CN111268194A - 一种钢卷打捆带断带自动检测***及方法 - Google Patents

一种钢卷打捆带断带自动检测***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种钢卷打捆带断带自动检测***及方法，属于钢卷库区钢卷打捆带断带实时检测技术领域。该钢卷打捆带断带自动检测***，包括支撑架、激光测距仪以及控制***；至少三个所述激光测距仪沿钢卷的切向间隔设置在支撑架上，各所述激光测距仪的信号发射端朝向钢卷以对应检测钢卷外周面上点的坐标值；所述控制***包括计算单元和比对单元，所述计算单元用于获取并基于激光测距仪检测所得的坐标值，计算出钢卷外径计算值，所述比对单元用于将钢卷外径计算值与钢卷外径理论值进行比对，并判断出钢卷打捆带是否断带。该***及方法经济有效、成本较低、使用环境不受限，适于广泛地推广和应用。

Description

一种钢卷打捆带断带自动检测***及方法
技术领域
本发明属于钢卷库区钢卷打捆带断带实时检测技术领域，涉及一种钢卷打捆带断带自动检测***及方法。
背景技术
对于钢卷打捆带是否存在断带情况的检测，目前可以采用机器视觉的方式实现，即需要采用视频采集装置实时获取钢卷打捆带的图像信息，并反馈给***进行图像分析处理，从而判断打捆带的状态，若存在断带的情况，则及时报警处理。然而，机器视觉***价格非常昂贵，其相配套的处理***配置要求也非常高，同时对于使用环境要求也非常严格，投资成本和运营成本都非常高昂，导致其应用与推广受到极大限制，目前虽然很多国内钢卷库开始应用无人化，但打捆带断带自动检测功能依然鲜有应用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种全新的钢卷打捆带断带自动检测***及方法，有效实现钢卷打捆带是否存在断带情况的自动检测，且投资和运营成本较低，对使用环境无严苛要求，解决现有机器视觉方式检测存在的成本高昂、使用环境受限的问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种钢卷打捆带断带自动检测***，包括支撑架、激光测距仪以及控制***；至少三个所述激光测距仪沿钢卷的切向间隔设置在支撑架上，各所述激光测距仪的信号发射端朝向钢卷以对应检测钢卷外周面上点的坐标值；所述控制***包括计算单元和比对单元，所述计算单元用于获取并基于激光测距仪检测所得的坐标值，计算出钢卷外径计算值，所述比对单元用于将钢卷外径计算值与钢卷外径理论值进行比对，并判断出钢卷打捆带是否断带。
进一步，所述支撑架包括横梁和固定在横梁下方的倒V型的防护架；各所述激光测距仪沿横梁长度方向排列在横梁上方，在横梁及防护架上与各激光测距仪的信号发射端相对应的位置处设有信号通道。
进一步，所述倒V型的防护架的两翼的朝里一侧分别设有弹性垫板。
进一步，所述横梁沿钢卷的切向固定在钢卷夹具的两个钳腿之间。
进一步，各所述激光测距仪的***分别套有密封保护罩，所述密封保护罩固定在支撑架上，且所述密封保护罩上对应激光测距仪的信号发射端设有透明的密封板。
进一步，各所述密封保护罩与支撑架之间分别设有至少一个缓冲垫块，且所述缓冲垫块上对应激光测距仪的信号发射端设有允许信号通过的开口。
进一步，所述控制***的计算单元设于控制箱内，所述控制箱设置在钢卷夹具的夹具本体上。
进一步，所述控制***的比对单元为上位机。
一种钢卷打捆带断带自动检测方法，适于上述任一项所述的钢卷打捆带断带自动检测***，包括以下步骤：
S1.建立坐标系：在与钢卷端面平行的平面内，以平行于钢卷的切向的直线为X轴，以X轴为安装基准线间隔设置至少三个信号发射端朝向钢卷的激光测距仪，以其中一激光测距仪为原点，经过原点且垂直于X轴的直线为Y轴，建立坐标系；
S2.检测钢卷外周面上点的坐标值：利用各激光测距仪检测对应钢卷外周面上点的Y坐标值，钢卷外周面上点的X坐标值的绝对值等于该点对应的激光测距仪到原点所在的激光测距仪沿X轴的直线距离，所述直线距离为已知的设定值；
S3.计算钢卷外径计算值：利用控制***的计算单元获取钢卷外周面上点的坐标值并计算钢卷外径，得到钢卷外径计算值；
