CN111060016B - 一种检测等离子弧火焰长度的装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测等离子弧火焰长度的装置及控制方法，涉及制粉领域，用以制粉工艺因不能确定以及控制等离子枪与金属棒料之间的距离，导致存在影响粉末品质的问题。该装置包括：图像采集单元用于将采集到的原始图像和检测图像发送至等离子弧火焰长度确定单元；等离子弧火焰长度确定单元用于根据原始图像、检测图像，将确定的第二等离子弧火焰长度发送至主控系统；主控系统根据第二等离子弧火焰长度分别与等离子弧火焰最长长度和等离子弧火焰最短长度的对比结果，向金属棒料进给系统发送控制指令，金属棒料进给系统与主控系统电联接，用于根据接收到的控制指令，控制金属棒料加速给进或者停止给进。

Description

一种检测等离子弧火焰长度的装置及控制方法

技术领域

本发明涉及等离子旋转电极制粉技术领域，更具体的涉及一种检测等离子弧火焰长度的装置及控制方法。

背景技术

等离子旋转电极制粉设备的工作原理是通过高能等离子束瞬间产生较大的热量，将高速旋转的金属棒料端面熔化，使得熔化的金属液滴在离心力的作用下高速飞出，从而达到制备球形粉末的目的。

无论是转移弧还是非转移弧的制粉设备，其所制粉末的品质均与等离子枪和棒料熔化端部的距离密切相关。在电流强度和电压保持一定的情况下，等离子枪与棒料端部的距离除了影响棒料的熔化速度外，还影响端部熔池形状，而粉末粒度的分布与两者都相关。等离子枪与电极棒端部间距越小，获得的等离子束有效热功率越大，熔化越充分，粉末粒度细化趋势越明显。

减小等离子枪与电极棒端部间距可以有效提高细粉收得率，但同时也会加剧等离子枪喷嘴和钨电极的损耗，喷嘴及钨电极部分材料熔化进而随着等离子流进入粉末中，影响粉末质量。据相关资料记载，等离子枪与电极棒端部最佳间距范围在50-60mm之间，此时钨电极损耗最低，同时可获得较好的细粉收得率。因此，等离子枪与金属棒料熔化端面之间的距离，会影响所制粉末的品质。

目前，等离子旋转电极制粉设备的自动化程度仍然较低，均处于半自动状态。其中的难点也是在于不能精准的检测出等离子枪与熔化金属棒料端面的距离。在制粉过程中，若等离子枪与金属棒料熔化端面之间的距离过大(超过Dmax)，则等离子弧极易断弧。若等离子枪与金属棒料熔化端面之间的距离过小(小于最小距离Dmin)，等离子弧极易损伤等离子枪，甚至导致等离子枪与金属棒料相撞。由于无法实时检测出等离子枪与金属棒料之间的确切距离，使得整个制粉过程的自动化控制无法实现可靠的闭环控制，从而限制了等离子旋转电极制粉设备的自动化程度和智能化水平。

综上所述，现有的等离子旋转电极制粉工艺因不能确定以及控制等离子枪与金属棒料之间的距离，导致存在影响粉末品质的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种检测等离子弧火焰长度的装置及控制方法，用以解决现有的等离子旋转电极制粉工艺因不能确定以及控制等离子枪与金属棒料之间的距离，导致存在影响粉末品质的问题。

本发明实施例提供一种检测等离子弧火焰长度的装置，包括：

等离子弧火焰长度确定单元，图像采集单元，主控系统和金属棒料进给系统；

所述图像采集单元与所述等离子弧火焰长度确定单元电联接，用于将采集到的原始图像和检测图像发送至所述等离子弧火焰长度确定单元；

所述等离子弧火焰长度确定单元用于根据所述原始图像、所述检测图像以及与所述原始图像相对应的第一等离子弧火焰长度，确定所述检测图像中包括的所述等离子弧火焰的第二等离子弧火焰长度，将所述第二等离子弧火焰长度发送至所述主控系统；

所述主控系统根据所述第二等离子弧火焰长度分别与等离子弧火焰最长长度和等离子弧火焰最短长度的对比结果，向所述金属棒料进给系统发送控制指令，所述控制指令包括加速进给信号或者停止进给信号；

