CN114322774A - 角钢生产线质量检验装置及其定位检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种角钢生产线质量检验装置，属于角钢检测技术领域，在角钢生产线的出料的输送轨道支架的一侧相隔一定距离设置有光电传感器一和光电传感器二，光电传感器一和光电传感器二中间设置有两个面阵相机，输送轨道支架的横截面呈M型，面阵相机在输送轨道支架的两侧对称布置，光电传感器一和光电传感器二都与上位机连接，上位机和面阵相机都与控制计算机连接，控制计算机内设置有图像测量***。本申请的装置及方法可以提高角钢生产线的检测效率和检验率，降低作业人员劳动强度，提高角钢生产线的自动化率。

Description

角钢生产线质量检验装置及其定位检测方法

技术领域

本发明属于角钢检测技术领域，具体涉及角钢生产线质量检验装置及其定位检测方法。

背景技术

输电铁塔角钢在加工制造的过程中，需在专用的角钢生产线上进行切断和制孔作业，角钢构件的端距、准距、孔径、孔数等，构成成品的质量检测参数，其合格与否，对铁塔的连接紧密程度和受力情况产生严重影响。输电铁塔角钢生产制造过程中，一般采用卡尺、盒尺等测量工具，通过人工抽检方式，进行逐根、逐孔检验。

随着检测技术发展，针对上述角钢检测过程中存在的问题，近两年相继出现了基于视觉和超声检测的原理角钢加工特征的质量检测装置，基于机器视觉、超声传感及其相应的测量方法，实现角钢加工特征的测量，尝试代替人工的检测方法。

专利（申请公布号 CN 104729426A）提出了一种基于及其视觉的自动在线检测***和方法，基于面阵相机和传动装置的配合，实现检测；专利（申请公布号 CN 109013375A）提出了一种基于线阵相机和运动模组配合的视觉检测；专利（授权公布号 CN109513661B）针对特有的数控生产线，提出了一种技术超声传感的数控生产用自动检测装置；专利（申请公布号 CN113012098A）提出了一种基于图像检测BP神经网络方法；专利（申请公布号CN113340196A）提出了一种基于线阵相机和光电触发器、编码器配合的检测装置；专利（申请公布号 CN112461143A）通过送料小车、编码器和线阵相机的配合，实现角钢端距、准距和孔间距的测量。专利（授权公告号 CN213481261U）设计了一种基于视觉检测的角钢支架。

上述这些检测方法具有诸多弊端，针对人工检测，由于生产流水线多，成品数量大，手工检测工作量大、效率低、质检人员少，造成加工的角钢抽检率不足10%，无法进行全面检测，且检测结果受人的主观因素影响，稳定性差，质检人员劳动强度大，且工作环境恶劣，容易出现不合格品漏检等问题。

针对线阵相机，其实质是通过线性阵列传感器对待测角钢构件进行逐行扫描的过程，需要与其进给运动配合使用，拼接实现成像，检测效率相对低，受运动速度、定位精度的影响，沿导向方向的成像精度差。针对专利中超声检测方法，为提高检测精度，需要对角钢表面进行清洁处理。

现有的线阵相机扫描的过程，采用编码器+导轮进行位移测量时，由于导轮的旋转靠其与角钢摩擦力驱动，不可避免打滑和磨损，不利于导向方向精度的准确控制。

因此，急需一种既克服当前技术的缺点，且不需要改造原有的生产线，又能对角钢进行在线检测的装置。

发明内容

本发明提供一种角钢生产线质量检验装置及其定位检测方法，采用面阵相机对角钢机械加工特征进行检测，角钢两端的自动检测定位，可以克服当前技术的缺点，且不需要改造原有的生产线。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种角钢生产线质量检验装置，在角钢生产线的出料的输送轨道支架的一侧相隔一定距离设置有光电传感器一和光电传感器二，光电传感器一和光电传感器二中间设置有两个面阵相机，输送轨道支架的横截面呈M型，面阵相机在输送轨道支架的两侧对称布置，光电传感器一和光电传感器二都与上位机连接，上位机和面阵相机都与控制计算机连接，控制计算机内设置有图像测量***。

本发明技术方案的进一步改进在于：两个面阵相机分别与角钢工件的V型侧面垂直设置。

本发明技术方案的进一步改进在于：面阵相机与角钢工件的V型侧面的距离为200-600mm。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述光电传感器一和光电传感器二之间距离与面阵相机的视场范围的宽度相同。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述的光感传感器为位置传感器，包括电磁感应限位开关和电磁感应接近开关。

