CN109482512B - 一种发射药尺寸在线检测、分拣设备及检测、分拣方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发射药尺寸在线检测、分拣设备，包括：皮带传输装置，皮带驱动装置，发射药检测装置，剔废机构，安装支架，所述皮带传输装置通过滚筒安装于安装支架上，所述皮带传输装置包括传输线Ⅰ，传输线II，所述皮带驱动装置安装于安装支架侧面，所述发射药检测装置安装于传输线Ⅰ上部；所述剔废机构包括两组滚筒，两组滚筒与皮带配合形成剔废缝隙，该剔废缝隙宽度通过滚筒运动调节，通过控制系统用于检测和反馈控制整个装置的运动状态，本发明有效解决了发射药传统人工目视检测的安全与质量问题，提高了生产效率，节约了生产资源，本发明可应用于片状、条状等多种外形的发射药尺寸在线检测及分拣过程中。

Description

一种发射药尺寸在线检测、分拣设备及检测、分拣方法
技术领域
本发明属于火炸药制备自动化生产领域，具体涉及一种发射药尺寸在线检测及分拣方法。
背景技术
发射药是用于完成抛射任务的火药，作为身管武器装备的能源产品，基本功能是将弹丸可靠、准确地射向目标。发射药为了有规律地释放其能量，所有原料均需要通过塑化、压伸成型等工艺过程得到具有一定质量、形状尺寸的药条，药条外形尺寸是否一致且符合工艺要求与身管武器的打击精度、攻击范围等技战术指标密切相关。
我国由于历史原因，虽然近年来针对火炸药制备行业进行了综合技改和科研攻关，但并没有改变原有生产模式，产品质量在线检测都需要人工完成，尤其在发射药成型质量检测方面，全部采用人工目视检测，成型后的药条依次通过输送皮带，工人在旁边靠肉眼来检查是否存在外观和质量缺陷。这种简单重复的检测方式人眼劳动强度大，工人长时间得不到休息，极易疲劳，长时间工作下极容易出现错检、漏检，甚至会将致命缺陷、重大缺陷漏检，造成极大的质量安全隐患。另外由于个人判别的主观标准不一致，导致检测结果也存在差异，造成原材料的浪费，不利于节约原料和能源。而由于人工检测效率低，所以为了完成生产任务，工厂不得不采取人海战术，采用多人战略来弥补效率低的缺陷。这样不仅造成增加了企业的人力成本，还具有极大的安全隐患，同时药条挥发使得工作现场存留大量有毒有害气体，严重威胁工人身体健康。
发明内容
为解决火炸药制备过程中人工目视检测效率低、安全性差的问题，本发明提供一种发射药尺寸在线检测及分拣设备，达到检测结果准确，安全可靠的技术效果。
为达到上述技术目的，通过如下技术方案予以解决：
一种发射药尺寸在线检测及分拣设备，包括：皮带传输装置，皮带驱动装置，发射药检测装置，剔废机构，安装支架，所述皮带传输装置通过滚筒安装于安装支架上，所述皮带传输装置包括传输线Ⅰ，传输线II，所述皮带驱动装置安装于安装支架侧面，所述发射药检测装置安装于传输线Ⅰ上部；所述剔废机构包括两组滚筒：第一组滚筒和第二组滚筒，所述第一组滚筒包括第一滚筒和第二滚筒，所述第二组滚筒包括第三滚筒和第四滚筒，两组滚筒与皮带配合形成剔废缝隙，该剔废缝隙宽度通过滚筒运动调节。
优选的，所述第一组滚筒和第二组滚筒分别为等距水平直线运动，带动皮带运动，调节剔废缝隙宽度，所述皮带总长度不变，所述两组滚筒可以是其中一组运动，也可以是两组滚筒都运动，目的在于能形成剔废缝隙达到剔除不合格发射药的效果。
优选的，所述传输线II侧面安装剔废气缸，第一滚筒、第二滚筒与安装于安装支架侧面的轴连接板相连，轴连接板与剔废气缸相连。
优选的，所述皮带驱动装置包括防爆伺服电机、减速器，所述减速器安装在传输线Ⅰ侧面，防爆伺服电机与减速器相连，防爆伺服电机带动传输线按照设定的速度和方向运动。
优选的，所述发射药检测装置包括相机支架，相机，光源，所述相机支架安装在传输线Ⅰ上，相机与相机支架相连，光源安装在相机支架上，所述相机支架两侧均设置有光源，光源的设置可以提高相机拍照清晰度，帮助相机采集到准确的数据。
