CN107091609B - 一种全自动机器视觉定子线棒检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种型发电机组定子线棒检测装置，具体来说一种全自动机器视觉定子线棒检测装置，其特征在于：由基座，传送装置，定位装置，测量装置和工控机及PLC控制装置组成。工控机及PLC按生产时序，控制各部分装置实现定子线棒的运输及自动检测功能，完成定子线棒完整的检测过程。本发明自动机器视觉定子线棒检测装置实现了定子线棒检测的自动化，提高了定子线棒检测准确度，减少了工人劳动强度，提高了定子线棒检测效率。

Description

一种全自动机器视觉定子线棒检测装置

技术领域

本发明涉及电气设备领域，具体来说是一种对大型发电机组中定子线棒的几何尺寸进行自动化检测的装置。

背景技术

定子线棒是大型发电机组的核心部件，在发电过程中，电流在发电机的定子线棒中感应出来。定子线棒的尺寸直接决定了发电机组的可靠性与使用寿命。在大型发电机组关键零部件制造过程中，定子线棒合格件的检测是重要的一步。传统的定子线棒检测需要工人利用游标卡尺等工具逐根对定子线棒的中心直线部分及弯曲部分的截面尺寸进行检测。不但劳动强度大，而且检测准确率也不稳定。专利号为CN201610249686.7的中国实用新型专利公开了一种利用机器视觉检测定子线棒的电控系统方案，对于具体装置设计详情并无详细说明；专利号为CN20130716618.9的中国实用新型专利公开了一种基于气体检测的发电机定子线棒绝缘在线检测装置，只涉及定子线棒的绝缘测试，无外形尺寸测试。专利号为CN201520922761.2的中国实用新型专利公开了一种定子线棒的转运装置，涉及到人工转运定子线棒的固定安全性问题。但均无提出定子线棒的自动化检测设备结构设计。因此，提供一种能够实现定子线棒自动检测的实际装置具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对批量化定子线棒的检测问题，提供一种使用机器视觉的自动化定子线棒检测装置方案，实现逐根定子线棒的高速度、高效率、高精度的检测操作。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：一种全自动机器视觉定子线棒检测装置，其特征在于：由基座，传送装置，定位装置，测量装置和工控机及PLC控制装置组成。工控机及PLC按生产时序，控制传动链电机及气缸，实现传送及定位功能。当上一根定子线棒通过运输、定位、检测过程后，PLC及上位机（10）继续控制下一根定子线棒继续完成运输、定位、检测。工业相机与工控机相连，实现数据的检测及处理。

所述的基座由钢型材焊接而成的机架与由螺栓固连在机架上的4根滑轨组成。滑轨上设有凹槽，允许滑动小车的滚轮在凹槽内滚动。

所述的传送装置包括在滑轨上滚动的滑动小车，安装在机架底部中心位置的链传动机构，安装在传动链上的链板及由销轴固定在链板上的自重力块组成。4根滑轨上的4个滑动小车为一组承载1根定子线棒，其中。其中小车上端有平口虎钳装用于定子线棒的固定。小车下端装有滚轮在滑轨内滑动。中间两小车之间焊接有矩形钢板，自重力块通过推动矩形钢板向滑动小车传递动力。小车外侧焊接有圆柱棒形件，气缸通过推动圆柱棒形件带动小车。链传动机构由螺栓固定安装在中间两根滑轨之间的机架下方位置，由传动链电机，链轮，保护罩及两根传送链组成。PLC通过向电机发出信号控制传动链的前进和后退。

所述的定位装置由限位开关、定位电磁铁、定位气缸、推送气缸、工字型钢板组成。限位开关及定位电磁铁均由螺栓安装在机架两侧，限位开关与定位气缸活塞杆的起始位置平行，定位电磁铁与横梁位置平行。定位气缸及推送气缸通过工字状的钢板安装在机架底部，推送气缸活塞杆起始位与定子线棒拍照处平行。活塞杆末端固连有自重力块装置。当有滑动小车接触到限位开关时，传动链电机制动，使滑动小车停止。定位气缸的活塞杆通过自重力块装置推动滑动小车到定位电磁铁处。此时工业相机对定子线棒进行拍照，采集尺寸信息。拍照完毕后，PLC向定位电磁铁发送信号，使定位电磁铁下收，推送气缸的活塞杆通过自重力块装置推动滑动小车离开工业相机拍照位置。之后PLC控制传动链电机反转，继续推动下一根定子线棒进行检测。

