信號進行二值化處理，將處理之後的圖片信號發送到數位訊號處理裝置DSC 52 ；S413相應處理，關機；其中步驟S413的含義在於測量過程中除了對鏈節的身份編號n進行跟蹤外，還記錄傳動鏈的運行時間，其中還將停鏈的時間予以扣除。這樣，測量結束時就可以獲得鏈節總數N和傳動鏈運行周期T，並將此兩個數據也存入EEPROM 62內。所述數據存儲與處理子系統6包括EEPROM 6UEEPROM 62、通信控制模塊63和數據分析軟體與資料庫64 ;所述EEPROM 61用作只讀存儲器來儲存標準圖像信息，避免重要數據由於偶然情況而被丟失，其中存儲的基準數據可以在收到通過所述操作與控制面板31輸入正確的密碼後，輸入到EEMPR0M 61內。所述EEPROM 62用做測量結果存儲器來存儲檢測數據，並與EEPROM 61分開，進一步的保護重要基準數據。檢測數據可以通過通信控制模塊63上傳至安裝於計算機上的數據分析軟體與資料庫64進行進一步的分析處理，以便得出分析與預測；上傳到PC上的流程為I通信控制模塊63和PC握手以防意外的PC介入損壞數據；I握手成功後主控制器將EEPR0M2 62中的檢測數據通過與通信控制模塊63和數據通信電纜發送給PC存檔；IPC上的數據分析軟體與資料庫64對收到的檢測數據進行一系列的分析，以完整地呈現被測鏈傳動鏈節距變化量的現狀、以往規律、發展趨勢。數據分析軟體可以做出的測試分析報告包括但不限於 I空間分布曲線圖該曲線圖的橫坐標為鏈節身份編號，縱坐標為形變量，即從空間分布的角度出發，可分析出鏈節形變的平均值(傳動鏈的整體狀況)、鏈節形變的最大值(事故風險最大的隱患處)、鏈節形變的漲落概況。I統計分布曲線圖該曲線圖的橫坐標為按照鏈節形變量大小而劃分的區間，縱坐標為形變量落在對應區間內的鏈節數量，即從統計分布的角度出發，用定量的方法詳細地分析出鏈節形變的漲落情況，準確地反映整條傳動鏈的鏈節形變離散程度。從該曲線圖能直接看出統計意義上±10範圍之內的鏈節主體在哪個範圍，這比平均值更詳細而全面地反映傳動鏈的整體狀況，從而能精確地確定是採取整體更換的方法還是採取個別剔除的方法更加符合安全性和經濟性的要求。如果分析的結論是採取個別剔除的方法，則由該曲線圖最右端的區間能直接得出需要剔除風險最大鏈節的數量，由此結合排序表(下面有介紹)，就能直接確定哪幾個鏈節需要被剔除。I時間分布曲線圖該曲線圖的橫坐標為日期，縱坐標為形變量，該曲線圖客觀地反映了以往鏈節形變量隨著時間而增大的情況，即形變隨時間發展的過程，由此可以展望未來的發展趨勢，從而可以確定該傳動鏈的自然工作壽命，還可以確定人為介入(剔除形變最大的幾個鏈節)後傳動鏈的工作壽命。I排序表此排序表不但列出了形變量由大到小的自然排序表，還列出了真實排序表(超差的形變純粹由鏈節本身形變而引起)、虛排序表(超差的形變不是由於鏈節本身引起，而是由於油汙等檔光引起)，對於必須馬上採取剔除/更換措施的超差鏈節都標以星號另外該數據分析軟體還可以給出由上述前三種圖所對應的測試報告。由於使用了數據分析軟體，該數據應用處理子系統能分析處理測量獲得的數據，並產生分析報告。便於工作人員之間關於設備狀況的信息溝通與相互傳達，從而在設備的管理人員與技術人員的層面進一步提高了實用性。所述測量輔助裝置7包括背景光裝置71、雷射定位器72、雷射定位器73、傳動鏈首末探測器74 ;其中所述背景光裝置71用於提供成像環境所需的均勻環境光照條件，從而減少受環境影響而導致的測量誤差；所述雷射定位器72與雷射定位器73配合使用，於測量開始前調整測量平臺使之基準為當前被測試平臺的實際中心高度；其作用在於生成兩束雷射並將兩束雷射對準，其特點是改善了測試系統中由兩個光學系統主光軸形成的主光平面相對於在線檢測中鏈節動態高度中心線遞進調節過程。