CN114509386A - 一种样板智能检测平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种样板智能检测平台，包括样板智能检测平台，样板智能检测平台包括取样机械臂、线扫描相机、检测导轨、相机支架、检测平台、3D激光相机、同轴电缆测厚仪、表抛光机、抛光平台、翻转平台和真空吸盘，线扫描相机安装于取样机械臂的一侧，检测导轨横向设置于线扫描相机的边缘，相机支架垂直安装于检测平台的左侧。本发明提供一种样板智慧检测平台，该检测平台将检测过程中的取样和检测集于一体，检测***可以实现全自动化运行，检测***可输出样板的板形、厚度、宽度等几何特性，还可输出样板的表面缺陷信息，包括表观缺陷和打磨缺陷。该检测***不仅具有自动化程度高，检测精度高，检测项目完备的特征。

Description

一种样板智能检测平台
技术领域
本发明涉及样板检测技术领域，具体为一种样板智能检测平台。
背景技术
智慧制造是国家重点发展的技术，智慧制造的基础是检测技术，通过基础的检测技术实时将所得的产品信息发送到主控制***，及时改进生产工艺，达到提升生产效率，提高产品的质量。冷轧带钢产品的板形、宽度、厚度、表面质量是重要的质量指标，在生产过程中需要不断取样对产品的这些性能进行检测，样板的自动化检测长期以来一直是行业追求的目标，行业的技术人员不断采用各种技术开发自动检测的方法。如CN204122514U公布了一种板型检测平台，该专利公布了一种用于检测的平台，并没有涉及到后续的检查方法。CN201720540107.4公布了一种机械式板型检测装置，该装置是在一个横梁上安装有多个检测单元，通过位置传感器来检测带钢的板形，由于该检测方法是一种接触式的检测方法，检测精度与带钢之间的接触力相关，检测的精度低。CN201821420301.X公布了一种冷轧板板型检测***，该检测***安装在冷轧板轧机的床身上，检测***中含有的激光传感器、测距传感器、液压尾座、推杆、目标测量靶和摄像头，该专利可应用于冷轧板冷轧过程，但该专利无法实现宽度，厚度和表面质量的检测。CN202021937080.0公开了一种应用于辊道上的无人化全自动钢板板型检测***，该检测***包括：可编程逻辑控制器；多个板宽检测激光传感器；多个板厚检测激光传感器；多个板长检测增量编码器；多个板长检测激光传感器；板型检测数据采集单元；该专利能够对辊道上的钢板长度、钢板宽度、钢板厚度等参数进行动态的、非接触的、连续的测量与分析，但该专利技术无法实现板形和样板的表面质量检测。
然而，现有的样板检测的方式存在以下的问题：(1)当前冷轧行业对产品中的检测大多采用人工取样进行检测，由人工将取到的样板放置在检测平台，对于板形、宽度、厚度的检测采用传统的计量工具，有人工将检测结果进行记录，而对于板表面的缺陷有人工观察，对于有些特殊的缺陷，如辊印、振动纹等，还需采用油石进行打磨后，在由人工进行观察检验，这种检测方式不仅检测工作量大，存在人为的因素，无法满足智慧制造的发展要求；(2)现有的用于样板的检测设备检测的精度低、检测不全面。为此，需要设计相应的技术方案解决存在的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种样板智能检测平台，解决了提供一种样板智慧检测平台，该检测平台将检测过程中的取样和检测集于一体，检测***可以实现全自动化运行，检测***可输出样板的板形、厚度、宽度等几何特性，还可输出样板的表面缺陷信息，包括表观缺陷和打磨缺陷。该检测***不仅具有自动化程度高，检测精度高，检测项目完备的特征，这一技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种样板智能检测平台，包括样板智能检测平台，所述样板智能检测平台包括取样机械臂、线扫描相机、检测导轨、相机支架、检测平台、3D激光相机、同轴电缆测厚仪、表抛光机、抛光平台、翻转平台和真空吸盘，所述线扫描相机安装于取样机械臂的一侧，所述检测导轨横向设置于线扫描相机的边缘，所述相机支架垂直安装于检测平台的左侧，所述3D激光相机分设有两组且位于检测平台的右侧，所述同轴电缆测厚仪位于3D激光相机的右下角，所述抛光平台位于检测平台的右侧，所述表抛光机安装于抛光平台上，所述翻转平台安装于抛光平台的右上角，所述真空吸盘位于翻转平台的下方且位于线扫描相机的右侧。