本发明技术方案的进一步改进在于：面阵相机通过USB接口与控制计算机连接，光电传感器一和光电传感器二通过上位机与控制计算机连接，上位机通过485接口与控制计算机连接。

角钢生产线质量检验装置的定位检测方法，包括以下步骤：

S1、角钢工件在冲孔设备上加工完成；

S2、加工完成的角钢工件沿生产线出料端顺着输送轨道支架运动；

S3、当光电传感器一感应到角钢工件进入感应区域，角钢工件继续前进，当进行到光电传感器二处时，光电传感器二的上升沿触发面阵相机成像；

S4、角钢工件继续前进；

S5、当光电传感器二感应到角钢工件要离开感应区域，为角钢工件后端，光电传感器一的下降沿，触发面阵相机成像；

S6、图像处理；

S7、判断角钢工件的加工是否符合要求，是，结束；否，提示。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤S3中面阵相机成像采集的是角钢工件前端，步骤S5中面阵相机成像采集的是角钢工件后端。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述的图像处理是面阵相机将采集的图像传输给控制计算机的图像测量***，与***预设的加工参数进行对比，判断加工工件是否合格。

本发明技术方案的进一步改进在于：还包括报警***，对于不合格的加工工件，专用图像测量***控制报警***发出警示提示，生产人员将加工不合格的工件从生产线上取出。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

与现有的角钢生产线人工质量检验方式相比，本发明的方法可以提高生产线的检测效率和检验率，降低作业人员劳动强度，提高角钢生产线的自动化率。基于机器视觉的质量检测***，可以降低作业人员劳动强度，采用本发明机器视觉技术，一次成像比逐项人工测量效率高，进而可以提高检验率。

本申请光电传感器一和光电传感器二之间距离与面阵相机的视场范围的宽度相同，同时由本申请的两个光电传感器感应设置，保证面阵相机拍摄成像为角钢工件的两端的位置。

本申请的角钢端部定位装置和方法，可以有效地提高角钢质量检验的自动化效率。本申请的两个面阵相机的光轴分别与角钢工件的V型侧面垂直设置，这样拍摄成像得到图像为角钢工件侧面的正视图像，可以精确得到角钢工件端部的机械加工特征，如加工的孔的尺寸及端距、孔间距等。

本申请的角钢生产线质量检验装置可以不用对生产线进行大的改造，所述的光电传感器一和光电传感器二以及面阵相机可之间安装在生产线的出料的输送轨道支架上，在原来的生产线直接安装即可，成本低，使用方便。同时检测过程也不影响原有的生产加工，在生产过程中实时进行检测，节省人力，而且每根角钢工件都过检，保证角钢生产的质量。

本申请使用视觉技术，将每根角钢工件的两端部位置的图像和***预设的加工参数进行对比，省去了人工测量，准确度大幅提高，效率也大幅提高。

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示例，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是本发明角钢生产线质量检验装置的侧视图；

图2是本发明角钢生产线质量检验装置的主视图；

图3是本发明面阵相机的视场范围；

图4是角钢前后端部定位传感器波形图；

图5是本发明角钢生产线质量检验装置定位检测的流程图；

图6是本发明实施例3中的面阵相机安装在移动支架上的示意图；

其中，其中，1、光电传感器一，2、光电传感器一，3、面阵相机，4、支撑板，5、面阵相机视场范围示意，6、角钢工件，7、移动支架，8、输送轨道支架。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明技术方案做进一步详细说明：

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例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做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；

如图1至图3所示，一种角钢生产线质量检验装置，在角钢生产线的出料的输送轨道支架8的一侧相隔一定距离设置有光电传感器一1和光电传感器二2，光电传感器一1和光电传感器二2中间设置有两个面阵相机3，输送轨道支架8的横截面呈M型，面阵相机3在输送轨道支架8的两侧对称布置，两个面阵相机3的光轴分别与角钢工件6的V型侧面垂直设置，与角钢工件6的V型侧面的距离为200—600mm。

光电传感器一1和光电传感器二2之间距离与面阵相机3的视场范围5的宽度相同。

光电传感器一1和光电传感器二2都与上位机连接，上位机和面阵相机3都与控制计算机连接，控制计算机内设置有图像测量***。面阵相机3通过USB接口与控制计算机连接，上位机通过485接口与控制计算机连接。

