CN108593507B - 一种物料颗粒在线测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动取料装置用于将进料仓中的物料颗粒送入到出料漏斗内；自动拍摄装置用于摄像机对测量区的物料颗粒进行拍照；控制辅助装置：包括负压发生器和气缸，所述气缸做功带动取料杆运动，所述负压产生器提供负压给测量仪将完成测量的物料颗粒吸收到回料仓。本发明采用自动取料和自动测量的手段实现了对火药颗粒的尺寸测量，能实现自动化的不间断测量，提高测量精度和连续性；本发明一改传统的物理测量方式，利用光源拍照对比的方式进行测量，可以避免人为的接触火药颗粒，减少火药颗粒带来的安全隐患；本发明采用的是针对火药颗粒的全新测量方式，具有精度高、效率高等优点，能克服目前传统测量方式带来的全部弊端。

Description

一种物料颗粒在线测量系统

技术领域

本发明涉及火药领域，尤其涉及一种物料颗粒在线测量系统。

背景技术

火药就是可以非常快速地燃烧或分解的物质，能在短时间内产生大量的热量和气体；一般情况下，火药是不能被激烈冲击的，不然会进行快速化学反应，发生燃烧和爆炸。

颗粒状的火药一般都是在特殊的环境下通过粉料挤压而成，而药粉对于人体来说是有明显的伤害的，因此在生产场地，操作工人是需要携带防毒面具进行作业的。而对于生产出来的颗粒是需要进行抽检的，检测颗粒是否符合生产需求。传统的检验方法是利用一个小勺子，从生产线上手动取出几粒，然后通过物流测量方式利用卡尺进行测量。

很显然，传统的测量方式有很大的弊端，首先，工作环境非常恶劣，火药粉尘的环境一般都是带有毒性的，会伤害身体；其次，利用卡尺的方式测量尺寸，或多或少会有碰撞和挤压，会带来安全隐患，最好，这种纯粹的手动测量是不能满足实际需要的，特别是自动化生产的流水线。而目前，暂时没发现有能解决针对火药在线测量的手段。

发明内容

本发明的目的是提供一种在线测量系统，实现对于火药颗粒的自动取料、自动拍照测量、自动排出的一种在线连续式测量系统，替代传统的操作方式。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种物料颗粒在线测量系统，包括：

自动取料装置：包括进料仓、出料漏斗和取料杆，所述取料杆在进料仓与出料漏斗之间往复旋转运动，将进料仓中的物料颗粒送入到出料漏斗内；

自动拍摄装置：包括摄像机、光源和测量仪，所述测量仪将出料漏斗送过来的物料颗粒进行分离后送入透明的测量区，光源和摄像机分别设置在测量区的两侧，所述摄像机对测量区的物料颗粒进行拍照；

