CN116121679A - 一种热镀锌刮灰捞渣装置与方法 - Google Patents
一种热镀锌刮灰捞渣装置与方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种热镀锌刮灰捞渣装置与方法,属于工件表面处理辅助领域,装置主要包括摄像头、处理器、刮灰架、左刮板、右刮板、捞渣铲、机械臂。机械臂上安装右刮板及捞渣铲,不同工作需要时可将右刮板、捞渣铲分别转至相应位置;左刮板安装于刮灰架上,摄像头位于热镀池上方。本加热装置与方法在工件进入热镀池与提出热镀池前进行刮液刮灰操作,避免表面灰尘与杂质影响镀锌质量,并且刮液考虑吊装链的影响。本装置与方法还具有捞渣功能,通过图片信息判定是否达需要进行捞渣操作,保障镀锌池内锌液的质量。本装置与方法的自动程度高、判定准确性具有较好的提升,适应范围广,还可降低人工操作的危险性。
Description
技术领域
本发明涉及工件表面处理辅助领域,尤其涉及一种热镀锌刮灰捞渣装置与方法。
背景技术
在铁质工件表面镀锌,是一种十分有效的防腐处理工艺。目前,热镀锌产品应用到各个领域,具有强耐腐蚀性和环境适应强等优点。
铁质工件的热镀锌,是将处理后的工件浸入高温锌液中,使锌与铁基体相互混合,部分锌原子在铁基体中溶解,在锌与铁的界面形成固态晶体溶体,同时锌铁原子相互扩散时,锌原子逐渐渗入铁基合金,形成稳定的锌铁合金镀层。而反应时多余的铁原子会形成锌渣,锌液中锌渣累积会影响镀锌件的质量。同时,不同于带钢连续镀锌时,带钢连续浸入锌液下进行反应;一批次的铁质工件镀锌,便需要工件完成浸入以及提出锌液的动作。
现有的操作与技术,工件进出锌液前工人进行刮灰操作,去除表面浮渣与浮灰的影响。工人还判断是否对热镀池进行捞渣操作,工人劳动强度大,依靠经验性强。
目前的一些机器捞渣设备主要用于带钢的连续镀锌生产,国内外相关设备***对外部复杂光源条件的处理较弱。通过相机获取的图像,相同锌渣含量相对光源不同位置所显示出的信息存在差异,这同样增加了处理的难度。当采用统一的参数数值进行判定时,将使判定结果与实际存在很大的差异,影响准确性。
同时,已加工完成的零部件进行镀锌处理时,必须采用吊装链进行吊装,而目前涉及的工件的刮灰刮液装置未考虑装置工作中吊装链的影响。因此如何通过拍摄所获得的图片,准确的判断镀锌液中锌渣含量状态,判定是否需要进行捞渣操作,同样为技术难度之一。目前已有的识别判定方式技术难度高,识别难度大。
因此,为解决上述问题,寻求一种技术壁垒相对不高,但能准确判定锌渣含量状态的装备同时兼具捞渣与刮灰操作功能的设备,解决零部件热镀锌时刮灰与捞渣问题,是提升热镀锌零件热镀质量的重要方式与途径,因此提出一种热镀锌刮灰捞渣装置与方法。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的在于提供一种热镀锌刮灰捞渣装置与方法,采用摄像头拍摄热镀池的锌液表面照片,处理器判断是否进行捞渣操作并通过机械臂自动完成捞渣动作。工件进入锌液进行镀锌前,以及工件由锌液中提出前,由刮板刮去表面浮渣与浮灰,避免影响工件处理质量。刮灰操作由右刮板向前推动,左刮板向内刮动组合完成,使存在吊装链时也可实现操作。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种热镀锌刮灰捞渣装置,包括处理器、摄像头、刮灰架、左刮板、右刮板、捞渣铲和机械臂,机械臂至少设置一个,位于热镀池右侧;所述右刮板和捞渣铲固定于机械臂的端部;刮灰架设置于热镀池的左侧,和机械臂的相对设置,左刮板设置于刮灰架上,摄像头与处理器连接,处理器连接控制刮灰架、机械臂,所述刮灰架可以进行上下与前后移动,吊装链设置在热镀池中间位置。
本发明技术方案的进一步改进在于:所述左刮板、右刮板的长度小于热镀池内壁长度。