所述测量装置包括工业相机及安装相机所用的横梁。依据对定子线棒不同截面处尺寸的图像采集要求，工业相机可划分为数目不同的工业相机组对定子线棒正面及侧面进行拍照，采集有关定子线棒截面尺寸的图像信息，并将定子线棒的图像数据上传到上位机中进行综合图像处理、尺寸检测。

本发明的有益效果是：本发明自动机器视觉定子线棒检测装置提高了定子线棒检测准确度，减少了工人劳动强度，提高了定子线棒检测效率。

附图说明

图1为本发明的系统结构图。

图2为定子线棒检测装置结构示意轴测图。

图3为定子线棒检测装置正视示意图。

图4为定子线棒检测装置底部示意图。

图5为定子线棒检测装置气缸末端自重力块示意图。

图6为定子线棒检测装置链板自重力块示意图。

图7为定子线棒检测装置工业相机示意图。

图8为定子线棒检测装置滑动小车示意图。

图中：1机架，2滑轨，3滑动小车，4横梁，5工业相机3组，6工业相机1组，7限位开关，8定位电磁铁，9自重力块装置， 10 上位机， 11工业相机2组，12传动链电机，13传动链，14传动链轮，15工字型钢板，16定位气缸，17推送气缸，18自重力块基座，19自重力块，20销轴，21链板，22圆柱棒形件，23平口虎钳，24滚轮。

具体实施方式

下面结合附图1-6和具体实施例对发明做进一步的详细描述。

待检测的定子线棒放于滑轨（2）上的滑动小车（3）上端的平口虎钳（23）之中，滑轨由螺栓固定于由钢型材焊接而成的机架（1）上。四根滑轨（2）上的四个滑动小车(3)共支撑一根定子线棒，中间两个滑动小车（3）通过矩形钢板焊接固连。经由螺栓固定在机架（1）底部中间位置的链传动机构由传动链电机（12）、链轮（13）及两根传动链（14）组成，其中链板(21)固定在两根传动链（13）上，链板（21）上有通过销轴固定的自重力块(19)。PLC控制传动链电机（12）带动传动链（13）向前推进，带动链板（21）上的自重力块（19）推动滑动小车(3)之间焊接的矩形钢板，带动滑动小车（3）前进。当承载有定子线棒的滑动小车抵触到限位开关（7）后，PLC向传动链电机（12）发出制动信号使滑动小车（3）停止。自重力块（19）是一个截面为直角三角形的铁制块，其直角附近由销轴（20）固定于链板（21），直角部分打圆角，因而可以围绕其直角旋转。当链带动自重力块（19）前进时，由于重力作用其长直角边贴地，短直角边推动钢板带动滑动小车（3）前进；当传动链带动自重力块（19）后退时，钢板接触自重力块（19）斜边使自重力块（19）翘起，钢板下端与自重力块（19）斜边擦过，因此回退时自重力块（19）不与滑动小车（3）干涉。限位开关（7）和定位电磁铁（8）均由螺栓安装在机架（1）两侧。两个定位气缸（16）通过工字形钢板（15）由螺栓固定于机架（1）底部呈对称布置，定位气缸（16）的活塞杆末端装有自重力块装置（9）。活塞杆通过自重力块装置（9）推动滑动小车（3）内侧的圆柱棒形件（22），推送承载定子线棒的滑动小车（3）直到抵触定位电磁铁（8）。工业相机划分为3组，工业相机组1（6）所含相机数目为3，用于采集定子线棒截面长度尺寸数据；工业相机组2（11）所含相机数目为3，用于采集定子线棒截面宽度尺寸数据；工业相机组3（5）所含相机数目为2，用于采集定子线棒弯折处长度尺寸数据。检测完成后PLC控制定位电磁铁（8）下收，通过工字形钢板（15）由螺栓固定于机架底部呈对称布置的两个推送气缸（17）将承载检测过的定子线棒的滑动小车（3）推离工业相机（5）（6）（11）的拍照位置。完成一根定子线棒完整的检测过程。之后传动链电机（12）反转，开始下一根定子线棒的检测过程。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种全自动机器视觉定子线棒检测装置，其特征在于该装置包括机架(1)、滑轨(2)、滑动小车(3)、横梁(4)、工业相机3组(5)、工业相机1组(6)，工业相机2组(11)、限位开关(7)、定位电磁铁(8)、自重力块装置(9)、上位机(10)、传动链电机(12)、传动链(13)、传动链轮(14)、工字型钢板(15)、定位气缸(16)、推送气缸(17)、链板(21)；滑轨(2)由螺栓固定在机架(1)上，滑动小车上侧设置有平口虎钳(23)，侧边焊接有圆柱棒形件(22)，底部包括滚轮(24)可以在滑轨(2)的凹槽内滑动；工业相机3组(5)、工业相机1组(6)，工业相机2组(11)安装在横梁(4)上，横梁(4)横跨机架(1)位于中间位置；限位开关(7)、定位电磁铁(8)通过螺栓安装在机架(1)两侧；定位电磁铁(8)安装位置与横梁(4)位置齐平；传动链装置包括传动链电机(12)、传动链轮(14)及两根传动链(13)，由螺栓安装在机架(1)底部中心位置；链板(21)安装在传动链(13)上，链板(21)上方安装有自重力块(19)；自重力块(19)可以围绕着其直角位置的销轴转动；6块工字形钢板(15)由螺栓对称安装于机架(1)底部，定位气缸(16)，推送气缸(17)分别为两组对称由螺栓安装于工字形钢板(15)之上；定位气缸(16)活塞杆起始端与限位开关位置齐平；推送气缸(17)活塞杆起始端与工业相机拍照处齐平；定位气缸(16)与推送气缸(17)末端固连有自重力块装置(9)，自重力块装置(9)包括自重力块基座(18)，自重力块(19)及销轴(20)，自重力块(19)通过销轴(20)固定在自重力块基座(18)上；PLC及上位机(10)控制该装置完成批量定子线棒逐根的传输、定位、检测；