光感传感器一和光感传感器二为位置传感器，包括电磁感应限位开关和电磁感应接近开关。

角钢生产线质量检验装置的定位检测方法，如图5所示，包括以下步骤：

S1、角钢工件6在冲孔设备上加工完成；

S2、加工完成的角钢工件6沿生产线出料端顺着输送轨道支架8运动；

S3、当光电传感器一1感应到角钢工件6进入感应区域，角钢工件6继续前进，当进行到光电传感器二2处时，光电传感器二2的上升沿触发面阵相机3成像，采集的图像是角钢工件6前端；

S4、角钢工件6继续前进；

S5、当光电传感器二2感应到角钢工件6要离开感应区域，为角钢工件6后端，光电传感器一的下降沿，触发面阵相机3成像，图像采集的是角钢工件6后；

S6、图像处理，面阵相机3将采集的图像传输给控制计算机的图像测量***，与***预设的加工参数进行对比，判断加工工件是否合格。

S7、判断角钢工件6的加工是否符合要求，是，结束；否，提示。

具体的角钢两端部定位的设置如下：参照图2所示布置两个光电传感器，按照图2所示，加工完成的角钢工件沿生产线由左向右移动，光电传感器一1和光电传感器二2之间的距离为视场的宽度。当角钢运动到光电传感器一1时，光电传感器一1的值由0调变为1，此时光电传感器二2的值为0；角钢工件继续向前运动，至光电传感器二2，光电传感器二2的跳变为1，此时光电传感器一1和光电传感器二2的值为（1，1），在光电传感器二2跳变的上升沿，角钢工件的前端部整体进入视场，实现前端部的定位，启动面阵相机3，采集前端部加工特征图像。角钢继续前进，后端部运动至光电传感器一1的位置，角钢继续前行，光电传感器一1的值由1变为零，此时光电传感器一1和光电传感器二2的值为（0，1）在光电传感器1的下降沿，角钢工件的后端部整体进入视场，实现后端部的定位，启动面阵相机3，采集后端部的加工特征图像。光电传感器一1和光电传感器二2联合定位前端部和后端部的波形图如图5所示。

实施例1

如图1至图3所示，一种角钢生产线质量检验装置，在角钢生产线的出料的输送轨道支架8的一侧相隔一定距离设置有光电传感器一1和光电传感器二2，光电传感器一1和光电传感器二2中间设置有两个面阵相机3，输送轨道支架8的横截面呈M型，面阵相机3在输送轨道支架8的两侧对称布置，两个面阵相机3分别与角钢工件6的V型侧面垂直设置，与角钢工件6的V型侧面的距离为450mm，拍摄成像清晰。

光电传感器一1和光电传感器二2之间距离与面阵相机3的视场范围5的宽度相同。

光电传感器一1和光电传感器二2都与上位机连接，上位机和面阵相机3都与控制计算机连接，控制计算机内设置有图像测量***。面阵相机3通过USB接口与控制计算机连接，上位机通过485接口与控制计算机连接。

光感传感器一和光感传感器二为位置传感器，包括电磁感应限位开关和电磁感应接近开关。

控制计算机内还包括报警***，对于不合格的加工工件，专用图像测量***控制报警***发出警示提示，生产人员将加工不合格的工件从生产线上取出。

实施例2

如图1至图3所示，一种角钢生产线质量检验装置，在角钢生产线的出料的输送轨道支架8的一侧相隔一定距离设置有光电传感器一1和光电传感器二2，光电传感器一1和光电传感器二2中间设置有两个面阵相机3，输送轨道支架8的横截面呈M型，面阵相机3在输送轨道支架8的两侧对称布置，两个面阵相机3的光轴分别与角钢工件6的V型侧面垂直设置，与角钢工件6的V型侧面的距离为200—600mm。

光电传感器一1和光电传感器二2之间距离与面阵相机3的视场范围5的宽度相同。

面阵相机3通过USB接口与控制计算机连接，光电传感器一和光电传感器二连接上位机，实现逻辑判断，上位机通过485接口与控制计算机，控制计算机内设置图像测量***进行控制，当光电传感器满足采集要求时，面阵相机进行抓拍。