所述金属棒料进给系统与所述主控系统电联接，用于根据接收到的所述控制指令，控制金属棒料加速给进或者停止给进。

优选地，还包括电主轴旋转系统；

所述电主轴旋转系统与所述主控系统电联接；

当所述主控系统向所述金属棒料进给系统发送停止进给信号时，也向所述电主轴旋转系统发送停止旋转信号；

所述电主轴旋转系统用于根据所述停止旋转信号控制电主轴停止旋转。

优选地，所述金属棒料进给系统主要包括：进给电机，棒料控制器，进给平台；

所述棒料控制器设置在所述进给平台上，与所述进给电机电联接；

所述进给电机通过丝杠控制所述进给平台前进或者后退；

所述金属棒料进给系统根据所述控制指令，控制所述金属棒料加速进给或者停止给进主要包括：

当所述棒料控制器接收到所述控制指令为加速进给信号时，所述棒料控制器根据所述加速进给信号，通过丝杠控制所述进给平台前进，直到抵达后极限限位开关；

当所述棒料控制器接收到所述控制指令为停止进给信号时，所述棒料控制器根据所述停止进给信号，通过丝杠控制所述进给平台停止运行。

优选地，所述图像采集单元包括工业相机和大功率光源；

采集所述原始图像，具体包括：

所述图像采集单元将等离子弧火焰最长长度与等离子弧火焰最短长度之间的差值按照设定的数值进行分段，并确定多个等离子弧火焰长度，在每个所述等离子弧火焰长度上采用所述工业相机拍摄，将拍摄的图像确定为所述原始图像；

采集所述检测图像，具体包括：

当等离子制粉设备开始制粉时，对等离子弧火焰长度进行拍摄，将拍摄的图像确定为所述检测图像。

优选地，所述等离子弧火焰长度确定单元用于根据所述原始图像、所述检测图像以及与所述原始图像相对应的第一等离子弧火焰长度，确定所述检测图像中包括的所述等离子弧火焰的第二等离子弧火焰长度，具体包括：

将多张所述检测图像分别与多张所述原始图像进行对比识别，若确定至少一张所述检测图像与至少一张所述原始图像的火焰形态相同，将确定的所述检测图像确定为第一检测图像；

将与所述第一检测图像匹配的所述原始图像对应的第一等离子弧火焰长度，确定为所述第一检测图像的第二等离子弧火焰长度。

本发明实施例提供了一种检测等离子弧火焰长度控制方法，其特征在于，包括：

根据接收的原始图像和检测图像，确定当前等离子弧火焰的第二等离子弧火焰长度；

根据所述第二等离子弧火焰长度分别与等离子弧火焰最长长度和等离子弧火焰最短长度的对比结果，向所述金属棒料进给系统发送控制指令，其中，所述控制指令包括加速进给信号或者停止进给信号。

优选地，所述确定当前等离子弧火焰的第二等离子弧火焰长度之前，还包括：

根据等离子弧火焰最长长度与等离子弧火焰最短长度之间的差值按照设定的数值进行分段，并确定多个等离子弧火焰长度，在每个所述等离子弧火焰长度上采用所述工业相机拍摄，将拍摄的图像确定为所述原始图像；

当等离子制粉设备开始制粉时，对等离子弧火焰长度进行拍摄，将拍摄的图像确定为所述检测图像。

优选地，所述确定当前等离子弧火焰的第二等离子弧火焰长度，具体包括：

将多张所述检测图像分别与多张所述原始图像进行对比识别，若确定至少一张所述检测图像与至少一张所述原始图像的火焰形态相同，将确定的所述检测图像确定为第一检测图像；

将与所述第一检测图像匹配的所述原始图像对应的第一等离子弧火焰长度，确定为所述第一检测图像的第二等离子弧火焰长度。

优选地，当确定所述控制指令为停止进给信号时，向金属棒料进给系统发送停止进给信号，以使所述金属棒料进给系统根据所述停止进给信号控制金属棒料停止给进；

向电主轴旋转系统发送停止旋转信号，以使所述电主轴旋转系统根据所述停止旋转信号控制电主轴停止旋转。

本发明实施例提供一种检测等离子弧火焰长度的装置，包括：等离子弧火焰长度确定单元，图像采集单元，主控系统和金属棒料进给系统；所述图像采集单元与所述等离子弧火焰长度确定单元电联接，用于将采集到的原始图像和检测图像发送至所述等离子弧火焰长度确定单元；所述等离子弧火焰长度确定单元用于根据所述原始图像、所述检测图像以及与所述原始图像相对应的第一等离子弧火焰长度，确定所述检测图像中包括的所述等离子弧火焰的第二等离子弧火焰长度，将所述第二等离子弧火焰长度发送至所述主控系统；所述主控系统根据所述第二等离子弧火焰长度分别与等离子弧火焰最长长度和等离子弧火焰最短长度的对比结果，向所述金属棒料进给系统发送控制指令，所述控制指令包括加速进给信号或者停止进给信号；所述金属棒料进给系统与所述主控系统电联接，用于根据接收到的所述控制指令，控制金属棒料加速给进或者停止给进。该装置中引入图像采集单元和等离子弧火焰长度确定单元，将检测等离子弧火焰长度的方式与自动控制系统相结合，从而可以使得金属棒料熔化端面与等离子枪之间的距离可以实时、精确的显示；再者，主控系统可以根据等离子弧火焰长度与金属棒料熔化端面之间的距离对等离子弧产生的影响进行控制，以此控制因为金属棒料熔化端面与等离子枪之间的距离对金属粉末品质产生的影响，使得制粉工艺得到极大的提高。进一步地，通过该装置可以使得等离子制粉设备的自动化程度从半自动化进入到全自动化时代，解决了现有技术中因不能确定和控制等离子枪与金属棒料之间的距离，导致存在影响粉末品质的问题。