S4.比对钢卷外径计算值和钢卷外径理论值：利用控制***的比对单元将钢卷外径计算值与钢卷外径理论值进行比对，并判断出钢卷打捆带是否断带。
进一步，在钢卷打捆带发生断带时，控制***的比对单元进行报警。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明通过采用至少三个激光测距仪实时检测钢卷外周面上点的坐标值，利用控制***自动计算出钢卷外径计算值，并将钢卷外径计算值与钢卷外径理论值进行比对，从而判断出钢卷是否松卷，进而判断出钢卷打捆带是否断带。同时，采用V型保护架对激光检测装置进行保护，避免钢卷发生倾斜时，对激光测距装置造成冲击损坏；对使用环境要求低，同时大大降低了投资和运营成本。
(2)本发明通过采用密封保护罩、缓冲垫块及倒V型的保护架，对激光测距仪提供了全方位保护，防止对激光测距仪产生冲撞，密封保护罩还起到避免水雾、粉尘等外部介质对激光测距仪造成不利影响。
(3)本发明经济有效，成本较低，对使用环境要求不高，适于广泛地推广和应用。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为一种钢卷打捆带断带自动检测***的结构示意图；
图2为图1中密封保护罩的结构示意图；
图3为图2的仰视图；
图4为图1中钢卷打捆带断带自动检测***的安装示意图；
图5为图4的左视图。
附图标记：激光测距仪1、横梁21、防护架22、信号通道23、弹性垫板3、密封保护罩4、密封板5、缓冲垫块6、控制箱7、夹具本体8、钢卷9、钢卷打捆带10。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
如图1所示，本实施例提供一种钢卷打捆带断带自动检测***，包括支撑架、三个激光测距仪1以及控制***。沿钢卷9的切向固定在支撑架上用于检测钢卷9外周面上点的坐标值的三个激光测距仪1，以及控制***。
三个所述激光测距仪1沿钢卷9的切向间隔设置在支撑架上，各所述激光测距仪1的信号发射端朝向钢卷9以对应检测钢卷9外周面上点的坐标值。所述支撑架包括横梁21和通过焊接固定在横梁21下方的倒V型的防护架22，倒V型的防护架22对激光测距仪1进行保护，避免在检测时钢卷9发生倾斜而对激光测距仪1造成冲击、破坏。各所述激光测距仪1沿横梁21长度方向排列在横梁21上方，在横梁21及防护架22上与各激光测距仪1的信号发射端相对应的位置处设有信号通道23，用于激光信号的传输。
如图1所示，所述倒V型的防护架22的两翼的朝里一侧分别设有弹性垫板3，所述弹性垫板3的材质为聚氨酯等弹性材料，弹性垫板3上设有沉孔，倒V型的防护架22的两翼上对应沉孔设有螺纹孔，沉孔和对应螺纹孔内旋上螺钉以固定弹性垫板3。检测时若钢卷9发生倾斜、晃动，弹性垫板3与钢卷9直接接触，避免对钢卷9表面造成划伤，影响产品质量。如图4和图5所示，钢卷夹具包括夹具本体8和设置在夹具本体8下方的两个钳腿，所述横梁21沿钢卷9的切向，通过焊接固定在钢卷夹具的两个钳腿之间。
如图2和图3所示，本实施例中，各所述激光测距仪1的***分别套有密封保护罩4，所述密封保护罩4通过螺钉固定在支撑架上，密封保护罩4起到保护激光测距仪1的作用，避免外部碰撞，以及水雾、粉尘等对激光测距仪1造成损伤。所述密封保护罩4上对应激光测距仪1的信号发射端设有透明的密封板5，所述透明的密封板5为玻璃板，透明的密封板5一方面确保密封保护罩4对激光测距仪1的密封保护效果，同时保证激光信号的顺利通过。此外，各所述密封保护罩4与支撑架的横梁21之间分别叠加设置四个缓冲垫块6，所述缓冲垫块6的材质为硬质橡胶等弹性材料，用于减小激光测距仪1受到的外部冲击，且所述缓冲垫块6上对应激光测距仪1的信号发射端设有允许信号通过的开口。
所述控制***包括计算单元和比对单元，所述计算单元设于控制箱7内，所述控制箱7设置在钢卷夹具的夹具本体8上，计算单元用于获取并基于激光测距仪1的测量数据计算出钢卷9外径计算值；所述比对单元具体为上位机，用于将钢卷9外径计算值与钢卷9外径理论值进行比对并判断出钢卷打捆带10是否断带。
本实施例还提供一种钢卷打捆带断带自动检测方法，适于本实施例提供的钢卷打捆带断带自动检测***，包括以下步骤：
