CN114755241A - 一种基于激光扫描的阴极铜质量检测***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于激光扫描的阴极铜质量检测***及方法，***包括扫描装置，扫描装置包括第一扫描装置和第二扫描装置，第一扫描装置和第二扫描装置连接有工控机，工控机连接有PLC机组。本发明的一种基于激光扫描的阴极铜质量检测***，第一扫描装置和第二扫描装置分别对待建模阴极铜的正、反面进行扫描，形成一张阴极板表面轮廓三维点云图，工控机通过对表面轮廓三维点云图进行计算可得出铜离子所在的位置、大小、体积等信息，由原来的依靠人工检测变成由机器自动检测，解决了阴极铜质量检测主要依靠人工检测，只能根据经验主观判断从而造成的漏检风险大的问题。

Description

一种基于激光扫描的阴极铜质量检测***及方法
技术领域
本发明涉及阴极铜质量检测领域，尤其是指一种基于激光扫描的阴极铜质量检测***及方法。
背景技术
冶金精炼阴极铜由于其电解工艺的特殊性，所以阴极铜的表面情况能基本反映出阴极铜的品质，包括表面纹理、缺陷情况、色泽等。现有的阴极铜质量检测方法包括取图、数据分析、判定输出和质检人员复检等步骤，现有阴极铜表面质量主要依靠人工检测，人工在机组剥片环节逐一检测，但是阴极铜在剥片机组流水线中高速运行，人工无法精确计算阴极铜粒子大小与分布，只能根据经验主观判断，发现有问题的阴极铜人工点击剔除，且不同人会给出不同的结果，劳动强度大，发生漏检风险大，后续还需要有质检人员复检，复检发现有问题阴极铜需要拆包处理，拆包后人工叉车处理再重新打包。过程繁琐，加大生产成本。
目前，现有技术的一般都是针对检测速度进行的改进，例如，一种在中国专利文献上公开的“一种高效阴极铜板面质量检测***”，其公告号CN211783203U，包括底板，所述底板上侧安装有底座，所述底座上安装有沿横向排列的一排相平行的支撑辊，所述底板上侧还安装有位于底座横向上中间位置的限位框架，所述限位框架上安装有能相对其上下移动的限位支架，所述限位支架上安装有一对相平行的限位辊，所述底板上侧安装有位于底座两端用以推动阴极铜在支撑辊上运动的推进机构。该实用新型高效阴极铜板面质量检测***虽然具有结构设计合理、快捷，能够快速高效的完成阴极铜板面质量检测的优点，但并没有解决主要依靠人工检测，只能根据经验主观判断从而造成的漏检风险大的问题。
发明内容
本发明是为了克服现有技术的阴极铜质量检测主要依靠人工检测，只能根据经验主观判断从而造成的漏检风险大的问题，提供一种电能质量综合治理装置直流侧电压波动补偿控制方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于激光扫描的阴极铜质量检测***，包括扫描装置，所述扫描装置包括第一扫描装置和第二扫描装置，所述第一扫描装置和第二扫描装置连接有工控机，所述工控机连接有PLC机组。本发明的一种基于激光扫描的阴极铜质量检测***，第一扫描装置和第二扫描装置分别对待建模阴极铜的正、反面进行扫描，形成一张阴极板表面轮廓三维点云图，由于铜离子生长在阴极板表面，其所在位置的高度明显高于阴极板表面，故工控机通过对表面轮廓三维点云图进行计算可得出铜离子所在的位置、大小、体积等信息，由原来的依靠人工检测变成由机器自动检测，解决了阴极铜质量检测主要依靠人工检测，只能根据经验主观判断从而造成的漏检风险大的问题。
作为本发明的优选方案，所述第一扫描装置包括工业相机和线激光装置，所述第二扫描装置的结构与第一扫描装置的结构相同。针对于铜离子形貌测量上，使用线激光和相机组成的3D测量***，其工作原理为激光三角法。
作为本发明的优选方案，所述第一扫描装置用于对待建模阴极铜的反面进行扫描，所述第二扫描装置用于对待建模阴极铜的正面进行扫描。在大尺寸、外界环境复杂的情况下在线取到合格的数据进行数据分析，多种取图方式适用于多款机组的取图机构，运动过程取图，能在产品高速运行时晃动过程取图，不影响剥片机组正常运行。
作为本发明的优选方案，所述线激光装置在进行激光扫描时，激光与待建模阴极铜的表面相垂直。用一个垂直照射的线激光和测量拍照的工业相机，线激光照射物体表面，经过物体表面高度的调制，形成弯曲的激光线，由侧面的相机拍照成图片，根据对曲线不同位置的弯曲程度解调，反算出物体不同位置的高度，再由一个运动机构带动物体运动，即可测量出表征物体表面高度的三维点云数据。