所述傳動鏈首末探測器74用於檢測被測試傳動鏈的首末鏈節，從而確定一個測試流程的起始，從而控制檢測過程的開始與結束。在本實施例中具體來說是將一個HALL傳感器(不使用時從測試主機取出單獨放置)插入測試主機對應的信號口，並將一個磁鋼安裝於流水線傳動鏈滑架的上臂凹槽內，此兩部件形成配合，用於確定的測量與結束，當HALL傳感器感應到隨傳動鏈運動的磁鋼時，產生一個觸發信號用於驅動測試主機開始測量過程,並當此HALL傳感器再次感應到磁鋼時，結束整個測量過程，此一個周期為整個傳動鏈傳動一周運行所需的周期。所述報警裝置8由噴標記控制裝置81通信電纜82噴標記裝置83構成，其中所述噴標記裝置當接收到來自主控制器MCU的報警信號之後，將顏色噴塗於問題鏈節上。其中所述噴標記控制裝置81的作用在於當接收到來自主控制器MCU的報警信號之後，發送噴塗信號給噴標記裝置83，所述噴標記裝置83在接收到噴標記控制裝置81的 信號之後將顏色鮮明的顯色劑噴射在該問題鏈節上，該過程為自動完成無需人工介入，並且便於操作人員查找問題鏈節，從而提高了實用性。因為噴標記過程中形成的電信號很強，為避免此電信號對測量的影響，該部分在實際使用中應採用隔離措施。隔離措施具體包括保證電信號單向傳輸或使用光信號用於傳輸。所述傳動鏈控制裝置9包括近控制端91通信電纜92遠控制端93，其中所述近控制端91安裝於測試主機，用於接收主控制器MCU發出的報警信號，此信號通過所述通訊電纜傳輸到所述遠控制端93 ;所述遠控制端93根據信號情況選擇控制傳動鏈驅動電機停止在預定的位置。該裝置作用在於，檢測時遇到超差(超過預先輸入的設定值)的問題鏈節，則通過遠程控制傳動鏈驅動電機的方式，讓整條傳動鏈自動在預定的位置停下。此預定位置一般是便於更換/剔除的操作工位，因此，傳動鏈控制裝置的應用提高了傳動鏈檢測的實用性。其中所述的傳動鏈控制裝置的近控制端91安裝於測試主機內，遠控制端93安裝於測試主機外與傳動鏈電機控制裝置連接。該部分的線路圖如圖9所示。其組成部分控制器MCUt 941，光耦合器942，M488t 晶片 943，施密特觸發器 SMTt (A) 944A—SMTt (B) 944B,發光二極體 LEDt (A)945A—LEDt (B) 945B，網絡電源 PWRt 946，MCUu 951，LCDu 952，M488u 晶片 953，電晶體954，繼電器 955，施密特觸發器 SMTu (A) 956A—SMTu (D) 956D,按紐 Ku (A) 957A—Ku (C)957C，發光二極體LEDu(A) 958A—LEDu (B) 958B，網絡電源PWRu 959，遠程通信網絡923。兩MCU的時鐘源、電源等輔助內容沒有繪製。本部分功能與特點如下I遠程通信網絡923插入對應的信號口後開機時，採用雙保險的方式確保遠程通信網絡能正常工作(I)指示燈LEDt(B) 945B和LEDu(B) 958B直接顯示網絡的狀態；