作为本发明的一种优选实施方式，所述3D激光相机由移动机构和激光相机本体组成，所述移动机构包括位于中部的磁力轨道和对称安装于磁力轨道两端的限位块，所述激光相机本体滑动设置于磁力导轨上。
作为本发明的一种优选实施方式，所述激光相机本体的扫描端向下并正对检测平台的表面。
作为本发明的一种优选实施方式，所述同轴电缆测厚仪由安装座、厚度检测仪和螺杆组合，所述安装座分设有两组且对称设置，所述螺杆穿插于安装座上且内端与厚度检测仪相连接。
作为本发明的一种优选实施方式，所述安装座的一侧螺纹固定有Y轴调节旋钮且顶部螺纹固定有X轴调节旋钮，所述Y轴调节旋钮的内端与螺杆相连接，所述X轴调节旋钮的下端与螺杆相连接。
作为本发明的一种优选实施方式，所述样板智能检测平台通过数据处理***控制，所述数据处理***包括***控制单元、数据采集单元、数据传输单元、数据处理单元和缺陷报警单元，所述***控制单元通过线路与数据采集单元、数据传输单元、数据处理单元和缺陷报警单元相连接，所述数据采集单元通过线路与数据传输单元相连接，所述数据传输单元通过线路与数据处理单元，所述数据处理单元通过线路与缺陷报警单元相连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明设计的样板检测平台含对样板的几何形状检测和表面质量检测，几何形状检测包含样板的浪形、宽度和厚度，表面质量的检测含表面可见缺陷和抛光后的可见缺陷。对于样板的几何形状检测检测采用非接触激光测量方式，利用3D激光对样板表面进行三维扫面，检测浪形、宽度，利用同轴电缆位移传感器检测带钢的厚度。对于样板表面质量检测采用线扫描相机，通过线扫描相机扫描整个样板的表面，对所得到的图像进行分析，可得到表面质量信息。检测所得到的数据，通过通讯方式传送到上位机，由上位机发送到相关部门。
2.本发明设计的样板检测平台可将检测过程中的取样和检测集于一体，整个检测***可以实现全自动化运行，检测***可输出样板的板形、厚度、宽度等几何特性，还可输出样板的表面缺陷信息，包括表观原始缺陷和打磨缺陷。板形的检查精度为0.1mm，板厚度检测精度为1μm，板表面的缺陷大小为1mm2，整个样板的检查时间小于3分钟。
附图说明
图1为本发明板形检测***原理图；
图2为本发明的检测***设备结构图；
图3为本发明的二个边部激光传感器的位置示意图；
图4为本发明边部的检查结果示意图；
图5为本发明样板宽度的检测结果示意图；
图6为本发明样板厚度检测示意图。
图中:1、取样机械臂；2、线扫描相机；3、检测导轨；4、相机支架；5、检测平台；6、3D激光相机；7、同轴电缆测厚仪；8、表抛光机；9、抛光平台；10、翻转平台；11、真空吸盘；12、移动机构；13、激光相机本体；14、磁力轨道；15、限位块；16、安装座；17、厚度检测仪；18、螺杆；19、Y轴调节旋钮；20、X轴调节旋钮。
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。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种样板智能检测平台，包括样板智能检测平台，样板智能检测平台包括取样机械臂1、线扫描相机2、检测导轨3、相机支架4、检测平台5、3D激光相机6、同轴电缆测厚仪7、表抛光机8、抛光平台9、翻转平台10和真空吸盘11，线扫描相机2安装于取样机械臂1的一侧，检测导轨3横向设置于线扫描相机2的边缘，相机支架4垂直安装于检测平台5的左侧，3D激光相机6分设有两组且位于检测平台5的右侧，同轴电缆测厚仪7位于3D激光相机6的右下角，抛光平台9位于检测平台5的右侧，表抛光机8安装于抛光平台9上，翻转平台10安装于抛光平台9的右上角，真空吸盘11位于翻转平台10的下方且位于线扫描相机2的右侧。