S1.建立坐标系：在与钢卷9端面平行的平面内，以平行于钢卷9的切向的直线为X轴，具体为以横梁21为X轴，以X轴为安装基准线间隔设置三个信号发射端朝向钢卷9的激光测距仪1，以其中一激光测距仪1为原点，经过原点且垂直于X轴的直线为Y轴，建立坐标系；
S2：检测钢卷9外周面上点的坐标值：利用各激光测距仪1检测对应钢卷9外周面上点的Y坐标值，钢卷9外周面上点的X坐标值的绝对值等于该点对应的激光测距仪1到原点所在的激光测距仪1沿X轴的直线距离，所述直线距离为已知的设定值；
S3.计算钢卷9外径计算值：利用控制***的计算单元获取钢卷9外周面上点的坐标值并计算钢卷9外径，得到钢卷9外径计算值；
S4.比对钢卷9外径计算值和钢卷9外径理论值：利用控制***的比对单元对钢卷9外径计算值和钢卷9外径理论值进行比对，并判断出钢卷打捆带10是否断带。具体来说，钢卷9外径计算值和钢卷9外径理论值数据相符合，则钢卷打捆带10正常；钢卷9外径计算值偏离了钢卷9外径理论值，则钢卷9发生松卷现象，钢卷打捆带10存在断带情况；
S5.在钢卷打捆带10发生断带时，控制***的比对单元进行报警。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种钢卷打捆带断带自动检测***，其特征在于，包括支撑架、激光测距仪以及控制***；至少三个所述激光测距仪沿钢卷的切向间隔设置在支撑架上，各所述激光测距仪的信号发射端朝向钢卷以对应检测钢卷外周面上点的坐标值；所述控制***包括计算单元和比对单元，所述计算单元用于获取并基于激光测距仪检测所得的坐标值，计算出钢卷外径计算值，所述比对单元用于将钢卷外径计算值与钢卷外径理论值进行比对，并判断出钢卷打捆带是否断带。
2.如权利要求1所述的钢卷打捆带断带自动检测***，其特征在于，所述支撑架包括横梁和固定在横梁下方的倒V型的防护架；各所述激光测距仪沿横梁长度方向排列在横梁上方，在横梁及防护架上与各激光测距仪的信号发射端相对应的位置处设有信号通道。
3.如权利要求2所述的钢卷打捆带断带自动检测***，其特征在于，所述倒V型的防护架的两翼的朝里一侧分别设有弹性垫板。
4.如权利要求2所述的钢卷打捆带断带自动检测***，其特征在于，所述横梁沿钢卷的切向固定在钢卷夹具的两个钳腿之间。
5.如权利要求1所述的钢卷打捆带断带自动检测***，其特征在于，各所述激光测距仪的***分别套有密封保护罩，所述密封保护罩固定在支撑架上，且所述密封保护罩上对应激光测距仪的信号发射端设有透明的密封板。
6.如权利要求5所述的钢卷打捆带断带自动检测***，其特征在于，各所述密封保护罩与支撑架之间分别设有至少一个缓冲垫块，且所述缓冲垫块上对应激光测距仪的信号发射端设有允许信号通过的开口。
7.如权利要求1所述的钢卷打捆带断带自动检测***，其特征在于，所述控制***的计算单元设于控制箱内，所述控制箱设置在钢卷夹具的夹具本体上。
8.如权利要求1所述的钢卷打捆带断带自动检测***，其特征在于，所述控制***的比对单元为上位机。
9.一种钢卷打捆带断带自动检测方法，其特征在于，适于权利要求1-8任一项所述的钢卷打捆带断带自动检测***，包括以下步骤：
S1.建立坐标系：在与钢卷端面平行的平面内，以平行于钢卷的切向的直线为X轴，以X轴为安装基准线间隔设置至少三个信号发射端朝向钢卷的激光测距仪，以其中一激光测距仪为原点，经过原点且垂直于X轴的直线为Y轴，建立坐标系；
S2.检测钢卷外周面上点的坐标值：利用各激光测距仪检测对应钢卷外周面上点的Y坐标值，钢卷外周面上点的X坐标值的绝对值等于该点对应的激光测距仪到原点所在的激光测距仪沿X轴的直线距离，所述直线距离为已知的设定值；
S3.计算钢卷外径计算值：利用控制***的计算单元获取钢卷外周面上点的坐标值并计算钢卷外径，得到钢卷外径计算值；
S4.比对钢卷外径计算值和钢卷外径理论值：利用控制***的比对单元将钢卷外径计算值与钢卷外径理论值进行比对，并判断出钢卷打捆带是否断带。
10.如权利要求9所述的钢卷打捆带断带自动检测方法，其特征在于，在钢卷打捆带发生断带时，控制***的比对单元进行报警。
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