CN103267707B - 一种乳胶基质和成品乳化炸药密度在线检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种乳胶基质和成品乳化炸药密度在线检测系统及方法，用于工业乳化炸药生产线上，包括机架、工业机器人、基质输送机、刮板机构、机器人夹具、称重装置与取样容器以及计算装置。其利用机器人夹具上的抓手用取样容器进行在线取样，由于取样容器为定容积量杯，即可得到基质的体积，通过称重装置得到基质的重量，进而可计算得出被测基质的密度；清洗装置可对机器人夹具和刮板机构进行清洗。该密度在线检测系统解决了工业炸药生产线上乳胶基质和成品炸药密度由人工取样离线检测的问题，可实现了由工业机器人自动取样及在线检测，测量快速准确，还减少了在线工作人员，降低安全隐患。

Description

一种乳胶基质和成品乳化炸药密度在线检测系统及方法

技术领域

本发明属于民爆领域，特别涉及一种乳胶基质和成品乳化炸药密度在线检测系统及方法。

背景技术

目前,乳化炸药已成为我国工业炸药中的主导产品。乳化炸药的密度参数直接关系到其起爆可靠性、爆轰性能以及储运使用的安全性。

《民用爆炸物品行业“十二五”发展规划》明确指出，工业炸药推动生产过程智能化和生产装备数字化，提高生产线的数控化和自动化水平，加强企业信息化的集成应用、创新应用和企业信息化系统与民爆行业监管系统的衔接，提高管理水平。因此，在民爆领域，在完善安全生产基础条件建设的同时，不断提高生产线自动化、连续化、信息化、无人化是民爆行业发展的必经之路和方向。

但在目前工艺条件下,乳胶基质和成品乳化炸药密度（以下简称基质）的检测方法主要是人工取样后进行离线测量，测量数据不能及时反馈到生产系统中，对实际的生产指导存在滞后性。而且采用人工取样的方式，增加了生产线工作人员，造成极大的安全隐患。

发明内容

为了解决现场人工取样离线测量和数据不能及时进行反馈用于指导生产的问题，本发明旨在提供一种用于工业乳化炸药生产线上的乳胶基质和成品乳化炸药密度在线检测系统及方法。该发明可以对乳胶基质和成品乳化炸药的密度进行在线取样、测量，并将测量后的数据直接上传到计算装置中用于指导生产。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明第一方面提供一种乳胶基质和成品乳化炸药密度在线检测系统，用于工业乳化炸药生产线上，包括机架、工业机器人、基质输送机、刮板机构、机器人夹具、称重装置与取样容器以及计算装置。

所述机架安装于地面，且分列于所述基质输送机的左右两侧。

所述工业机器人安装于机器人底座的上表面，所述机器人底座与地面连接且位于所述基质输送机的侧面。

所述刮板机构包括无杆气缸、连接板、第一直线导轨副、刮板横梁、盖板、导向轴、气缸、直线轴承、气缸端板、刮板安装支架与刮板。所述无杆气缸和所述第一直线导轨副分别安装于所述机架横梁的侧面和顶面上；所述刮板横梁的左侧面通过连接板与所述无杆气缸的滑板连接，所述刮板横梁的底面与所述第一直线导轨副的滑块连接；所述盖板通过螺钉和所述刮板横梁的上表面连接；所述气缸安装于所述刮板横梁的前端；所述气缸端板与所述气缸的活塞杆连接；两个所述直线轴承分别安装于所述气缸的两侧；所述导向轴穿过所述直线轴承与所述气缸端板连接；所述刮板安装支架安装于所述气缸端板的下表面，所述刮板安装于所述刮板安装支架的下面。

所述机器人夹具包括夹具底座、第二直线导轨副、滑板、顶板、平行气爪、抓手、气缸接头、短行程气缸与气缸安装板，所述夹具底座与工业机器人的法兰通过螺钉连接；所述第二直线导轨副安装于所述夹具底座的安装面上；所述滑板安装于所述第二直线导轨副的滑块上；所述顶板的一端安装于所述滑板的上方，另一端通过气缸接头与所述短行程气缸连接；所述短行程气缸安装于所述气缸安装板的安装面上，且通过气缸安装板的安装面用螺钉与夹具底座连接；所述平行气爪安装于所述滑板的安装面上，且两个所述抓手对称安装于所述平行气爪的移动块上用于抓取所述取样容器送至给所述称重装置。

所述取样容器通过所述抓手在基质排出口处对基质进行取样。

所述称重装置包括称重支架、称重传感器与称重台，所述称重支架安装于所述机架的上横梁上，所述称重传感器安装于所述称重支架的上安装面上，且所述称重传感器的上表面安装有所述称重台。