优选的，所述安装支架侧面安装检测开关Ⅰ，剔废气缸上安装检测开关II，所述设备还包括控制系统，控制系统包括：控制器、编码器、检测开关Ⅰ、检测开关II、伺服电机驱动器、线圈Ⅰ，所述控制器上输出点QW0与伺服电机驱动器相连，控制防爆伺服电机的转速、方向；QX2.1与伺服电机驱动器相连，控制防爆伺服电机的启停状态；QX2.2与线圈Ⅰ相连，控制剔废气缸伸出与收回状态；输入点IW0与编码器相连，检测传输线Ⅰ的传输速度；输入点IW2与相机相连，检测发射药外形尺寸是否合格；输入点IX4.0与检测开关Ⅰ相连，检测等距剔废传输线Ⅰ是否闭合；输入点IX4.1与检测开关II相连，检测剔废气缸是否收回到位；输入点IX4.2与伺服电机驱动器相连，反馈伺服电机运动状态。
优选的，所述剔废机构还包括安装于传输线Ⅰ下方的废料盒。
优选的，皮带驱动装置包括防爆伺服电机、减速器，所述减速器安装在传输线Ⅰ侧面，防爆伺服电机与减速器相连，伺服机为防爆伺服机，原因在于，本发明所检测的物质为易燃易爆物质。
优选的，所述发射药检测装置包括相机支架，相机，光源，所述相机支架安装在传输线Ⅰ上，相机与相机支架相连，光源安装在相机支架上，所述相机支架两侧均设置有光源，光源的设置可以提高相机拍照清晰度，帮助相机采集到真实的数据，为了得到更好的拍摄效果，可以设置多个相机，从不同角度对发射药进行采集。
一种发射药尺寸在线检测及分拣方法，采用如上所述的设备，人工将发射药均匀铺在传输线Ⅰ上，皮带驱动装置按照设定的速度和方向运动，发射药随着传输线Ⅰ传输经过发射药检测装置下方，发射药检测装置对发射药尺寸是否合格做出判断，若合格，则剔废机构保持初始状态，合格品由传输线II传送下线；若不合格，则剔废机构动作带动第一组滚筒和第二组滚筒移动，形成剔废缝隙，完成发射药的外形尺寸在线检测及分拣过程。
有益效果：
本发明通过发射药尺寸在线检测及分拣设备，实现发射药尺寸的在线检测及分拣，采用的机器视觉检测以及等距皮带传输剔废方式具有较高的一致性和稳定性，发射药外形尺寸在线检测及分拣方法有效解决了传统人工目视检测的安全与质量问题，提高了生产效率，节约了生产资源，本设备还配备控制系统，在检选过程中实现了人机隔离，最大程度的降低了对工人的健康危害。采用本发明所述设备，对提高国内火炸药制备自动化水平、提高产品一致性有着重要的作用。
本发明可应用于片状、条状等多种外形的发射药尺寸在线检测及分拣过程中。
附图说明
图1是本发明发射药尺寸在线检测及分拣设备的主视图。
图2是本发明发射药尺寸在线检测及分拣设备的等距皮带传输剔废示意图。
图3是本发明发射药尺寸在线检测及分拣设备的控制系统简图。
图4是分拣不合格品时的剔废状态主视图。
图5样品合格时等距皮带示意图。
图6样品不合格时等距皮带传输剔废示意图。
图中：1、相机支架，2、相机，3、光源，4、传输线Ⅰ，5、安装支架，6、传输线II，7、剔废气缸，8、基座，9、轴连接板，10、废料盒，11、防爆伺服电机，12、减速器，13、控制器，14、编码器，15、检测开关Ⅰ，16、检测开关II，17、伺服电机驱动器，18、线圈Ⅰ，61、第一滚筒，62、第二滚筒，63、第三滚筒，64、第四滚筒，65、第五滚筒，66、第六滚筒，67、第七滚筒，68、第八滚筒，69、剔废缝隙。
具体实施例
下面结合附图对本发明做进一步说明。
实施例1一种发射药尺寸在线检测及分拣设备
图1是本发明发射药尺寸在线检测及分拣设备的主视图。如图1所示，本发明的主体结构包括：相机支架1、相机2、光源3、传输线Ⅰ4、安装支架5、传输线II6、剔废气缸7、基座8、轴连接板9、废料盒10、防爆伺服电机11、减速器12，其连接关系是：皮带通过第五滚筒65、第六滚筒66、第七滚筒67和第八滚筒68安装于安装支架5上，通过第一滚筒61、第二滚筒62、第三滚筒63和第四滚筒64与皮带配合，形成传输线Ⅰ4和传输线II6并形成剔废缝隙69，该剔废缝隙宽度通过第一滚筒61、第二滚筒62、第三滚筒63和第四滚筒64运动调节，所述传输线Ⅰ4和传输线II6安装在基座8上，减速器12安装在传输线Ⅰ4侧面，防爆伺服电机11与减速器12相连，相机支架1安装在传输线Ⅰ4上，相机2与相机支架1相连，光源3安装在相机支架1上，其中剔废驱动装置包括剔废气缸、轴连接板，所述传输线II6侧面安装剔废气缸7，第一滚筒61、第二滚筒62与安装于安装支架5侧面的轴连接板9相连，轴连接板9与剔废气缸7相连，废料盒10安装在传输线Ⅰ4下方，检测开关Ⅰ安装于安装支架5上且位于传输线Ⅰ4侧面，检测开关II安装在剔废气缸7上。
