CN107861483A - 一种基于超声波感应的工件漏装监控***及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于超声波感应的工件漏装监控***及其检测方法，其中监控***包括信息采集***、信息处理***和显示报警***：信息采集***包括超声波对射装置、功率放大器和第一直流电源；信息处理***包括信号调理电路、信息采集器、控制电脑和第二直流电源；显示报警***包括投影机和声光报警器。本生产线的工件漏装监控***包括信息采集***、信息处理***和显示报警***，能自动实时地监控生产线上有无工件的漏装，实现了开放式无接触的检测，只需进行初期的参数设定，在监控过程中无需人工的介入，减少了不必要的人力和时间的浪费，帮助降低生产过程中工件漏装率，并提高工件装配的产品的整体质量和安全性能。
Description
技术领域
本发明涉及工件漏装监控领域，特别涉及一种基于超声波感应的工件漏装监控***及其检测方法。
背景技术
为了实现在各种工业生产(特别是汽车工业生产)的人工装配过程中对工件漏装的检测，国内外已经采用了一些专门的装置及方法。目前所采用的漏装检测的方法虽然都有各自的优点，但均存在较多不足，如无法实现实时检测、检测对象单一(某一装置只能实现对某一特定对象的漏检)、检测的限制条件繁多等。
就目前常用的工件漏装检测的方法来看：1)人工检测方法：通过专人对工位上的每个工件进行全面而具体的漏装检查，判断是否有工件漏装的情况。该方法虽然可以达到漏装检测的目的，并且能够对工件漏装的具***置进行确定，但是需要专人操作，耗费的人工和时间较多，检测的实时性很差；2)重量校验检测方法：通过对装配好的工件进行精确称重，将得到的数据与标准的装配好的工件的重量数据进行比较，观察是否存在工件的漏装。该方法的优点是原理简单，操作方便。缺点是检测的实时性差，同样无法对工件漏装位置进行定位，并且在较多的工件需要检测时，无法满足要求实现及时的检测；3)图像识别检测方法：通过采集各种图像数据并对它们进行处理分析，判断是否存在工件的漏装和错装。该方法的优点是稳定性好，准确度高。缺点是必须根据检测对象设计对应的装置，并且监控设备的成本高，体积大，安装起来十分复杂。
目前在工件装配生产中，由于各种各样的原因而造成的工件漏装现象，轻则会影响需要安装有漏装的工件的产品的性能，重则会导致产品在使用过程中出现故障甚至引起事故，危害使用者的安全。此外，虽然目前很多工厂企业都采用了一些先进的方法和设备，以加强了对工件漏装的检测，但是工件漏装的现象还是较为普遍地存在。因此，设计一种理想的运用于生产线上的工件漏装监控***就变得非常重要。
超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号(通常是电信号)的传感器。超声波是振动频率高于20KHz的机械波。它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。超声波传感器广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。
发明内容
本发明旨在解决上述所提及的技术问题，提供一种基于超声波感应的工件漏装监控***及其检测方法。
本发明是通过以下的技术方案实现的：
一种基于超声波感应的工件漏装监控***，包括信息采集***、信息处理***和显示报警***：
信息采集***包括超声波对射装置、功率放大器和第一直流电源：超声波对射装置包括设置在工人对应两侧的第一超声波对射装置，和设置在工件对应两侧的第二超声波对射装置，每个超声波对射装置都包括超声波发射装置和超声波接收装置，超声波发射装置用于发出超声波线检测工人或工件，超声波接收装置用于接收超声波发射装置发出的超声波线，其输出端与功率放大器的输入端连接；第一直流电源用于给超声波发射装置提供3.4V直流电压；
信息处理***包括信号调理电路、数据采集器、控制电脑和第二直流电源：信号调理电路用于将感应信号进行电压提升，信号缩小以及滤波，其输出端与数据采集器的A/D转换输入端连接；数据采集器将采集的信号进行A/D转换后发送至控制电脑进行感应信号的处理；控制电脑用于对检测采集到的感应信号进行处理，判断工件是否存在漏装，如果工件存在漏装，则发送信号至显示报警***，控制显示报警***显示出漏装工件所在的生产线并发出声光报警；第二直流电源用于提供3.4V的直流电压，其输出端分别与信号调理电路、数据采集器和控制电脑的电源输入端连接；
显示报警***包括投影机和声光报警器：投影机包括投影仪和投影机幕布，其中投影仪上设置有放大键、缩小键、功能键、确定键、以及开启/暂停键，投影仪的输入端与控制电脑的输出端连接；声光报警器包括由控制电脑控制的蜂鸣器和报警灯，用于在检测到有工件漏装后发出声光报警。