一种基于激光扫描的阴极铜质量检测方法，包括以下步骤：S1：扫描装置对待建模阴极铜表面进行扫描，生成表面轮廓三维点云图；S2：根据表面轮廓三维点云图计算出铜离子的位置和体积信息；S3：由事先标定好的剔除机构根据位置和体积信息，计算剔除路径，将其剔除。本发明的一种基于激光扫描的阴极铜质量检测方法，适用于一种基于激光扫描的阴极铜质量检测***，从取图到判定输出均由机器操作，由原来的依靠人工检测变成由机器自动检测，解决了只能根据经验主观判断、发现有问题的阴极铜人工点击剔除、且不同人会给出不同的结果、劳动强度大、发生漏检风险大等问题，同时减少了人工劳动，降低检测成本。
作为本发明的优选方案，所述S2具体为：对表面轮廓三维点云图进行拟合，生成基准平面，对所有三维点云数据进行滤波，对离散的异常点云数据区域进行生长和分割，计算出离散的异常区域块，计算异常区域块的中心和体积，即为铜离子所在的位置和体积。
作为本发明的优选方案，所述S3还包括：工控机根据不同的计算结果对PLC机组发出不同的信号，PLC机组根据接收到的信号控制机器对阴极铜板进行分类分区摆放。
因此，本发明具有以下有益效果：本发明的一种基于激光扫描的阴极铜质量检测***，第一扫描装置和第二扫描装置分别对待建模阴极铜的正、反面进行扫描，形成一张阴极板表面轮廓三维点云图，工控机通过对表面轮廓三维点云图进行计算可得出铜离子所在的位置、大小、体积等信息，由原来的依靠人工检测变成由机器自动检测，解决了阴极铜质量检测主要依靠人工检测，只能根据经验主观判断从而造成的漏检风险大的问题。
附图说明
图1是本发明的***应用在机器人剥片机组的示意图；
图2是链条机组的示意图；
图3是本发明的***应用在链条机组的俯视图
图4是本发明的方法流程图；
图5是本发明实施例中的激光三角法的示意图；
图6是本发明实施例中对不同品质的阴极铜输出示意图。
图中：1、第一扫描装置；2、反面待建模阴极铜；3、第二扫描装置；4、正面待建模阴极铜；5、工控机；6、PLC机组；7、工业相机；8、线激光装置。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1所示，为本发明的一种基于激光扫描的阴极铜质量检测***应用在机器人剥片机组的示意图，如图2、图3所示为本发明的一种基于激光扫描的阴极铜质量检测***应用在链条机组的示意图，***包括扫描装置、工控机5、PLC机组6，扫描装置包括第一扫描装置1和第二扫描装置3，第一扫描装置1包括工业相机7和线激光装置8，采用工业相机7和线激光装置8，配合编码器，复刻每一帧线激光照射线条的Y与Z轴尺寸，最终合并成三维模型，编码器用于检测待建模阴极铜的移动速度，相机拍摄的图片根据速度组成一张板子的形状，线激光装置8在进行激光扫描时，激光与待建模阴极铜的表面相垂直，第二扫描装置3的结构与第一扫描装置1的结构相同，第一扫描装置1和第二扫描装置3均与工控机5相连，工控机5与PLC机组6相连，在阴极铜转运过程中，符合激光扫描和相机取图原理的位置均可，亦可以单独增加检测工位或者整改现有机构来实现取图。第一扫描装置1对待建模阴极铜的反面即反面待建模阴极铜2进行扫描，第二扫描装置3对待建模阴极铜的正面即正面待建模阴极铜4进行扫描，工控机5根据扫描装置的扫描结果进行计算，PLC机组6根据工控机5的计算结果输出不同品质的阴极铜，不同品质的阴极铜输出如图6所示，根据不同的结果由工控机5给出不同的信号到PLC机组6，PLC机组6控制机组对异常带铜阴极板不进行剥离动作，直接拒收，后期单独剥离；工控机5根据不同的计算结果对PLC机组6发出不同的信号，PLC机组6根据接收到的信号控制机器对阴极铜板进行分类分区摆放。本发明的一种基于激光扫描的阴极铜质量检测***，第一扫描装置1和第二扫描装置3分别对待建模阴极铜的正、反面进行扫描，形成一张阴极板表面轮廓三维点云图，由于铜离子生长在阴极板表面，其所在位置的高度明显高于阴极板表面，故工控机5通过对表面轮廓三维点云图进行计算可得出铜离子所在的位置、大小、体积等信息，由原来的依靠人工检测变成由机器自动检测，解决了阴极铜质量检测主要依靠人工检测，只能根据经验主观判断从而造成的漏检风险大的问题。