(2)由兩端控制器941和951分別檢測電位來判斷網絡的狀態，並將檢測結果通過指示燈LEDt(A) 945A、LEDu (A) 958A 和顯示屏 MCUu 952 顯示出來。I在上述措施的前提下，兩端的控制器941和951還有一個帶密碼的握手過程，以防任何隨機插入的信號線中的誤操作信號。僅當握手成功本控制系統才接受主控制器發送來的報警信號，並開啟對驅動電機控制線路的介入作用。I在整個檢測過程中，兩個控制器941和951還用CCPl模塊檢測遠程網絡可能發生的任何意外情況。一旦發現，立刻關閉介入功能，並送出信號提請工作人員及時排除網絡問題。[0215]I上述安排能確保凡是任何意外導致連接雙方的信號電纜(如雙絞網線)脫落，導電接觸性能不良等種種問題發生時，都能立刻關閉本系統的介入作用。I每當MCUt 941從主控制器MCU收到一個報警信號(WRN)，它給MCUu 951發送的不是一個普通的信號或脈衝，而是一個特殊的信息，MCUu 951收到該特殊信息後須核對其完整性。這樣的安排，既能防止任何偶然信息的介入，又能進一步確保遠程網絡的正常工作狀態I 一條傳動鏈測量結束時，兩端的控制器941、951及時關閉上述介入，以防止任何
誤操作。I為了確保遠程通信，使用了 488晶片，該晶片本身可以確保1200米的穩定通信。I為了避免本系統可能對整個測試系統帶來的電信號衝擊，採用了光耦合器942。圖9是傳動鏈驅動電機控制裝置的運行流程圖。主要包括三個階段S301上電初始化；S302-S309檢驗通信網絡狀態確保通信安全；S310_S316對電機的定位停機控制。具體流程為S301初始化，接好網絡S302測試網絡是否連通S303判斷電平數值正常，則轉到S305;不正常，則轉到S304 ；S304提示網絡有問題，轉到S303 ；S305打開網絡監視埠，監控網絡情況；有問題，轉到S306;沒有問題，轉到S307;S306給出錯誤指示，並等待問題解決；S307兩端的控制器進行通信握手；S308判斷握手成功與否成功，轉到S310;不成功，轉到S309;S309給出錯誤提示，等待問題解決，回到S308 ；S310遠控制端打開CCP2埠 ；S311埠 CCP2是否捕捉到報警信息有報警信息，則轉到S312 ；沒有報警信息，則繼續等待；S312近控制端向遠控制端的USART 口發送特殊確認信息S313遠控制端判斷確認結果是否一致若一致，則轉到S314;若不一致，則轉到S311 ；S314設置埠狀態，讀取設置的停機位，控制傳動鏈驅動電機停在設定的停機位；[0247]S315接收指令操作未完成，則轉到S315繼續等待；若操作完成，則轉到S316 ；S316判斷整個測量狀態
·[0251]未完成，則等待下一次的傳動鏈電機控制指令；完成，則關機；圖9中的變量說明如下T 4是確定電機停機位置的延時時間量，由此可以合理地確定電機的停機位置，也就是傳動鏈的停鏈位置，為操作人員更換/剔出超差鏈節提供了空間上的方便。通過三個按鈕Ku(A)457A—Ku(C)457C將t 4輸入到控制器MCUu 451自帶的EEPROMu內，每條傳動鏈的t 4值不同，根據現場空間位置的測繪後進行計算而得。所述各組成部分除安裝於PC機上數據分析軟體以及資料庫與傳動鏈驅動電機的遠程定位控制系統的遠控制端之外，其餘部分組成測試主機，用於與測試平臺連接，所述的數據分析軟體與資料庫安裝於PC機上，用於對測試數據進行存儲、分析。以上所述各組成部分其裝置內各部件所需的時鐘源必須要統一，一致。以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應該理解，本領域的普通技術無需創造性勞動就可以根據本發明的構思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利所確定的保護範圍內。