图4、图6是本发明发射药尺寸在线检测及分拣方法的等距皮带传输剔废示意图。如图2所示，剔废机构采用等长皮带线结构，箭头方向表示皮带的运动方向。剔除外形尺寸不合格的发射药时，如图4所示，则剔废气缸7收回，带动轴连接板9动作，带动第一滚筒61和第二滚筒62向右移动△的距离，将剔废缝隙69扩大，不合格品落入废料盒10中，而皮带线的总长度实际上不发生变化，皮带线总体不受额外载荷。
图3是本发明发射药尺寸在线检测及分拣方法的控制系统简图。从图3中可以看出本控制系统部分包括：控制器13、编码器14、检测开关Ⅰ15、检测开关II 16、伺服电机驱动器17、线圈Ⅰ18；其连接关系是：控制器13上输出点QW0与伺服电机驱动器17相连，控制防爆伺服电机11的转速、方向，实现传输线传输速度与方向可控，所述控制器13为PLC控制器；QX2.1与伺服电机驱动器17相连，控制防爆伺服电机11的启停状态；QX2.2与线圈Ⅰ18相连，控制剔废气缸7伸出与收回状态；输入点IW0与编码器14相连，检测传输线Ⅰ4的传输速度；输入点IW2与相机2相连，检测发射药外形尺寸是否合格；输入点IX4.0与检测开关Ⅰ15相连，检测等距剔废传输线Ⅰ4是否闭合；输入点IX4.1与检测开关II 16相连，检测剔废气缸7是否收回到位；输入点IX4.2与伺服电机驱动器17相连，反馈防爆伺服电机11运动状态。
所述的发射药尺寸在线检测及分拣方法工作过程描述如下：加电后，系统进行初始化，防爆伺服电机11处于停止状态，传输线Ⅰ4、传输线II6处于静止状态，剔废气缸7处于伸出状态。工作开始后，人工将发射药均匀的铺在传输线Ⅰ4上，防爆伺服电机11启动，传输线Ⅰ4与传输线II6按照设定的速度和方向运动，发射药随着传输线传输经过相机2下方，通过光源3和相机2形成图像并进行图像处理，根据图像处理系统判断发射药的外形尺寸是否合格。若合格，仪器状态如图1、图5所述，则剔废气缸7依然处于伸出状态，合格的发射药由传输线Ⅰ4传送至传输线II6上依次下线；若不合格，仪器状态如图4、图6所示，则剔废气缸7收回，带动轴连接板9动作，传输线Ⅰ4与传输线II6之间形成剔废缝隙69，不合格品掉入废料盒10中，完成发射药的外形尺寸检测及分拣过程。
本发明可应用于片状、条状等多种外形的发射药尺寸在线检测及分拣过程中。
实施例2一种发射药尺寸在线检测及分拣设备
实施例2与实施例1的区别在于，剔废驱动装置设置于传输线Ⅰ4侧面，所述剔废气缸7安装于传输线Ⅰ4的侧面，轴连接板9与第三滚筒63、第四滚筒64相连，轴连接板9与剔废气缸7相连，废料盒10安装在传输线Ⅰ4下方，检测开关Ⅰ安装于安装支架5上且位于传输线II6侧面，检测开关II安装在剔废气缸7上。
当剔除外形尺寸不合格的发射药时，则剔废气缸7收回，带动轴连接板9动作，带动第三滚筒63、第四滚筒64向左移动△的距离，将剔废缝隙扩大，不合格品落入废料盒中，而皮带线的总长度实际上不发生变化，皮带线总体不受额外载荷。
实施例3一种发射药尺寸在线检测及分拣设备
实施例3与实施例1的区别在于，传输线Ⅰ4和传输线II 6侧面均设有剔废驱动装置，且对称设置，即所述剔废气缸7有两个，分别设置于传输线Ⅰ4和传输线II 6侧面，轴连接板9为两个，一个轴连接板与第一滚筒61、第二滚筒62相连，另一个与第三滚筒63、第四滚筒64相连，轴连接板分别与剔废气缸相连，对称安装两个检测开关Ⅰ，其中一个与图1中检测开关Ⅰ位置相同，另一个与检测开关Ⅰ对称。