所述超声波发射装置包括单片机、驱动电路、调制电路和超声波发射头，第一直流电源的输出端与单片机的输入端连接，所述超声波接收装置包括超声波接收头和解调电路，解调电路与信号调理电路连接。
一种利用所述的一种基于超声波感应的工件漏装监控***进行检测的方法，包括以下的步骤：
1)将第一超声波对射装置设置在工人的对应两侧，将第二超声波对射装置设置在工件的对应两侧；
2)设定第二超声波对射装置被工件遮断的标准时间区间；
3)启动第一超声波对射装置，在工人到达工位后，第一超声波对射装置被遮断后发出信号至控制电脑，控制电脑发出信号启动第二超声波对射装置；
4)待工件到达工位后，第二超声波对射装置开始记录被工件遮断的时间，并将信号反馈给控制电脑，控制电脑根据接收到的信号判断是否存在工件漏装的情况：
如果第二超声波对射装置被工件遮断的时间在步骤2)中设定好的标准时间区间内，本***继续对生产线上的工件进行监控；
如果第二超声波对射装置被工件遮断的时间不在步骤2)中设定好的标准时间区间内，控制电脑在接收到信号后，发出信号控制显示报警***，显示出漏装工件所在的生产线，并发出声光报警。
有益效果是：本***包括信息采集***、信息处理***和显示报警***，信息采集***应用了超声波对射装置，使本***的感应能力良好，能非常及时地自动实时地监控生产线上有无工件的漏装。只需进行初期的参数设定，无需在监控过程中进行人工介入，减少了不必要的人力和时间浪费，帮助降低生产过程中的工件漏装率，并提高工件装配的产品的整体质量和安全性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的***模块框图；
图3为超声波接收装置接收到的超声波线声压变化情况。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，均属于本发明的保护范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接辅件，来组成更优的连接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
如图1至2所示，一种基于超声波感应的工件漏装监控***，包括信息采集***1、信息处理***2和显示报警***3，这里的信息采集***1可以是同时分布在不同生产线上的多个信息采集***1，它们将采集到的数据传输到信息处理***2，并由信息处理***2做出判断，其中：
信息采集***1包括超声波对射装置、功率放大器12和第一直流电源13：超声波对射装置包括设置在工人对应两侧的第一超声波对射装置，和设置在工件对应两侧的第二超声波对射装置，每个超声波对射装置都包括超声波发射装置111和超声波接收装置112，超声波发射装置111用于发出超声波线检测工人或工件，超声波接收装置112用于接收超声波发射装置111发出的超声波线，如图3所示，当超声波发射装置111发出的超声波线被工件阻挡时，超声波接收装置112接收到的超声波线声压将变低，根据超声波线声压变低的持续时间，可以判断出工件装配的估计时间，再将工件装配的估计时间与以往工件装配所需的大概时间进行对比，可以判断工件是否可能存在漏装的情况。超声波接收装置112的输出端与功率放大器12的输入端连接；第一直流电源12用于给超声波发射装置111提供3.4V直流电压，保证超声波发射装置111能不断通过超声波发射头发出超声波线；
信息处理***2包括信号调理电路21、数据采集器22、控制电脑23和第二直流电源24：信号调理电路21用于将感应信号进行电压提升，信号缩小以及滤波，其输出端与数据采集器22的A/D转换输入端连接；数据采集器22将采集的信号进行A/D转换后发送至控制电脑23进行感应信号的处理；控制电脑23用于对检测采集到的感应信号进行处理，判断工件是否存在漏装，如果工件存在漏装，则发送信号至显示报警***3，控制显示报警***3显示出漏装工件所在的生产线并发出声光报警；第二直流电源24用于提供3.4V的直流电压，其输出端分别与信号调理电路21、数据采集器22和控制电脑23的输入端连接。
显示报警***3包括投影机31和声光报警器32：投影机31包括投影仪和投影机幕布，其中投影仪上设置有放大键、缩小键、功能键、确定键、以及开启/暂停键，可以预先根据需要投影的位置，调节好投影仪各种参数和摆放位置，使投影能够清晰的呈现在投影机幕布上，投影机31的输入端与控制电脑23的输出端连接，投影机31在接收到来自控制电脑23的信号后，会将显示出漏装工件所在的生产线；声光报警器32包括由控制电脑23控制的蜂鸣器和报警灯，在检测到有工件漏装后，蜂鸣器发出蜂鸣报警声，报警灯亮起红色光进行报警。