本发明技术方案的进一步改进在于:所述右刮板和捞渣铲之间以一定的角度固定然后铰接于机械臂的前端。
一种热镀锌刮灰捞渣方法,包括以下步骤:
S1、确定热镀池的尺寸,包括长度l,宽度w,高度h;
S2、根据热镀池长度l及现场情况,确定机械臂的数量及是否设置滑道;
S3、根据热镀池长度l、宽度w、高度h确定机械臂刮灰和捞渣时的运动轨迹,并将程序参数输入至处理器中,将摄像头拍摄到的捞渣动作对应的图片信息输入至处理器中;
S4、运行设备,拍摄热镀池表面锌液照片,判断是否需要捞渣操作,若是则更换捞渣铲进行捞渣操作;
S5、进行液面刮灰操作,工件进入热镀池进行镀锌;
S6、热镀结束后进行液面刮灰操作,将工件提升出热镀池;
S7、拍摄图片识别是否需要捞渣操作,若是则更换捞渣铲进行捞渣操作,若否则进行下一步骤;
S8、判断是否结束工作,若是则结束,若否则重复步骤S5-S8。
本发明技术方案的进一步改进在于:S5与S7所述刮灰操作包含两子步骤,第一子步骤为所述机械臂端驱动右刮板推动高温锌液表面,使锌液及浮灰向吊装链位置聚集;第二子步骤为刮灰架带动左刮板,由中部吊装链位置向左刮动表面锌液。
本发明技术方案的进一步改进在于:工件提出前的刮灰操作与摄像头配合进行,使右刮板的终止位置与左刮板的起始位置均位于吊装链处。
本发明技术方案的进一步改进在于:通过图片识别是否需要捞渣,包含以下步骤,
S71、划分不同的图像处理区域,并设定各个处理区域锌渣含量的阈值si;
S72、拍摄镀锌池图片,进入所述处理器进行处理;
S73、图像的去噪与增强处理;
S74、计算不同处理区域内的锌渣含量值Zi,并将各个Zi值与相对应区域的锌渣含量阈值si对比,当Zi≥si时,机械臂进行捞渣操作;当Zi<si时,机械臂不进行捞渣操作。
本发明技术方案的进一步改进在于:不同处理区域内的锌渣含量阈值si的设定,由多次采集的图片信息确定,过程为:固定摄像头位置,多次拍摄镀锌液需要捞渣处理时的图片;进一步根据图片中表面锌液的成像效果,人工划分为多个相邻区域,划分依据为图片显示对比度;处理拍摄所得图像,进行二值化处理,获取处理后各个区域内的锌渣含量面积占比;将处理后的图像与拍摄获得的原图像,各个位置进行一一对应,分别将相应区域内锌渣含量达到捞渣处理界限时的面积占比,作为该区域的锌渣含量阈值si。
由于采用了上述技术方案,本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
1、通过图像设备识别锌液状态而后进行捞渣操作,提升工作的稳定性,提高工件镀锌质量。
2、工件镀锌前进入锌液,以及镀锌结束被提出锌液前进行刮灰刮液操作,避免灰尘、锌块附着到工件表面,进而提升镀锌质量。
3、将刮灰与捞渣功能集成至同一装置上,提供工作效率,使用自动识别及操纵的方式,降低人工劳作强度和危险性。
4、刮灰操作时通过右刮板推动,左刮板刮动的组合动作进行刮灰操作实现,适用范围广泛。
5、可以根据需求替换捞渣铲与左刮板、右刮板的规格,机械臂数量或是否增加滑道机构,使装置的适用范围广泛,可适应不同尺寸长度热镀池的使用。
6、将镀锌池分为多个区域分别设定阈值,在不增加图像处理难度情况下提升了判定的准确性,可以更加准确判定锌液中锌渣含量状态,降低因光源使图片产生的信息差异影响,使设备可适应更复杂的光源下的工况。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。
图1是本发明装置的设计组成示意图;
图2是本发明装置的整体连接示意图;
图3是本发明装置锌液中有工件时的示意图;
图4是本发明装置俯视示意图;
图5是本发明方法的流程示意图;
图6是本发明关于捞渣识别方法的流程示意图;
其中,1、热镀池,2、处理器,3、刮灰架,4、摄像头,5、左刮板,6、捞渣铲,7、右刮板,8、机械臂,9、滑道,10、镀锌件,11、吊装链。