进一步地，所述乳胶基质和成品乳化炸药密度在线检测系统还包括清洗装置，所述清洗装置通过清洗槽安装于所述机架上，且所述清洗装置包含清洗槽、喷水嘴、吹气嘴与排污口，所述排污口与排污系统相连通。

优选地，所述无杆气缸和所述第一直线导轨副呈垂直分布。

进一步地，所述称重装置还包括显示仪表，所述显示仪表通过支撑架与所述称重支架连接。

优选地，所述工业机器人为6自由度防爆机器人。

优选地，所述取样容器为定容积量杯。

本发明第二方面提供一种乳胶基质和成品乳化炸药密度在线检测方法，包括上述的乳胶基质和成品乳化炸药密度在线检测系统，当基质通过所述基质排出口流出后，所述机器人夹具的抓手抓取所述取样容器接近所述基质排出口取样，取样的同时所述机器人夹具上安装的短行程气缸以一定的频率往复运动，确保取到的基质均匀地充满取样容器；取样结束后，工业机器人运动到刮板机构的刮板下方，利用刮板去除取样容器上的多余基质，然后将装满基质的取样容器放置到称重装置的称重台上，称重传感器将所得数据上传到计算装置中，计算装置根据ρ=m/v计算出被测物体的密度。

当工业机器人再次抓取取样容器将基质倒在基质输送机上投入使用，然后将取样容器移动到清洗装置的清洗槽内，喷水嘴喷水冲洗所述取样容器，吹气嘴吹气对所述取样容器进行吹干，工业机器人回到等待位置等待下一个工作循环；同时，在刮板机构完成工作后，无杆气缸动作，刮板横梁移动至清洗装置的清洗槽内，横梁前端的气缸的活塞杆向下伸出到达清洗位置，喷水嘴喷水冲洗所述刮板，吹气嘴对所述刮板吹气进行吹干清洗完成后恢复到起始位置。

本发明提供的所述乳胶基质和成品乳化炸药密度在线检测系统及方法其利用机器人夹具上的抓手用取样容器进行在线取样，由于取样容器为定容积量杯，即可得到基质的体积，通过称重装置得到基质的重量，进而可计算得出被测基质的密度；所述清洗装置可对机器人夹具和刮板机构进行清洗。

综上，本发明具有以下有益效果：

1）解决了工业炸药生产线上乳胶基质和成品炸药密度由人工取样离线检测的问题，实现了由工业机器人自动取样及在线检测；

2）测量快速准确，检测的数据直接用于指导生产，实现生产线的连续化、自动化生产；

3）减少在线工作人员，降低安全隐患，实现工业机器人在民爆领域的应用，提高了行业智能化、自动化、信息化水平。

附图说明

图1为本发明提出的一种乳胶基质和成品乳化炸药密度在线检测系统的结构示意图；

图2为图1中刮板机构的结构示意图；

图3为图1中机器人夹具的结构示意图；

图4为图1中称重装置的结构示意图。

附图标号说明

1-机架；2-刮板机构；201-无杆气缸；202-连接板；203-第一直线导轨副；204-刮板横梁；205-盖板；206-导向轴；207-气缸；208-直线轴承；209-气缸端板；210-刮板安装支架；211-刮板；3-清洗装置；4-基质排出口；5-量杯；6-机器人夹具；601-夹具底座；602-第二直线导轨副；603-滑板；604-顶板；605-平行气爪；606-抓手；607-气缸接头；608-短行程气缸；609-气缸安装板；7-称重装置；701-称重支架；702-称重传感器；703-称重台；704-显示仪表；705-支撑架；8-工业机器人；9-机器人底座；10-基质输送机。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案：

请参照图1，本发明提供了一种乳胶基质和成品乳化炸药密度在线检测系统及方法，用于工业乳化炸药生产线上，包括机架1、工业机器人8、基质输送机10、刮板机构2、机器人夹具6、称重装置7与取样容器5以及计算装置（未图示）。

请参照图1，所述机架1安装于地面，且分列于所述基质输送机10的左右两侧。

请参照图1，所述工业机器人8安装于机器人底座9的上表面，所述机器人底座9与地面连接且位于所述基质输送机10的侧面。

请参照图1和图2，所述刮板机构2包括无杆气缸201、连接板202、第一直线导轨副203、刮板横梁204、盖板205、导向轴206、气缸207、直线轴承208、气缸端板209、刮板安装支架210与刮板211。