进一步改进地，如图3所示：3D激光相机6由移动机构12和激光相机本体13组成，移动机构12包括位于中部的磁力轨道14和对称安装于磁力轨道14两端的限位块15，激光相机本体13滑动设置于磁力导轨上。
进一步改进地，如图3所示：激光相机本体13的扫描端向下并正对检测平台5的表面。
进一步改进地，如图6所示：同轴电缆测厚仪7由安装座16、厚度检测仪17和螺杆18组合，安装座16分设有两组且对称设置，螺杆18穿插于安装座16上且内端与厚度检测仪17相连接。
进一步改进地，如图6所示：安装座16的一侧螺纹固定有Y轴调节旋钮19且顶部螺纹固定有X轴调节旋钮20，Y轴调节旋钮19的内端与螺杆18相连接，X轴调节旋钮20的下端与螺杆18相连接。
具体地，样板智能检测平台通过数据处理***控制，数据处理***包括***控制单元、数据采集单元、数据传输单元、数据处理单元和缺陷报警单元，***控制单元通过线路与数据采集单元、数据传输单元、数据处理单元和缺陷报警单元相连接，数据采集单元通过线路与数据传输单元相连接，数据传输单元通过线路与数据处理单元，数据处理单元通过线路与缺陷报警单元相连接。
在使用时：本发明1)检测***接到机组发送的检测信号后，接收机组发送的带钢的信息(卷号，名义宽度和名义厚度)，由机械臂将样板放置到检测平台5上的指定位置，线扫描相机2对样板表面进行扫描，3台3D线激光相机分别对带钢边部和中部进行扫描，启动检测平台5上的输送带，将带钢移动至打磨平台，移动的过程中带钢穿过对称安装的同轴激光位移传感器，样板到达打磨平台后，启动抛光机对带钢表面进行抛光，抛光后通过传输带回移至检测平台5，检测完成后再次移至打磨平台，由旋转平台配合机械臂实现带钢的翻面，翻面后的带钢通过输送皮带回移至检测平台5，从而完成样板的全部检测内容，检测***的全部构成如图2所示，***由PLC控制，检测结果以钢卷号命名的文件名储存；
2)检测***PLC与上位机进行通讯，上位机发送样板所在带钢的钢卷号，带钢名义宽度，厚度，长度，PLC控制取样机械臂1，检测***的移动，数据处理单元，将检测结果发送给上位机；
3)机械负责机组剪切后样板的抓取，并把样板放置到样板检测平台5上的指定位置，为保证样板放到指定位置，机械臂运动范围与样板的宽度相关；
4)放置到检测平台5上的样板通过含有4-6个线扫描相机2检测表面的原始缺陷，检测方法是将这组同轴安装的相机通过导轨沿平台方向移动，获取全板面的图像，并将图像存入本地机，采用图像分析***分析样板表面缺陷的种类和大小，一旦出现超标缺陷则给出声、光、电的报警信号；
5)样板板形的检测包括工作侧、传动侧和中部，检测方法是分别在这三个部位设置一个3D线激光传感器，边部检测的3D激光传感器安装在各自的模组上，模组根据上位机发送过来的带钢宽度确定边部传感器的位置，使得边部线激光的激光线部分位于检测平台5，部分位于带钢的边部，如图3所示；
6)边部3D线激光传感器所得到的单条激光线的检查数据示意图，如图4所示，将所测试到的单条激光线上的最高点与平台高度的平均值相差得到h值，将该h值与样板的厚度相减，即得到当前位置的浪高值，通过相机模组移动相机，即可得到整个边部不同位置的浪高值，通过该浪高值可计算得到边部最大浪高和急峻度；
7)二边部激光传感器所得到的检查结果如图5，通过所检测得到的激光线可以判断样板的边部位置，根据二边与激光线中间点之间的差值h1和h2，可计算得到样板的当前宽度：
B＝探头之间的距离+h1+h2
8)厚度检测是通过一对同轴激光位移传感器，根据分别位于样板上下表面的同轴激光位移传感器检查样板的高度数据，将二个传感器所得到的高度相减，即可得到样板的厚度值，如图6所示；
9)连续测试样板边部的厚度数据可得到边部的厚度分布，将厚度检测仪(17)沿样板宽度方向移动，不断得到宽度方向的厚度值，可检测带钢的边缘降和同板差；