控制辅助装置：包括负压发生器和气缸，所述气缸做功带动取料杆运动，所述负压产生器提供负压给测量仪将完成测量的物料颗粒吸收到回料仓。

在上述技术方案中，所述进料仓具有一个自上而下贯通整个仓体的出料通道，通道的下端连接到回料仓，仓体的侧面设置有一个窗口连通出料通道用于取料杆取料。

在上述技术方案中，所述贯穿仓体的出料通道从上而下分为两段，两段的中心轴线相互不重合。

在上述技术方案中，所述取料杆的杆身上设置有定位滑槽，在自动取料装置上设置有定位柱，所述定位柱一端插入到定位滑槽内，所述取料杆在定位滑槽的长度范围内运动。

在上述技术方案中，所述定位滑槽包括两段，一端为直线滑槽，直线滑槽与取料杆的轴线平行，另一段为曲线滑槽，曲线滑槽绕着取料杆的杆身，直线滑槽与曲线滑槽连通。

在上述技术方案中，所述测量仪的透明测量区包括一个透明底板、一个支撑台和一个透明盖板，所述支撑台设置在透明底板与透明盖板之间，且透明底板与透明盖板之间为密封空间。

在上述技术方案中，所述透明盖板上设置有刻度尺。

在上述技术方案中，所述摄像机和光源对称设置在测量仪中透明测量区的两侧，所述光源的光照射在透明测量区上。

在上述技术方案中，所述透明测量区域测量仪的进料口之间设置有分料区，所述分料区包括有多干个凸起的立柱用于将多颗物料颗粒分开。

一种物料颗粒在线测量系统的测量方法，包括以下步骤：

步骤一：在持续进入进料仓的物料颗粒中取出2-3颗物料颗粒并送入到出料漏斗内；

步骤二：出料漏斗内的颗粒通过管道进入到测量仪中，由测量仪中的分料区将物料颗粒分为独立的颗粒后掉落在透明的测量区内；

步骤三：由光源提供光照给透明测量区，由摄像机给透明测量区内的物料颗粒进行拍照，对比拍照的光影和透明测量区上的刻度尺，从而判断物料颗粒的大小尺寸；

步骤四：通过提供负压回收测量完成的物料颗粒；

步骤五：重复步骤一到四的过程，不间断的定时自动取样测量物料颗粒。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明采用自动取料和自动测量的手段实现了对火药颗粒的尺寸测量，能实现自动化的不间断测量，提高测量精度和连续性；

本发明一改传统的物理测量方式，利用光源拍照对比的方式进行测量，可以避免人为的接触火药颗粒，减少火药颗粒带来的安全隐患；

因为采用本发明的系统，操作人员是不需要进入火药生产现场的，直接通过在线测量，因此避免了火药粉尘对操作人员的身体健康的影响；

本发明采用的是针对火药颗粒的全新测量方式，具有精度高、效率高等优点，能克服目前传统测量方式带来的全部弊端。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的系统结构示意图；

图2是自动取料机构的结构示意图；

图3是自动测量仪的结构示意图；

其中：1是整个系统的支撑架，2是自动取料机构，2.1是进料仓，2.2是出料漏斗，2.3是取料杆，2.4是定位机构，2.5是气缸，3是自动测量仪，3.1是分料区， 3.2是出料通道，3.3是支撑台，3.4是透明区域，4是摄像机，5是光源，6是回收仓，7是负压发生器。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本发明的系统结构如图1所示，为了更好的实施在线测量，整个系统分为三层，在整个支撑架中，上层用于设置自动取料机构，中层用于设置自动测量仪，下层用于放置回收仓。

如图2所示，自动取料机构主要包括进料仓、出料漏斗和取料杆；三者处于同一水平面上，且都以中心对称排列在同一轴线上。

取料杆的一端与气缸连接，通过气缸的动力输出，可以使得取料杆在其轴线上往复运动；因为本发明中的取料杆在取料过程中是要进行翻转的，要考虑到连接的问题，因此在取料杆与气缸之间设置有定位轴承，通过定位轴承来连接取料杆和气缸的输出端，使得在受到外力的作用下，取料杆能在轴承的作用下进行旋转。为了实现取料杆的旋转，本发明一改传统的方式，在取料杆上设置定位滑槽，并设置有与定位滑槽相互配合的定位柱，定位柱一端固定，另一端插入到定位滑槽内；而定位滑槽并不是完全的与取料杆轴线平行的，定位滑槽分为两段，一端与取料杆轴线平行，另一端绕着取料杆的杆身旋转设置，两段是连通的。当气缸通过定位轴承推动取料杆时，取料杆在定位柱的作用下就会沿着定位滑槽的方向进行前进并进行旋转，从而实现取料杆纯粹的机械旋转。

与取料杆端部对应的是进料仓，在进料仓与取料杆之间还设置有出料漏斗。进料仓的仓体上自上到下设置有一个进料通道，仓体的侧面，面对取料杆的方向设置有一个取料窗口，取料窗口与进料通道是连通的。进料通道分为上下两个部分，下部通道的直径大于上部通道的直径，所以上下两个部分轴线不对称，不能重合。因为取料杆的端部是需要不停的伸入到取料窗口内进行取料的，但是因为取料的对象是火药颗粒，频繁的取料可能导致取料杆的端部与颗粒进行碰撞，因此取料杆的端部的极限位置与进料通道的内壁面之间是有大于火药颗粒的间隙，避免因为碰撞发生爆炸。

取料杆在取料成功后，由气缸带动取料杆往回运动，在运动过程中通过定位滑槽的定位实现取料杆的旋转，最大的旋转角度可以做到90度，因此取料杆取料后再近些旋转，可以将火药颗粒倾倒入出料漏斗中。

如图1所示，在取料杆不停的取料过程中，物料是不会停止进入到进料仓的，因此多余的物料颗粒进通过一根垂直的管道进入到回收仓中，而出料漏斗将获取到的颗粒送入到测量仪中。

