CN106732178A - 一种具有视觉在线检测功能的造球机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有视觉在线检测功能的造球机，包括驱动装置、传动装置、主轴、回转支承组件、圆盘锅体、锅盖、横梁、左/右侧支架、基座、在线检测模块、数据处理模块，其特征在于：左、右侧支架分别与横梁两端固连；驱动装置依次通过传动装置、主轴、回转支承组件将动力传递到圆盘锅体上；圆盘锅体与锅盖可扣合成一体，且采用迷宫式密封；在线检测模块中的微动式CCD工业摄像头，可与造球运动而同步旋转，并将造球关键区域的造球动态图像采集，供数据处理模块分析统计。与现有技术相比，实现了自动在线检测造球过程功能，降低了现场工人的劳动强度和危险程度,提高了造球设备整体自动水平与智能水平，便于推广使用。

Description

一种具有视觉在线检测功能的造球机

技术领域

本发明涉及冶金能源环保的技术领域，尤其涉及一种具有视觉在线检测功能的造球机。

背景技术

粉状物料造球、造球设备广泛应用于化工、建材、冶金和环保等诸多行业中，是工业生产中重要设备。在某些特定行业,如用于不锈钢喷雾焙烧法混酸再生技术中，为了环保需求,需采用全封闭式造球工艺,以防止污染环境。

发明专利2015100284031提出一种造球机，采用了在造球盘的上方设有除尘盖的密封结构，基本实现了全封闭式的圆盘造球工艺，但其传动结构中采用的是双轴承支承盘面的模式。这种结构的连接部分位置离盘面回转中心位置较近，能提供的有效支承效率相对较小，因此，往往需要很大地支承盘面，当需支承较大盘面圆盘（你如直接超过4米）时，结构不稳定，可靠性差，且容易产生较大地噪音，影响使用寿命。

专利号为 CN2006100440134、CN2012206902674、 CN2012203337329、CN2005202005970、CN2007201004861、CN 2014100816043的相关专利，虽然采用了回转支撑结构，能够克服双轴承支承盘面的模式容易造成的结构不稳定问题，但造球盘都没有采用全封闭，具有一定地环保影响，不能直接应用于需全密封式造球的场合。

带有回转支承的圆盘造球机，对圆盘和回转支承的安装位置精度要求很高，而在倾斜面上完成回转支承的安装，其精度更难以保证。上述专利均没有涉及保证圆盘和回转支承安装精度的措施或装置，造成现有的带有回转支承的圆盘造球机，在制造、维修维护方面仍有上述限制，不利于制造和维修，造成推广使用具有一定困难。

同时，目前的造球效果数据，仍是靠人工定期观察并采集，所获取的数据量小，不具有代表性，不能很好地指导造球工艺制程。将视觉在线检测技术应用在造球装置上，具有降低现场工人的劳动强度和危险程度, 能提高造球设备整体自动水平与智能水平。但目前该技术应用在造球领域仍不够普遍，主要存在原因有在非封闭式造球过程中，产生的大量灰尘会污染工业摄像头镜头，造成工业摄像头无法采集图像，且造球过程是一个动态过程，被检测的造球体会不断地运动，常规地静态采集，得不到清晰地造球图像。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是 ：针对现有圆盘造球机功能不足，提出一种具有视觉在线检测功能的造球机，具有自动在线检测造球过程功能，且传动过程稳定、可靠性好特点，且带有辅助调节装置，能够保证在安装、维修时的安装精度，以实现视觉检测功能在圆盘造球机领域地推广应用。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种具有视觉在线检测功能的造球机，包括驱动装置、传动装置、主轴、回转支承组件、圆盘锅体、锅盖、横梁、右侧支架、左侧支架、主支架、基座、在线检测模块、数据处理模块，其特征在于：所述的右侧支架、左侧支架位于圆盘锅体直径方向两侧，上端部分别与横梁两端固定连接，下端部分别通过铰链安装在基座上，并与水平方向呈一定夹角；所述的主支架固定安装在基座上，并固装有驱动装置；

所述的驱动装置与传动装置连接；所述的传动装置依次由带轮传动机构、齿轮传动机构组成，并与主轴连接，实现将驱动装置的动力传递到主轴上，并对其进行减速；

所述的主轴的另一端与回转支承组件中的驱动轮固连，所述回转支承组件为行星轮传动结构，中部为驱动轮，外侧为固定轮，中间有若干个圆周均布的行星轮，行星轮彼此之间有保持架，行星轮分别与圆盘锅体固连，固定轮与横梁固连；

所述的圆盘锅体、锅盖可扣合成圆柱体，且两者接触处为迷宫式密封结构；在锅盖上方还设有除尘口、进料口及主动刮刀装置；在圆盘锅体下侧设有出料口装置，在所述的出料口装置上，设有密封的出料口观察窗；