10)检测平台5的表面设置有传输带，通过传输带的启动可将样板输送到打磨平台，打磨平台也设置有传输带，打磨平台上的传输带为磁性皮带，通过磁性皮带可将带钢吸附在打磨平台上；
11)样板表面的抛光是采用带有油石的柔性打磨头，柔性打磨头安装在直线电机上，直线电机驱动柔性打磨头沿样板宽度方向来回移动，样板在传输皮带的作用下轴向移动，匹配直线电机的速度和样板移动速度，可以实现样板表面的全板面抛光，通过该抛光操作可以显示板表面的隐性缺陷，如辊印，振动纹等；
12)抛光后的样板通过传输带的反向移动将样板重新输回到检测平台5，启动检测平台5上的线扫描相机2，获取全板面的图像，并将图像存入本地机，采用图像分析***分析判别板表面是否存在辊印和振动纹之类的缺陷，一旦出现这类缺陷则给出声、光、电的报警信号；
13)再次将样板通过传输皮带移至打磨平台，通过带有真空吸盘11的翻转平台10吸取样板，将样板翻转，由机械臂再次将样板抓取到检测平台5，启动检测平台5上的线扫描相机2，获取全板面的图像，并将图像存入本地机，采用图像分析***分析样板表面缺陷的种类和大小，一旦出现超标缺陷则给出声、光、电的报警信号；
14)检测完成后控制***将检测结果以卷号为文件名记录在本地机，同时以通讯方式上传到上位机，由上位机将检测结果发送到各相关部位。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种样板智能检测平台，包括样板智能检测平台，其特征在于：所述样板智能检测平台包括取样机械臂(1)、线扫描相机(2)、检测导轨(3)、相机支架(4)、检测平台(5)、3D激光相机(6)、同轴电缆测厚仪(7)、表抛光机(8)、抛光平台(9)、翻转平台(10)和真空吸盘(11)，所述线扫描相机(2)安装于取样机械臂(1)的一侧，所述检测导轨(3)横向设置于线扫描相机(2)的边缘，所述相机支架(4)垂直安装于检测平台(5)的左侧，所述3D激光相机(6)分设有两组且位于检测平台(5)的右侧，所述同轴电缆测厚仪(7)位于3D激光相机(6)的右下角，所述抛光平台(9)位于检测平台(5)的右侧，所述表抛光机(8)安装于抛光平台(9)上，所述翻转平台(10)安装于抛光平台(9)的右上角，所述真空吸盘(11)位于翻转平台(10)的下方且位于线扫描相机(2)的右侧。
2.根据权利要求1所述的一种样板智能检测平台，其特征在于：所述3D激光相机(6)由移动机构(12)和激光相机本体(13)组成，所述移动机构(12)包括位于中部的磁力轨道(14)和对称安装于磁力轨道(14)两端的限位块(15)，所述激光相机本体(13)滑动设置于磁力导轨上。
3.根据权利要求2所述的一种样板智能检测平台，其特征在于：所述激光相机本体(13)的扫描端向下并正对检测平台(5)的表面。
4.根据权利要求1所述的一种样板智能检测平台，其特征在于：所述同轴电缆测厚仪(7)由安装座(16)、厚度检测仪(17)和螺杆(18)组合，所述安装座(16)分设有两组且对称设置，所述螺杆(18)穿插于安装座(16)上且内端与厚度检测仪(17)相连接。
5.根据权利要求4所述的一种样板智能检测平台，其特征在于：所述安装座(16)的一侧螺纹固定有Y轴调节旋钮(19)且顶部螺纹固定有X轴调节旋钮(20)，所述Y轴调节旋钮(19)的内端与螺杆(18)相连接，所述X轴调节旋钮(20)的下端与螺杆(18)相连接。
6.根据权利要求1所述的一种样板智能检测平台，其特征在于：所述样板智能检测平台通过数据处理***控制，所述数据处理***包括***控制单元、数据采集单元、数据传输单元、数据处理单元和缺陷报警单元，所述***控制单元通过线路与数据采集单元、数据传输单元、数据处理单元和缺陷报警单元相连接，所述数据采集单元通过线路与数据传输单元相连接，所述数据传输单元通过线路与数据处理单元，所述数据处理单元通过线路与缺陷报警单元相连接。
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