具体实施方式
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做以简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,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。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。
参见附图1,本发明装置主要由摄像头、处理器、执行机构组成,所述摄像头的图像信息经由所述处理器进行处理,所述处理器根据输入的数据参数与判断参数进行判断,进而驱动所述执行机构进行相应动作。
参见附图2至图4,给出了本发明所提出的一种热镀锌刮灰捞渣装置的一个实施例的具体结构,主要包括,处理器2、摄像头4、刮灰架3、左刮板5、右刮板7、捞渣铲6、机械臂8,所述摄像头4用于拍摄高温锌液表面图片,通过表面锌液状态判断锌液内部的锌渣情况,进而确定是否需要进行捞渣操作;机械臂8至少一个,位于热镀池1右侧;右刮板7、捞渣铲6固定于机械臂8前端位置;摄像头4与处理器2连接,处理器2连接控制刮灰架3、机械臂8;左刮板5与刮灰架3连接,刮灰架3可以带动其上的左刮板5进行上下与前后移动。
左刮板5、右刮板7的长度小于所述热镀池1的内壁长度;右刮板7和捞渣铲6之间固定连接,然后铰接于所述机械臂8前端。镀锌件10通过吊装链11连接,实现浸入与提出高温锌液过程。装置还可以包含滑道9,用以承载所述机械臂8,使所述机械臂可以在上方移动,增大适用范围。
参见附图5所示,给出了一种热镀锌刮灰捞渣方法,其包括以下步骤:
S1、确定热镀池的尺寸,主要包括长度l,宽度w,高度h;
S2、根据长度l及现场情况,确定机械臂8数量及是否设置滑道;
S3、根据长度l,宽度w,高度h确定机械臂8刮灰和捞渣时的运动轨迹,并将程序参数输入至处理器中,将捞渣动作对应的所述摄像头拍摄到的图片信息输入至处理器中;
S4、运行设备,拍摄热镀池表面锌液照片,判断是否需要捞渣操作,若是则更换捞渣铲进行捞渣操作,若不需要捞渣,则进行下一步操作;
S5、进行液面刮灰操作,工件进入热镀池进行镀锌;
S6、热镀结束后进行液面刮灰操作,将工件提升出热镀池;
S7、拍摄图片识别是否需要捞渣操作,若是则更换捞渣铲进行捞渣操作,若否则进行下一步骤;
S8、判断是否结束工作,若是则结束,若否则重复步骤S5-S8。
步骤S5与S7所述的刮灰操作包含两子步骤,第一子步骤为所述机械臂端部的右刮板推动高温锌液表面,使锌液及浮灰向吊装链11位置聚集;第二子步骤为刮灰架3带动左刮板5,由中部吊装链11位置向左刮动表面锌液。
工件10提出前的刮灰操作与摄像头配合进行,使右刮板的终止位置与左刮板的起始位置均位于吊装链处。
参见图6,通过图片识别是否需要捞渣主要包含以下步骤:
S71、划分不同的图像处理区域,并设定各个处理区域锌渣含量的阈值si;
S72、拍摄镀锌池图片,进入所述处理器进行处理;
S73、图像的去噪与增强处理,并进行二值化处理;
S74、计算不同处理区域内的锌渣含量值Zi,并将各个Zi值与相对应区域的锌渣含量阈值si对比,当Zi≥si时,机械臂进行捞渣操作;当Zi<si时,机械臂不进行捞渣操作。
其中,锌渣含量阈值si、锌渣含量Zi,均以二值化后所占面积比值为数值。