4根滑轨(2)上的4个滑动小车(3)为一组，承载1根定子线棒，其中：滑动小车(3)上端装有平口虎钳(23)用于定子线棒的固定；滑动小车(3)下端装有滚轮(24)在滑轨(2)内滑动；中间两滑动小车(3)之间焊接有矩形钢板，自重力块(19)通过推动矩形钢板向滑动小车(3)传递动力；小车外侧焊接有圆柱棒形件(22)；定位气缸(16)和推送气缸(17)通过推动圆柱棒形件(22)带动小车；PLC通过向传动链电机(12)发出信号控制传动链(13)的前进和后退；

当承载有定子线棒的滑动小车(3)抵触到限位开关(7)后，PLC向传动链电机(12)发出制动信号使滑动小车(3)停止；定位气缸(16)的活塞杆通过自重力块装置(9)推动滑动小车(3)到定位电磁铁(8)处；此时工业相机3组(5)、工业相机1组(6)，工业相机2组(11)对定子线棒进行拍照采集图像信息；拍照完毕后，PLC向定位电磁铁(8)发送信号，使定位电磁铁(8)下收，推送气缸(17)的活塞杆通过自重力块装置(9)推动滑动小车(3)离开拍照位置；之后PLC控制传动链电机(12)反转，继续推动下一根定子线棒进行检测；自重力块(19)是一个截面为直角三角形的铁制块，用于对滑动小车(3)的单向推送；其直角部分打圆角，因而可以围绕其直角附近销轴(20)旋转；当自重力块(19)推动小车时，由于重力作用其长直角边贴地，短直角边推动滑动小车(3)前进；当传动链带动自重力块(19)后退时，钢板接触自重力块(19)斜边使其翘起，钢板下端与斜边平行擦过，因此回退时自重力块(19)不与滑动小车(3)干涉。

2.根据权利要求1所述的全自动机器视觉定子线棒检测装置，其特征在于：依据对定子线棒不同截面处尺寸的图像采集要求，工业相机3组(5)、工业相机1组(6)，工业相机2组(11)可划分为数目不同的组对定子线棒正面及侧面进行拍照，采集有关定子线棒截面尺寸的图像信息，对于定子线棒的图像数据上传到上位机(10)中进行综合图像处理、尺寸检测；

工业相机划分为3组，工业相机1组(6)所含相机数目为3，用于采集定子线棒截面长度尺寸数据；工业相机2组(11)所含相机数目为3，用于采集定子线棒截面宽度尺寸数据；工业相机3组(5)所含相机数目为2，用于采集定子线棒弯折处长度尺寸数据；检测完成后，PLC控制定位电磁铁(8)下收，通过工字形钢板(15)由螺栓固定于机架底部呈对称布置的两个推送气缸(17)将承载检测过的定子线棒的滑动小车(3)推离工业相机3组(5)、工业相机1组(6)，工业相机2组(11)的拍照位置，完成了一根定子线棒完整的检测过程；之后传动链电机(12)反转，开始下一根定子线棒的检测过程。

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