光感传感器一和光感传感器二为位置传感器，包括电磁感应限位开关和电磁感应接近开关。

面阵相机3设置在输送轨道支架8的两侧的空隙内，面阵相机3的镜头前面无遮挡，能够清晰的拍摄角钢工件6的V型面图像。

面阵相机3也可采用工业扫描相机或三维激光相机。

实施例3

如图1至图3所示，一种角钢生产线质量检验装置，在角钢生产线的出料的输送轨道支架8的一侧相隔一定距离设置有光电传感器一1和光电传感器二2，光电传感器一1和光电传感器二2中间设置有两个面阵相机3，输送轨道支架8的横截面呈M型，面阵相机3在输送轨道支架8的两侧对称布置，两个面阵相机3的光轴分别与角钢工件6的V型侧面垂直设置，与角钢工件6的V型侧面的距离为200—600mm。

光电传感器一1和光电传感器二2之间距离与面阵相机3的视场范围5的宽度相同。

面阵相机3通过USB接口与控制计算机连接，光电传感器一和光电传感器二连接上位机，实现逻辑判断，上位机通过485接口与控制计算机，控制计算机内设置图像测量***进行控制，当光电传感器满足采集要求时，面阵相机进行抓拍。

面阵相机3设置在一个移动支架7上，移动支架7上设置有可移动的等腰直角三角形的支撑板4，面阵相机3垂直于支撑板4的斜边设置，即面阵相机3与地面呈45°角设置。在使用时，将两个面阵相机3分别安装于两个移动支架7的支撑板4上，然后将移动支架7对称的放置于输送轨道支架8两侧，根据角钢工件6的高度调整支撑板4的高度。移动支架7的设置是为了防止输送轨道支架8不能进行面阵相机3的安装，因此，将面阵相机3安装于移动支架7上，本申请的角钢生产线质量检验装置仍可顺利进行。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种角钢生产线质量检验装置，其特征在于：在角钢生产线的出料的输送轨道支架（8）的一侧相隔一定距离设置有光电传感器一（1）和光电传感器二（2），光电传感器一（1）和光电传感器二（2）中间设置有两个面阵相机（3），输送轨道支架（8）的横截面呈M型，面阵相机（3）在输送轨道支架的两侧对称布置，光电传感器一（1）和光电传感器二（2）都与上位机连接，上位机和面阵相机（3）都与控制计算机连接，控制计算机内设置有图像测量***。

2.根据权利要求1所述的一种角钢生产线质量检验装置，其特征在于：两个面阵相机（3）分别与角钢工件（6）的V型侧面垂直设置。

3.根据权利要求2所述的一种角钢生产线质量检验装置，其特征在于：面阵相机（3）与角钢工件（6）的V型侧面的距离为200—600mm。

4.根据权利要求1所述的一种角钢生产线质量检验装置，其特征在于：所述光电传感器一（1）和光电传感器二（2）之间距离与面阵相机（3）的视场范围（5）的宽度相同。

5.根据权利要求1所述的一种角钢生产线质量检验装置，其特征在于：所述的光感传感器为位置传感器，包括电磁感应限位开关和电磁感应接近开关。

6.根据权利要求1所述的一种角钢生产线质量检验装置，其特征在于：面阵相机（3）通过USB接口与控制计算机连接，上位机通过485接口与控制计算机连接。

7.角钢生产线质量检验装置的定位检测方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、角钢工件（6）在冲孔设备上加工完成；

S2、加工完成的角钢工件（6）沿生产线出料端顺着输送轨道支架（8）运动；

S3、当光电传感器一（1）感应到角钢工件（6）进入感应区域，角钢工件（6）继续前进，当进行到光电传感器二（2）处时，光电传感器二（2）的上升沿触发面阵相机（3）成像；

S4、角钢工件（6）继续前进；

S5、当光电传感器二（2）感应到角钢工件（6）要离开感应区域，为角钢工件（6）后端，光电传感器一的下降沿，触发面阵相机（3）成像；

S6、图像处理；

S7、判断角钢工件（6）的加工是否符合要求，是，结束；否，提示。

8.根据权利要求7所述的角钢生产线质量检验装置的定位检测方法，其特征在于：步骤S3中面阵相机（3）成像采集的是角钢工件（6）前端，步骤S5中面阵相机（3）成像采集的是角钢工件（6）后端。

9.根据权利要求7所述的角钢生产线质量检验装置的定位检测方法，其特征在于：所述的图像处理是面阵相机（3）将采集的图像传输给控制计算机的图像测量***，与***预设的加工参数进行对比，判断加工工件是否合格。

10.根据权利要求1所述的角钢生产线质量检验装置，其特征在于：还包括报警***，对于不合格的加工工件，专用图像测量***控制报警***发出警示提示，生产人员将加工不合格的工件从生产线上取出。

Images