在锅盖中部，分别设有检修观察窗、长球区观察窗、稳定区观察窗；圆盘锅体外侧还焊接有第一突起、第二突起；在基座上还设有T字槽钢导轨，T字槽钢导轨上设有可拆卸的调整组件，调整组件另一端，可与圆盘锅体上第一突起、第二突起固定连接；

所述的在线检测模块，包括第一竖架、第一可调架、微动式CCD工业摄像头、位置调整模块、防尘罩、吹气除尘装置，所述的位置调整模块由电旋转台、电移动台、运动控制模块组成，电移动台垂直安装在电旋转台上，电旋转台固定安装在第一可调架上，第一可调架与第一竖架通过可调角度的铰链连接，运动控制模块可接受上位机发出的控制信息，可分别对电旋转台和电移动台上的控制电机进行运动状态控制；

所述的微动式CCD工业摄像头，为电驱动可微调焦距的CCD工业摄像头，安装在电移动台上，可获取二维造球图像信息，且其***设有透明有机玻璃材质的防尘罩；所述的吹气除尘装置固定设置在第二竖架上，可对防尘罩下表面吹气除尘；

调节第一可调架与第一竖架之间的角度，可使得所述的微动式CCD工业摄像头，垂直于稳定区观察窗；

所述的数据处理模块，包括工控计算机、图像处理软件、图像采集卡，所述的图像采集卡通过信号线与微动式CCD工业摄像头连接，可接收微动式CCD工业摄像头采集的二维图像信息并存储，工控计算机、图像处理软件相结合，可处理和分析二维图像信息，并显示最终结果。

作为优化，在所述的检修观察窗、长球区观察窗、出料口观察窗的正上方均设有在线检测模块。

作为优化，所述的调整组件为螺旋式调节结构，由底座、螺杆、螺母、顶板组成，底座上设有螺杆、螺母、安装突耳，安装突耳上设有安装孔，螺杆的上端与顶板固定连接，顶板上设有可与圆盘锅体上第一突起、第二突起固定连接的第二安装孔。

作为优化，所述的调整组件为油缸式调节结构，且油缸的安装端可安装在T字槽钢导轨上，油缸的伸出端为孔式连接，并与可与圆盘锅体上第一突起、第二突起固定连接。

本发明的工作原理：当粉状物料进入圆盘锅体后，驱动装置通过传动装置、回转支承组件，将动力传递到圆盘锅体上，带动圆盘锅体旋转。圆盘锅体、锅盖可扣合成圆柱体，且两者接触处设有迷宫式密封结构，从而使得造球过程中的全封闭，防止造球过程有害物质、粉尘等外泄，污染环境。在圆盘锅体上设有第一突起、第二突起，可通过调整组件伸长量、调整组件在T字槽钢导轨的安装位置，实现圆盘锅体的角度和位置调整，从而便于在圆盘锅体上安装回传支承和其他部件。

同时，在线检测模块中的微动式CCD工业摄像头，在控制***作用下，可实现短焦距自动调整对焦，位置调整模块可实现长距自动调整对焦，从而保证微动式CCD工业摄像头可与圆盘锅体造球旋转运动而同步旋转，将在线检测模块分别设置在出球区、稳定区、长球区和检修区等造球关键区域，可采集到造球动态图像，供数据处理模块分析统计并显示，减少了人工采集数据劳动强度和提高了数据采集的准确性。

在微动式CCD工业摄像头***设有透明有机玻璃材质的防尘罩，能够保证镜头不被造球灰尘的污染，采用吹气除尘装置对防尘罩下表面吹气除尘，能够保证防尘罩干净。且由于本发明提供的圆盘造球机是全封闭结构，造球过程对外部环境影响非常小，因此也进一步提供了采用视觉检测造球工艺的可靠性和准确性。

本发明实施例提供的一种具有视觉在线检测功能的造球机，与现有技术相比，实现了自动在线检测造球过程功能，降低了现场工人的劳动强度和危险程度,提高了造球设备整体自动水平与智能水平，并兼具全封闭式造球功能，污染环境小，此外传动过程稳定、可靠性好，带有的调整装置，能够保证安装、维修更为容易实现，便于推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明例中的圆盘造球机的装配结构示意图；