如图4所示，一种基于激光扫描的阴极铜质量检测方法，包括以下步骤：S1：扫描装置对待建模阴极铜表面进行扫描，生成表面轮廓三维点云图；S2：根据表面轮廓三维点云图计算出铜离子的位置和体积信息；S3：由事先标定好的剔除机构根据位置和体积信息，计算剔除路径，将其剔除。本发明的一种基于激光扫描的阴极铜质量检测方法，适用于一种基于激光扫描的阴极铜质量检测***，从取图到判定输出均由机器操作，由原来的依靠人工检测变成由机器自动检测，解决了只能根据经验主观判断、发现有问题的阴极铜人工点击剔除、且不同人会给出不同的结果、劳动强度大、发生漏检风险大等问题，同时减少了人工劳动，降低检测成本。
在针对于铜离子形貌测量上，使用线激光装置和工业相机组成的3D测量***。其工作原理为激光三角法，如图5所示，由一个垂直照射的线激光装置和测量拍照的工业相机组成，线激光照射物体表面，经过物体表面高度的调制，形成弯曲的激光线，由侧面的相机拍照成图片，根据对曲线不同位置的弯曲程度解调，反算出物体不同位置的高度，再由一个运动机构带动物体运动，即可测量出表征物体表面高度的三维点云数据。由该***运动扫描阴极板表面，形成一张阴极板表面轮廓三维点云图。由于铜离子生长在阴极板表面，其所在位置的高度明显高于阴极板表面，故可测量出铜离子所在的位置、大小、体积等信息。关于三维点云数据处理，先根据三维点云数据拟合一个平面，其可代表阴极板的基准平面，对所以三维点云数据做一个高度滤波，滤除高度正常区域，再对离散的高度异常点云数据区域进行生长和分割，计算出一个个离散的异常区域块，计算区域块的中心和体积，即为铜离子所在的位置和体积。此时由事先标定好的剔除机构根据所计算出来的铜离子位置和带下，计算剔除路径，将其剔除。
本发明能够实现产品自动在线阴极铜粒子大小、分布检测，能在产品高速运行时晃动过程取图，不影响剥片机组正常运行，检测能根据需求对产品进行质量等级分类，根据设定的质量等级进行分类输出，能把判定结果反馈给PCL进行自动分类处理。
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，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于激光扫描的阴极铜质量检测***，其特征是，包括扫描装置，所述扫描装置包括第一扫描装置和第二扫描装置，所述第一扫描装置和第二扫描装置连接有工控机，所述工控机连接有PLC机组。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光扫描的阴极铜质量检测***，其特征是，所述第一扫描装置包括工业相机和线激光装置，所述第二扫描装置的结构与第一扫描装置的结构相同。
3.根据权利要求1所述的一种基于激光扫描的阴极铜质量检测***，其特征是，所述第一扫描装置用于对待建模阴极铜的反面进行扫描，所述第二扫描装置用于对待建模阴极铜的正面进行扫描。
4.根据权利要求2所述的一种基于激光扫描的阴极铜质量检测***，其特征是，所述线激光装置在进行激光扫描时，激光与待建模阴极铜的表面相垂直。
5.一种适用于权利要求1所述的一种基于激光扫描的阴极铜质量检测***的基于激光扫描的阴极铜质量检测方法，其特征是，包括以下步骤：
S1：扫描装置对待建模阴极铜表面进行扫描，生成表面轮廓三维点云图；
S2：根据表面轮廓三维点云图计算出铜离子的位置和体积信息；
S3：由事先标定好的剔除机构根据位置和体积信息，计算剔除路径，将其剔除。
6.根据权利要求5所述的一种基于激光扫描的阴极铜质量检测方法，其特征是，所述S2具体为：对表面轮廓三维点云图进行拟合，生成基准平面，对所有三维点云数据进行滤波，对离散的异常点云数据区域进行生长和分割，计算出离散的异常区域块，计算异常区域块的中心和体积，即为铜离子所在的位置和体积。
7.根据权利要求6所述的一种基于激光扫描的阴极铜质量检测方法，其特征是，所述S3还包括：工控机根据不同的计算结果对PLC机组发出不同的信号，PLC机组根据接收到的信号控制机器对阴极铜板进行分类分区摆放。
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