请参照图2，所述无杆气缸201和所述第一直线导轨副203分别安装于所述机架1横梁的侧面和顶面上，且所述无杆气缸201和所述第一直线导轨副203呈垂直分布。

请参照图2，所述刮板横梁204的左侧面通过连接板202与所述无杆气缸201的滑板连接，所述刮板横梁204的底面与所述第一直线导轨副203的滑块连接；所述盖板205通过螺钉和所述刮板横梁204的上表面连接；所述气缸207安装于所述刮板横梁204的前端；所述气缸端板209与所述气缸207的活塞杆连接；两个所述直线轴承208分别安装于所述气缸207的两侧；所述导向轴206穿过所述直线轴承208与所述气缸端板209连接；所述刮板安装支架210安装于所述气缸端板209的下表面，所述刮板211安装于所述刮板安装支架210的下面。

请参照图1和图3，所述机器人夹具6包括夹具底座601、第二直线导轨副602、滑板603、顶板604、平行气爪605、抓手606、气缸接头607、短行程气缸608与气缸安装板609。

请参照图3，所述夹具底座601与工业机器人8的法兰通过螺钉连接；所述第二直线导轨副602安装于所述夹具底座601的安装面上；所述滑板603安装于所述第二直线导轨副602的滑块上；所述顶板604的一端安装于所述滑板603的上方，另一端通过气缸接头607与所述短行程气缸608连接；所述短行程气缸608安装于所述气缸安装板609的安装面上，且通过气缸安装板609的安装面用螺钉与夹具底座601连接；所述平行气爪605安装于所述滑板603的安装面上，且两个所述抓手606对称安装于所述平行气爪605的移动块上。

请参照图1和图3，所述取样容器5通过所述抓手606在基质排出口4处对基质进行取样后所述抓手606抓取所述取样容器5送至给所述称重装置7。

请参照图1和图4，所述称重装置7包括称重支架701、称重传感器702与称重台703，所述称重支架701安装于所述机架1的上横梁上，所述称重传感器702安装于所述称重支架701的上安装面上，且所述称重传感器702与所述计算装置（未图示）电性连接用于将称重数据上传至所述计算装置，所述称重台703安装于所述称重传感器702的上表面。

请参照图4，所述称重装置7还包括显示仪表704，所述显示仪表704通过支撑架705与所述称重支架701连接。

请参照图1，所述乳胶基质和成品乳化炸药密度在线检测系统还包括清洗装置3，所述清洗装置3通过清洗槽（未图示）安装于所述机架1上，且所述清洗装置包含清洗槽（未图示）、喷水嘴（未图示）、吹气嘴（未图示）与排污口（未图示），所述排污口与排污系统相连通。

本实施例中，所述工业机器人8优选为6自由度防爆机器人，但并不以此为限。

本实施例中，所述取样容器5为能量取所述基质的杯体，优选为定容积量杯，但并不以此为限。

工作时，请参照图1至图4，基质通过基质排出口4流出，工业机器人8前端的机器人夹具6的抓手606抓取取样容器5接近基质排出口4取样，取样的同时机器人夹具6上安装的短行程气缸608以一定的频率往复运动，确保取到的基质均匀地充满取样容器5，取料的时间根据生产线产量由程序自动设定。取样结束后，工业机器人8运动到刮板机构2的刮板211下方，利用刮板211去除取样容器5上的多余基质，然后将装满基质的取样容器5放置到称重装置7的称重台703上，称重传感器702将所得数据上传到计算装置中，计算装置根据ρ=m/v计算出被测物体的密度并将数据用于指导生产。

请参照图1至图4，当工业机器人8再次抓取取样容器5将基质倒在基质输送机10上投入使用，然后将所述取样容器5移动到清洗装置3的清洗槽内，喷水嘴喷水冲洗所述取样容器5，吹气嘴吹气对所述取样容器5进行吹干，工业机器人8回到等待位置等待下一个工作循环。同时，在刮板机构2完成工作后，无杆气缸201动作，刮板横梁204移动至清洗装置3的清洗槽内，横梁前端的气缸207的活塞杆向下伸出到达清洗位置，喷水嘴喷水冲洗所述刮板211，吹气嘴对所述刮板211吹气进行吹干清洗完成后恢复到起始位置。

综上，本发明提供的所述乳胶基质和成品乳化炸药密度在线检测系统其利用机器人夹具上的抓手用取样容器进行在线取样，由于取样容器为定容积量杯，即可得到基质的体积，通过称重装置得到基质的重量，进而可计算得出被测基质的密度，所述清洗装置可对机器人夹具和刮板机构进行清洗，解决了工业炸药生产线上乳胶基质和成品炸药密度由人工取样离线检测的问题，实现了由工业机器人自动取样及在线检测；测量快速准确，检测的数据直接用于指导生产，实现生产线的连续化、自动化生产；减少在线工作人员，降低安全隐患，实现工业机器人在民爆领域的应用，提高了行业智能化、自动化、信息化水平。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种乳胶基质和成品乳化炸药密度在线检测系统，用于工业乳化炸药生产线上，其特征在于，包括机架、工业机器人、基质输送机、刮板机构、机器人夹具、称重装置与取样容器以及计算装置，其中：