图2为本发明例中的圆盘造球机的A向装配结构示意图；

图3为本发明例中回转支承的结构示意图；

图4为本发明例中的调整结构局部放大示意图；

图5为本发明例中的在线检测模块的结构示意图；

图6为本发明例中的螺旋调节式调整组件结构示意图；

图7为本发明例中的油缸式调整组件结构示意图；

图中：7—主动刮刀装置、8—T字槽钢导轨、10—驱动装置、11—传动装置、12—主轴、21—锅盖、22—圆盘锅体、24—出料口装置、30—回转支承组件、50—基座、51—右侧支架、51’— 左侧支架、52—主支架、53—横梁、58—调整组件、60—除尘口、90—进料口、221—第一突起、222—第二突起、301—驱动轮、302—行星轮、303—固定轮、304—保持架、581—顶板、582—螺杆、583—螺母、584—底座、585—安装突耳、586—伸出端、587—安装端、

41—出料口观察窗、42—稳定区观察窗、43—长球区观察窗、44检修观察窗、100—在线检测模块、101—第一竖架、102—吹气除尘装置、103—电旋转台、104—电移动台、105—微动式CCD工业摄像头、106—防尘罩、107—第二竖架、108—第一可调架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种具有视觉在线检测功能的造球机，如图1至图5所示，包括驱动装置10、传动装置11、主轴12、回转支承组件30、圆盘锅体22、锅盖21、横梁53、右侧支架51、左侧支架51’、主支架52、基座50、在线检测模块100、数据处理模块，其特征在于：所述的右侧支架51、左侧支架51’位于圆盘锅体22直径方向两侧，上端部分别与横梁53两端固定连接，下端部分别通过铰链安装在基座50上，并与水平方向呈一定夹角；所述的主支架52固定安装在基座50上，并固装有驱动装置10；

所述的驱动装置10与传动装置11连接；所述的传动装置11依次由带轮传动机构、齿轮传动机构组成，并与主轴12连接，实现将驱动装置10的动力传递到主轴12上，并对其进行减速；

所述的主轴12的另一端与回转支承组件30中的驱动轮301固连，所述回转支承组件30为行星轮传动结构，中部为驱动轮301，外侧为固定轮303，中间有若干个圆周均布的行星轮302，行星轮302彼此之间有保持架304，行星轮302分别与圆盘锅体22固连，固定轮303与横梁53固连；

所述的圆盘锅体22、锅盖21可扣合成圆柱体，且两者接触处为迷宫式密封结构；在锅盖21上方还设有除尘口60、进料口90及主动刮刀装置7；在圆盘锅体22下侧设有出料口装置24，在所述的出料口装置24上，设有密封的出料口观察窗41；

在锅盖21中部，分别设有检修观察窗44、长球区观察窗43、稳定区观察窗42；圆盘锅体22外侧还焊接有第一突起221、第二突起222；在基座50上还设有T字槽钢导轨8，T字槽钢导轨8上设有可拆卸的调整组件58，调整组件58另一端，可与圆盘锅体22上第一突起221、第二突起222固定连接；

所述的在线检测模块100，包括第一竖架101、第一可调架108、微动式CCD工业摄像头105、位置调整模块、防尘罩106、吹气除尘装置102，所述的位置调整模块由电旋转台103、电移动台104、运动控制模块组成，电移动台104垂直安装在电旋转台103上，电旋转台103固定安装在第一可调架108上，第一可调架108与第一竖架101通过可调角度的铰链连接，运动控制模块可接受上位机发出的控制信息，可分别对电旋转台103和电移动台104上的控制电机进行运动状态控制；

所述的微动式CCD工业摄像头105，为电驱动可微调焦距的CCD工业摄像头，安装在电移动台104上，可获取二维造球图像信息，且其***设有透明有机玻璃材质的防尘罩106；所述的吹气除尘装置102固定设置在第二竖架107上，可对防尘罩106下表面吹气除尘；

调节第一可调架108与第一竖架101之间的角度，可使得所述的微动式CCD工业摄像头105，垂直于稳定区观察窗42；

所述的数据处理模块，包括工控计算机、图像处理软件、图像采集卡，所述的图像采集卡通过信号线与微动式CCD工业摄像头104连接，可接收微动式CCD工业摄像头104采集的二维图像信息并存储，工控计算机、图像处理软件相结合，可处理和分析二维图像信息，并显示最终结果。

作为优化，在所述的检修观察窗44、长球区观察窗43、出料口观察窗41正上方均设有在线检测模块100。

如图6所示，所述的调整组件58为螺旋式调节结构，由底座584、螺杆582、螺母583、顶板581组成，底座584上设有螺杆582、螺母583、安装突耳585，安装突耳585上设有安装孔，螺杆582的上端与顶板581固定连接，顶板581上设有可与圆盘锅体22上第一突起221、第二突起222固定连接的第二安装孔。