權利要求1.一種傳動鏈檢測裝置，包含光學成像裝置(11)與(12)、選行與拍攝觸發裝置(2)、人機互動裝置(3)、主控制器(4)、數位訊號處理裝置(5)、數據存儲與處理子系統(6)、測量輔助裝置(7)、報警裝置(8)、傳動鏈電機定位控制裝置(9);其特徵在於所述光學成像裝置(11、12)包括驅動模塊(111、121)、光學模塊(112、122)和圖像傳感器(113、123)，兩個光學成像裝置成對配合使用，形成雙光學成像系統，用於生成傳動鏈鏈節的像場，並在接收到指令的情況下，拍攝當前傳動鏈鏈節的圖像；所述選行與拍攝觸發裝置(2)由選行裝置(21、22)和選行信號處理與拍攝觸發裝置(23)構成，用於從光學成像裝置(11、12)生成的像場行信號中選出最貼近該鏈節高度中心線的那一行視頻信號，經過計算生成拍攝系統的拍攝觸發信號，此信號將通知光學成像裝置(11、12)拍攝當前傳動鏈鏈節的圖像；其中，所述的兩個選行裝置配合使用，用於接收由圖像傳感器傳來的圖像行信號，送出最貼近的行信號給選行信號處理與拍攝觸發裝置；所述選行信號處理與拍攝觸發裝置(23)收到兩個選行裝置(21、22)傳送過來的信號之後，計算後生成系統的拍攝觸發信號；所述人機互動裝置(3)用於輸入數據與控制指令，並顯示數據以及運行狀態；所述主控制器(4)用於控制本檢測裝置的流程，並參與運算；所述數位訊號處理裝置(5)用於進行拍攝圖像的比較與計算，並得出形變量的檢測數據；所述數據存儲與處理子系統(6)包括存儲器、安裝於PC機上的 資料庫與數據分析軟體，用於保存檢測數據、處理與分析檢測數據；所述測量輔助裝置(7)包括雷射定位器(72、73)和傳動鏈首末端探測器(74)，所述雷射定位器(72、73)相互配合，設置在傳動鏈的左右兩側，生成雷射並對準這兩束水平雷射，用於測量開始前調整主機高度；所述傳動鏈首末端探測器(74)用於並確定測量的開始與結束；所述報警裝置(8)用於對被磨損的問題鏈節噴塗標記；所述傳動鏈電機定位控制裝置(9)用於控制傳動鏈電機的停止，使塗有標記的問題鏈節停止在預先設定的，方便更換問題鏈節的位置；所述各組成部分除安裝於PC機上數據分析軟體以及資料庫與傳動鏈電機定位控制裝置(9)的遠控制端(93)之外，其餘部分組成測試主機。
2.如權利要求I所述的傳動鏈檢測裝置，其特徵在於所述人機互動裝置(3)可採用觸控螢幕或鍵盤控制面板。
3.如權利要求I所述的傳動鏈檢測裝置，其特徵在於所述測量輔助裝置(7)可進一步包含背景光裝置(71)，所述背景光裝置(71)用於提供檢測環境所需的背景照明光。
4.如權利要求I所述的傳動鏈檢測裝置，其特徵在於傳動鏈檢測裝置內各部件所需的時鐘源必須要統一,一致。
專利摘要本實用新型提供一種流水線傳動鏈的自動數碼檢測方法以及裝置，其特徵在於提供一種定量、精確、實用的傳動鏈在線檢測方法與設備。該檢測裝置包括光學成像裝置，選行與拍攝觸發信號生成裝置，圖像信號處理裝置和測量數據存儲與分析部分，人機互動裝置和測量輔助部分，報警處理部分和驅動電機遠程定位控制部分，以及電源。本實用新型提供了一種方法和一種裝置用以撿測流水線傳動鏈。本實用新型實現了傳動鏈鏈節節距形變量的定量測量，並實現了上述測量的實用性、精確性與重複性，並且能夠根據測量數據給出分析報告，便於對傳動鏈鏈節質量問題做出預防與處理。
文檔編號G01B11/16GK202522205SQ201120528128
公開日2012年11月7日 申請日期2011年12月16日 優先權日2011年12月16日
發明者吳學海, 吳壽海, 周靜芬, 宋裕康, 方騰彪, 柴本榮 申請人:上海誠誠欣信息科技有限公司