当剔除外形尺寸不合格的发射药时，传输线Ⅰ4、传输线II 6下方的剔废驱动装置同时运行，剔废气缸7收回，带动轴连接板9动作，带动第三滚筒63和第四滚筒64向左移动1/2△的距离，带动第一滚筒61和第二滚筒62向右移动1/2△的距离，将剔废缝隙扩大，不合格品落入废料盒中，而皮带线的总长度实际上不发生变化，皮带线总体不受额外载荷。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (6)

1.一种发射药尺寸在线检测、分拣设备，其特征在于，包括：皮带传输装置、皮带驱动装置、发射药检测装置、剔废机构和安装支架(5)，所述皮带传输装置通过第五滚筒（65）、第六滚筒（66）、第七滚筒（67）和第八滚筒（68）安装于安装支架(5)上，所述皮带传输装置包括传输线Ⅰ(4)、传输线II(6)，所述皮带驱动装置安装于安装支架(5)侧面，所述发射药检测装置安装于传输线Ⅰ(4)上部；所述剔废机构包括两组滚筒：第一组滚筒和第二组滚筒，所述第一组滚筒包括第一滚筒（61）和第二滚筒（62），所述第二组滚筒包括第三滚筒（63）和第四滚筒（64），两组滚筒与皮带配合形成剔废缝隙，该剔废缝隙的宽度通过两组滚筒运动调节，所述传输线II(6)侧面安装剔废气缸(7)，第一滚筒（61）和第二滚筒（62）均与安装于安装支架(5)侧面的轴连接板(9)相连，轴连接板(9)与剔废气缸(7)相连, 所述第一组滚筒和第二组滚筒分别为等距水平直线运动，带动皮带运动，调节剔废缝隙的宽度，所述皮带总长度不变。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述皮带驱动装置包括防爆伺服电机(11)、减速器(12)，所述减速器(12)安装在传输线Ⅰ(4)侧面，防爆伺服电机(11)与减速器(12)相连。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述发射药检测装置包括相机支架(1)、相机(2)、光源(3)，所述相机支架(1)安装在传输线Ⅰ(4)上，相机(2)与相机支架(1)相连，光源(3)安装在相机支架(1)上。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述安装支架(5)侧面安装检测开关Ⅰ(15)，剔废气缸(7)上安装检测开关II(16)，所述设备还包括控制系统，控制系统包括：控制器(13)、编码器(14)、检测开关Ⅰ(15)、检测开关II(16)、伺服电机驱动器(17)、线圈Ⅰ(18)，所述控制器(13)上输出点QW0与伺服电机驱动器(17)相连，控制防爆伺服电机(11)的转速、方向；QX2.1与伺服电机驱动器(17)相连，控制防爆伺服电机(11)的启停状态；QX2.2与线圈Ⅰ(18)相连，控制剔废气缸(7)伸出与收回状态；输入点IW0与编码器(14)相连，检测传输线Ⅰ(4)的传输速度；输入点IW2与相机(2)相连，检测发射药外形尺寸是否合格；输入点IX4.0与检测开关Ⅰ(15)相连，检测等距剔废传输线Ⅰ(4)是否闭合；输入点IX4.1与检测开关II(16)相连，检测剔废气缸(7)是否收回到位；输入点IX4.2与伺服电机驱动器(17)相连，反馈防爆伺服电机(11)运动状态。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述剔废机构还包括安装于传输线Ⅰ(4)下方的废料盒。
6.一种发射药尺寸在线检测、分拣方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的设备，人工将发射药均匀铺在传输线Ⅰ（4）上，皮带驱动装置按照设定的速度和方向运动，发射药随着传输线Ⅰ（4）传输经过发射药检测装置下方，发射药检测装置对发射药尺寸是否合格做出判断，若合格，则剔废机构保持初始状态，合格品由传输线II(6)传送下线；若不合格，则剔废机构动作带动第一滚筒（61）、第二滚筒（62）、第三滚筒（63）和第四滚筒（64）移动，形成剔废缝隙，完成发射药的外形尺寸在线检测及分拣过程。
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