如图7所示，所述的调整组件58为油缸式调节结构，且油缸的安装端587可安装在T字槽钢导轨8上，油缸的伸出端586为孔式连接，并与可与圆盘锅体22上第一突起221、第二突起222固定连接。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种具有视觉在线检测功能的造球机，包括驱动装置（10）、传动装置（11）、主轴（12）、回转支承组件（30）、圆盘锅体（22）、锅盖（21）、横梁（53）、右侧支架（51）、左侧支架（51’）、主支架（52）、基座（50）、在线检测模块（100）、数据处理模块，其特征在于：所述的右侧支架（51）、左侧支架（51’）位于圆盘锅体（22）直径方向两侧，上端部分别与横梁（53）两端固定连接，下端部分别通过铰链安装在基座（50）上，并与水平方向呈一定夹角；所述的主支架（52）固定安装在基座（50）上，并固装有驱动装置（10）；

所述的驱动装置（10）与传动装置（11）连接；所述的传动装置（11）依次由带轮传动机构、齿轮传动机构组成，并与主轴（12）连接，实现将驱动装置（10）的动力传递到主轴（12）上，并对其进行减速；

所述的主轴（12）的另一端与回转支承组件（30）中的驱动轮（301）固连，所述回转支承组件（30）为行星轮传动结构，中部为驱动轮（301），外侧为固定轮（303），中间有若干个圆周均布的行星轮（302），行星轮（302）彼此之间有保持架（304），行星轮（302）分别与圆盘锅体（22）固连，固定轮（303）与横梁（53）固连；

所述的圆盘锅体（22）、锅盖（21）可扣合成圆柱体，且两者接触处为迷宫式密封结构；在锅盖（21）上方还设有除尘口（60）、进料口（90）及主动刮刀装置（7）；在圆盘锅体（22）下侧设有出料口装置（24），在所述的出料口装置（24）上，设有密封的出料口观察窗（41）；

在锅盖（21）中部，分别设有检修观察窗（44）、长球区观察窗（43）、稳定区观察窗（42）；圆盘锅体（22）外侧还焊接有第一突起（221）、第二突起（222）；在基座（50）上还设有T字槽钢导轨（8），T字槽钢导轨（8）上设有可拆卸的调整组件（58），调整组件（58）另一端，可与圆盘锅体（22）上第一突起（221）、第二突起（222）固定连接；

所述的在线检测模块（100），包括第一竖架（101）、第一可调架（108）、微动式CCD工业摄像头（105）、位置调整模块、防尘罩（106）、吹气除尘装置（102），所述的位置调整模块由电旋转台（103）、电移动台（104）、运动控制模块组成，电移动台（104）垂直安装在电旋转台（103）上，电旋转台（103）固定安装在第一可调架（108）上，第一可调架（108）与第一竖架（101）通过可调角度的铰链连接，运动控制模块可接受上位机发出的控制信息，可分别对电旋转台（103）和电移动台（104）上的控制电机进行运动状态控制；

所述的微动式CCD工业摄像头（105），为电驱动可微调焦距的CCD工业摄像头，安装在电移动台（104）上，可获取二维造球图像信息，且其***设有透明有机玻璃材质的防尘罩（106）；所述的吹气除尘装置（102）固定设置在第二竖架（107）上，可对防尘罩（106）下表面吹气除尘；

调节第一可调架（108）与第一竖架（101）之间的角度，可使得所述的微动式CCD工业摄像头（105），垂直于稳定区观察窗（42）；

所述的数据处理模块，包括工控计算机、图像处理软件、图像采集卡，所述的图像采集卡通过信号线与微动式CCD工业摄像头（104）连接，可接收微动式CCD工业摄像头（104）采集的二维图像信息并存储，工控计算机、图像处理软件相结合，可处理和分析二维图像信息，并显示最终结果。

2.根据权利要求1所述的一种具有视觉在线检测功能的造球机，其特征在于：在所述的检修观察窗（44）、长球区观察窗（43）、出料口观察窗（41）正上方均设有在线检测模块（100）。

3.根据权利要求1所述的一种具有视觉在线检测功能的造球机，其特征在于：所述的调整组件（58）为螺旋式调节结构，由底座（584）、螺杆（582）、螺母（583）、顶板（581）组成，底座（584）上设有螺杆（582）、螺母（583）、安装突耳（585），安装突耳（585）上设有安装孔，螺杆（582）的上端与顶板（581）固定连接，顶板（581）上设有可与圆盘锅体（22）上第一突起（221）、第二突起（222）固定连接的第二安装孔。

4.根据权利要求1所述的一种具有视觉在线检测功能的造球机，其特征在于：所述的调整组件（58）为油缸式调节结构，且油缸的安装端（587）可安装在T字槽钢导轨（8）上，油缸的伸出端（586）为孔式连接，并与可与圆盘锅体（22）上第一突起（221）、第二突起（222）固定连接。