本发明的热镀锌刮灰捞渣装置与方法与现有技术中装置的及方法的不同之处在于:本发明装置及方法通过图像设备识别锌液状态而后进行捞渣操作,提升工作的稳定性,提高工件镀锌质量。工件镀锌前进入锌液,以及镀锌结束被提出锌液前均进行刮灰刮液操作,并且刮灰操作时配合摄像头使用,对于工件浸入锌液位置的容错度提升,进而提升镀锌质量,刮灰方式贴近人工,适应范围广。将刮灰与捞渣功能集成至同一装置上,提供工作效率,使用自动识别及操纵的方式,降低人工劳作强度和危险性。结构的设计还可适应不同尺寸长度热镀池的使用。将镀锌池分为多个区域分别设定阈值,在不增加图像处理难度情况下提升了判定的准确性,使设备可适应更复杂的光源下的工况。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种热镀锌刮灰捞渣装置,包括处理器(2)、摄像头(4)、刮灰架(3)、左刮板(5)、右刮板(7)、捞渣铲(6)和机械臂(8),其特征在于:
机械臂(8)至少设置一个,位于热镀池(1)右侧;所述右刮板(7)和捞渣铲(6)固定于机械臂(8)的端部;刮灰架(3)设置于热镀池(1)的左侧,和机械臂(8)的相对设置,左刮板(5)设置于刮灰架(3)上,摄像头(4)与处理器(2)连接,处理器(2)连接控制刮灰架(3)、机械臂(8),所述刮灰架(3)可以进行上下与前后移动,吊装链(11)设置在热镀池(1)中间位置。
2.根据权利要求1所述的一种热镀锌刮灰捞渣装置,其特征在于:所述左刮板(5)、右刮板(7)的长度小于热镀池(1)内壁长度。
3.根据权利要求1所述的一种热镀锌刮灰捞渣装置,其特征在于:所述右刮板(7)和捞渣铲(6)之间以一定角度固定,然后铰接于机械臂(8)的前端。
4.一种热镀锌刮灰捞渣方法,其特征在于包括以下步骤:
S1、确定热镀池(1)的尺寸,包括长度l,宽度w,高度h;
S2、根据热镀池(1)长度l及现场情况,确定机械臂(8)的数量及是否设置滑道;
S3、根据热镀池(1)长度l、宽度w、高度h确定机械臂(8)刮灰和捞渣时的运动轨迹,并将程序参数输入至处理器(2)中,将摄像头拍摄到的捞渣动作对应的图片信息输入至处理器(2)中;
S4、运行设备,拍摄热镀池表面锌液照片,判断是否需要捞渣操作,若是则更换捞渣铲进行捞渣操作;
S5、进行液面刮灰操作,工件进入热镀池进行镀锌;
S6、热镀结束后进行液面刮灰操作,将工件提升出热镀池(1);
S7、拍摄图片识别是否需要捞渣操作,若是则更换捞渣铲进行捞渣操作,若否则进行下一步骤;
S8、判断是否结束工作,若是则结束,若否则重复步骤S5-S8。
5.根据权利要求4所述的一种热镀锌刮灰捞渣方法,其特征在于:S5与S7所述刮灰操作包含两子步骤,第一子步骤为所述机械臂端驱动右刮板(7)推动高温锌液表面,使锌液及浮灰向吊装链(11)位置聚集;第二子步骤为刮灰架带动左刮板,由中部吊装链(11)位置向左刮动表面锌液。
6.根据权利要求4所述的一种热镀锌刮灰捞渣方法,其特征在于:工件(10)提出前的刮灰操作与摄像头配合进行,使右刮板(7)的终止位置与左刮板的起始位置均位于吊装链(11)处。
7.根据权利要求4所述的一种热镀锌刮灰捞渣方法,其特征在于:通过图片识别是否需要捞渣,包含以下步骤,
S71、划分不同的图像处理区域,并设定各个处理区域锌渣含量的阈值si;
S72、拍摄镀锌池图片,进入所述处理器进行处理;
S73、图像的去噪与增强处理;
S74、计算不同处理区域内的锌渣含量值Zi,并将各个Zi值与相对应区域的锌渣含量阈值si对比,当Zi≥si时,机械臂进行捞渣操作;当Zi<si时,机械臂不进行捞渣操作。
8.根据权利要求4所述的一种热镀锌刮灰捞渣方法,其特征在于:不同处理区域内的锌渣含量阈值si的设定,由多次采集的图片信息确定,过程为:固定摄像头位置,多次拍摄镀锌液需要捞渣处理时的图片;进一步根据图片中表面锌液的成像效果,人工划分为多个相邻区域,划分依据为图片显示对比度;处理拍摄所得图像,进行二值化处理,获取处理后各个区域内的锌渣含量面积占比;将处理后的图像与拍摄获得的原图像,各个位置进行一一对应,分别将相应区域内锌渣含量达到捞渣处理界限时的面积占比,作为该区域的锌渣含量阈值si。
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