如图3所示，测量仪包括一个基座，基座为方形结构，在其正面上设置有一个贯通的区域用于做测量区；测量区内设置有一块透明的玻璃底板，在测量区内设置有一个用于放置物料颗粒的支撑台，在测量区域外部设置有一块透明的盖板，使得玻璃底板与透明盖板之间是密封的空间。基座的上端面设置有一个进料口，用于与出料漏斗连接，物料颗粒通过进料口进入测量仪。为了将可能挨在一起的颗粒进行打散，因此在测量区上方设置有分料区，分料区采用凸出的立柱，至少有两排，每一排包括并列设置的若干个立柱，第一排的长度要大于进料口的直径。在支撑台的两侧分别设置有一个出料通道，出料通道的外部是连接到负压发生器的，通过产生负压可以将支撑台上的颗粒给吸出去。

因为整个测量区从一侧面到对立侧面均是透明材料，因此在一个侧面设置光源，在另一个侧面设置摄像机，因为在透明盖板上设置有刻度尺。当光源照射在透明的测试区域时，利用摄像机可以准确的对支撑台上的颗粒进行拍照，然后通过对比拍照的光影和刻度尺比较，就可以得到颗粒的大小尺寸。

本方案的工作过程都是持续不断的，也就是说通过自动控制系统可以使得取料杆在规定的时间内自动取料，测量仪自动的拍照测量，回收装置自动回收余料，然后不间断的重复整个过程。使得整个系统可以完全无人操作的设置在颗粒生产线上，通过自动手段进行测量。而摄像机通过数据传输可以快速的将照片传输到上位机，使得操作人员精确的对整个生产线上的颗粒大小进行判断。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (1)

1.一种物料颗粒在线测量系统，其特征在于包括：

自动取料装置：包括进料仓、出料漏斗和取料杆，所述取料杆在进料仓与出料漏斗之间往复旋转运动，将进料仓中的物料颗粒送入到出料漏斗内，所述进料仓具有一个自上而下贯通整个仓体的出料通道，通道的下端连接到回料仓，仓体的侧面设置有一个窗口连通出料通道用于取料杆取料，取料杆的端部伸入料道后与料道的内壁面之间设置有间隙，所述出料通道从上而下分为两段，两段的中心轴线相互不重合，所述取料杆的杆身上设置有定位滑槽，在自动取料装置上设置有定位柱，所述定位柱一端插入到定位滑槽内，所述取料杆在定位滑槽的长度范围内运动，所述定位滑槽包括两段，一端为直线滑槽，直线滑槽与取料杆的轴线平行，另一段为曲线滑槽，曲线滑槽绕着取料杆的杆身，直线滑槽与曲线滑槽连通；

自动拍摄装置：包括摄像机、光源和测量仪，所述测量仪将出料漏斗送过来的物料颗粒进行分离后送入透明的测量区，光源和摄像机分别设置在测量区的两侧，所述摄像机对测量区的物料颗粒进行拍照，所述测量仪的透明测量区包括一个透明底板、一个支撑台和一个透明盖板，所述支撑台设置在透明底板与透明盖板之间，且透明底板与透明盖板之间为密封空间，所述透明盖板上设置有刻度尺，所述透明测量区域与测量仪的进料口之间设置有分料区，所述分料区包括有多干个凸起的立柱用于将多颗物料颗粒分开，所述摄像机和光源对称设置在测量仪中透明测量区的两侧，所述光源的光照射在透明测量区上；

控制辅助装置：包括负压发生器和气缸，所述气缸做功带动取料杆运动，所述负压产生器提供负压给测量仪将完成测量的物料颗粒吸收到回料仓；

在线测量方法包括以下步骤：

步骤一：在持续进入进料仓的物料颗粒中取出2-3颗物料颗粒并送入到出料漏斗内；

步骤二：出料漏斗内的颗粒通过管道进入到测量仪中，由测量仪中的分料区将物料颗粒分为独立的颗粒后掉落在透明的测量区内；

步骤三：由光源提供光照给透明测量区，由摄像机给透明测量区内的物料颗粒进行拍照，对比拍照的光影和透明测量区上的刻度尺，从而判断物料颗粒的大小尺寸；

步骤四：通过提供负压回收测量完成的物料颗粒；

步骤五：重复步骤一到四的过程，不间断的定时自动取样测量物料颗粒。

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