所述机架安装于地面，且分列于所述基质输送机的左右两侧；

所述工业机器人安装于机器人底座的上表面，所述机器人底座与地面连接且位于所述基质输送机的侧面；

所述刮板机构包括无杆气缸一、连接板、第一直线导轨副、刮板横梁、盖板、导向轴、气缸二、直线轴承、气缸端板、刮板安装支架与刮板，所述无杆气缸一和所述第一直线导轨副分别安装于所述机架横梁的侧面和顶面上；所述刮板横梁的左侧面通过连接板与所述无杆气缸一的滑板连接，所述刮板横梁的底面与所述第一直线导轨副的滑块连接；所述盖板通过螺钉和所述刮板横梁的上表面连接；所述气缸二安装于所述刮板横梁的前端；所述气缸端板与所述气缸二的活塞杆连接；两个所述直线轴承分别安装于所述气缸二的两侧；所述导向轴穿过所述直线轴承与所述气缸端板连接；所述刮板安装支架安装于所述气缸端板的下表面，所述刮板安装于所述刮板安装支架的下面；

所述机器人夹具包括夹具底座、第二直线导轨副、滑板、顶板、平行气爪、抓手、气缸接头、短行程气缸三与气缸安装板，所述夹具底座与工业机器人的法兰通过螺钉连接；所述第二直线导轨副安装于所述夹具底座的安装面上；所述滑板安装于所述第二直线导轨副的滑块上；所述顶板的一端安装于所述滑板的上方，另一端通过气缸接头与所述短行程气缸三连接；所述短行程气缸三安装于所述气缸安装板的安装面上，且通过气缸安装板的安装面用螺钉与夹具底座连接；所述平行气爪安装于所述滑板的安装面上，且两个所述抓手对称安装于所述平行气爪的移动块上用于抓取所述取样容器送至给所述称重装置；

所述取样容器通过所述抓手在基质排出口处对基质进行取样；

所述称重装置包括称重支架、称重传感器与称重台，所述称重支架安装于所述机架的上横梁上，所述称重传感器安装于所述称重支架的上安装面上，且所述称重传感器与所述计算装置电性连接用于将称重数据上传至所述计算装置，所述称重台安装于所述称重传感器的上表面；

所述的一种乳胶基质和成品乳化炸药密度在线检测系统还包括清洗装置，所述清洗装置通过清洗槽安装于所述机架上，且所述清洗装置包含清洗槽、喷水嘴、吹气嘴与排污口，所述排污口与排污系统相连通；

所述称重装置还包括显示仪表，所述显示仪表通过支撑架与所述称重支架连接。

2.根据权利要求1所述的一种乳胶基质和成品乳化炸药密度在线检测系统，其特征在于，所述无杆气缸一和所述第一直线导轨副呈垂直分布。

3.根据权利要求1所述的一种乳胶基质和成品乳化炸药密度在线检测系统，其特征在于，所述工业机器人为6自由度防爆机器人。

4.根据权利要求1所述的一种乳胶基质和成品乳化炸药密度在线检测系统，其特征在于，所述取样容器为定容积量杯。

5.一种乳胶基质和成品乳化炸药密度在线检测方法，包括如权利要求1至权利要求4中任一项所述的乳胶基质和成品乳化炸药密度在线检测系统，其特征在于，基质通过所述基质排出口流出，所述机器人夹具的抓手抓取所述取样容器接近所述基质排出口取样，取样的同时所述机器人夹具上安装的短行程气缸三以一定的频率往复运动，确保取到的基质均匀地充满取样容器；取样结束后，工业机器人运动到刮板机构的刮板下方，利用刮板去除取样容器上的多余基质，然后将装满基质的取样容器放置到称重装置的称重台上，称重传感器将所得数据上传到计算装置中，计算装置根据ρ＝m/v计算出被测物体的密度；

工业机器人再次抓取取样容器将基质倒在基质输送机上投入使用，然后将取样容器移动到清洗装置的清洗槽内，喷水嘴喷水冲洗所述取样容器，吹气嘴吹气对所述取样容器进行吹干，工业机器人回到等待位置等待下一个工作循环；同时，在刮板机构完成工作后，无杆气缸一动作，刮板横梁移动至清洗装置的清洗槽内，横梁前端的气缸二的活塞杆向下伸出到达清洗位置，喷水嘴喷水冲洗所述刮板，吹气嘴对所述刮板吹气进行吹干清洗完成后恢复到起始位置。