所述超声波发射装置111包括单片机、驱动电路、调制电路和超声波发射头，第一直流电源13的输出端与单片机的输入端连接，所述超声波接收装置112包括超声波接收头和解调电路，解调电路与信号调理电路21连接。
一种利用所述的一种基于超声波感应的工件漏装监控***进行检测的方法，包括以下的步骤：
1)将第一超声波对射装置设置在工人的对应两侧，将第二超声波对射装置设置在工件的对应两侧；
2)设定第二超声波对射装置被工件遮断的标准时间区间，15至20秒；
3)启动第一超声波对射装置，在工人到达工位后，第一超声波对射装置被遮断后发出信号至控制电脑23，控制电脑23发出信号启动第二超声波对射装置；
4)待工件到达工位后，第二超声波对射装置开始记录被工件遮断的时间(被工件遮断的时间也就是工件装配所耗费的时间)，并将信号反馈给控制电脑23，控制电脑23根据接收到的信号判断是否存在工件漏装的情况：
如果第二超声波对射装置被工件遮断的时间在步骤2)中设定好的标准时间区间，即15至20秒内，本***继续对生产线上的工件进行监控；
如果第二超声波对射装置被工件遮断的时间不在步骤2)中设定好的标准时间区间，即15至20秒内，控制电脑23在接收到信号后，发出信号控制显示报警***3，显示出漏装工件所在的生产线，并发出声光报警。
以上实施例不局限于该实施例自身的技术方案，实施例之间可以相互结合成新的实施例。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。
Claims (3)
1.一种基于超声波感应的工件漏装监控***，其特征在于：包括信息采集***、信息处理***和显示报警***：
信息采集***包括超声波对射装置、功率放大器和第一直流电源：超声波对射装置包括设置在工人对应两侧的第一超声波对射装置，和设置在工件对应两侧的第二超声波对射装置，每个超声波对射装置都包括超声波发射装置和超声波接收装置，超声波发射装置用于发出超声波线检测工人或工件，超声波接收装置用于接收超声波发射装置发出的超声波线，其输出端与功率放大器的输入端连接；第一直流电源用于给超声波发射装置提供3.4V直流电压；
信息处理***包括信号调理电路、数据采集器、控制电脑和第二直流电源：信号调理电路用于将感应信号进行电压提升，信号缩小以及滤波，其输出端与数据采集器的A/D转换输入端连接；数据采集器将采集的信号进行A/D转换后发送至控制电脑进行感应信号的处理；控制电脑用于对检测采集到的感应信号进行处理，判断工件是否存在漏装，如果工件存在漏装，则发送信号至显示报警***，控制显示报警***显示出漏装工件所在的生产线并发出声光报警；第二直流电源用于提供3.4V的直流电压，其输出端分别与信号调理电路、数据采集器和控制电脑的电源输入端连接；
显示报警***包括投影机和声光报警器：投影机包括投影仪和投影机幕布，其中投影仪上设置有放大键、缩小键、功能键、确定键、以及开启/暂停键，投影仪的输入端与控制电脑的输出端连接；声光报警器包括由控制电脑控制的蜂鸣器和报警灯，用于在检测到有工件漏装后发出声光报警。
2.根据权利要求1所述的一种基于超声波感应的工件漏装监控***，其特征在于：所述超声波发射装置包括单片机、驱动电路、调制电路和超声波发射头，第一直流电源的输出端与单片机的输入端连接，所述超声波接收装置包括超声波接收头和解调电路，解调电路与信号调理电路连接。
3.一种利用权利要求1所述的一种基于超声波感应的工件漏装监控***进行检测的方法，其特征在于，包括以下的步骤：
1)将第一超声波对射装置设置在工人的对应两侧，将第二超声波对射装置设置在工件的对应两侧；
2)设定第二超声波对射装置被工件遮断的标准时间区间；
3)启动第一超声波对射装置，在工人到达工位后，第一超声波对射装置被遮断后发出信号至控制电脑，控制电脑发出信号启动第二超声波对射装置；
4)待工件到达工位后，第二超声波对射装置开始记录被工件遮断的时间，并将信号反馈给控制电脑，控制电脑根据接收到的信号判断是否存在工件漏装的情况：
如果第二超声波对射装置被工件遮断的时间在步骤2)中设定好的标准时间区间内，本***继续对生产线上的工件进行监控；
如果第二超声波对射装置被工件遮断的时间不在步骤2)中设定好的标准时间区间内，控制电脑在接收到信号后，发出信号控制显示报警***，显示出漏装工件所在的生产线，并发出声光报警。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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