附图说明

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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。

图1为现有技术提供的等离子制粉设备结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种检测等离子弧火焰长度的装置结构示意图；

图3为本发明实施例提供的等离子制粉设备结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种检测等离子弧火焰长度的控制方法流程示意图；

图5为本发明实施例一提供的主控系统控制流程示意图；

其中，11-雾化室，12-等离子枪，13-等离子弧，14-金属棒料，15-大功率光源，16-工业相机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为现有技术提供的等离子制粉设备结构示意图，如图1所示，该等离子制粉设备包括有雾化室11，等离子枪12和金属棒料14。等离子弧13火焰介于等离子枪12和金属棒料14之间，根据背景技术记载内容可以确定，当等离子枪与金属棒料的熔化端面之间的距离比较大时，容易导致等离子弧断弧；而当等离子枪与金属棒料的熔化端面之间的距离比较小时，则容易损伤等离子枪，甚至造成等离子枪与金属棒料的熔化端面相互碰撞。

由于现有的等离子制粉设备不能实现全自动化控制，因此，无法实时检测到等离子枪与金属棒料的熔化端面之间的距离，造成上述问题的主要难点在于：

1)、等离子旋转电极制粉设备产生的等离子电弧瞬间可达到上万度，导致雾化室内温度急剧升高，并且在制粉过程中雾化室内也保持较高温度，温度敏感检测元件，无法工作；

2)、生产粉末的雾化室内充满氩气，极易电离，会造成绝大多数的电路板短路，从而无法正常工作；再加上雾化室内漂浮着大量的金属粉尘，使得检测工况环境极其复杂。

基于此，本发明实施例提供了一种检测等离子弧火焰长度的装置，在该装置内增加了图像采集单元和等离子弧火焰长度确定单元。该装置中的图像采集单元主要包括工业相机和大功率光源，而等离子弧火焰长度确定单元主要用于根据图像采集单元确定的原始图像和检测图像，来确定检测图像对应的等离子弧火焰长度。

图像采集单元还包括有工业相机安装支架，滤镜等。具体地，工业相机固定在工业相机安装支架上，而工业相机安装支架和大功率光源均固定在等离子制粉设备的雾化室内。

在实际应用中，工业相机的镜头平行于等离子枪安装，即工业相机用于拍摄等离子枪发出的等离子弧火焰。为了确保拍摄的等离子弧火焰具有较好的效果，优选地，在工业相机的镜头前还设置有滤光片。

图2示例性的示出了本发明实施例提供的一种检测等离子弧火焰长度的装置结构示意图，该装置至少可以应用于等离子制粉设备中。

如图2所示，该装置主要包括有等离子弧火焰长度确定单元30，图像采集单元20，主控系统10和金属棒料进给系统40。

图像采集单元20分别与等离子弧火焰长度确定单元30和主控系统10电联接。一方面，图像采集单元20根据接收到主控系统10发送的控制信息进行原始图像和检测图像采集；另一方面，图像采集单元20用于将采集到的原始图像和检测图像发送至等离子弧火焰长度确定单元30。

具体地，主控系统10在向图像采集单元20发送采集原始图像指令之前，根据经验值确定等离子弧火焰最长长度和等离子弧火焰最短长度，根据确定的等离子弧火焰最长长度和等离子弧火焰最短长度的差值，可以确定等离子弧火焰长度的可调节值，即等离子弧火焰长度可以介于的最长火焰长度和最短火焰长度之间。

需要说明的是，在本发明实施例中，等离子会的最长火焰长度可以表示为等离子枪与金属棒料熔化端面之间的最长距离，相应地，等离子弧火焰最短长度等于等离子枪与金属棒料熔化端面之间的最短距离。

进一步地，当确定了等离子弧火焰长度的可调节值之后，可以根据等离子制粉设备内包括的金属棒料的给进速度来确定等离子弧火焰长度的变化范围，即根据金属棒料的给进速度，进一步确定将等离子弧火焰长度可调节值可以拆分为多少段，换言之，确定等离子弧火焰最短长度每次递增的数值。比如，若等离子弧火焰最短长度的长度值为1mm，等离子弧火焰最长长度的长度值5mm，则要确定将4mm进行划分的最小长度，即确定等离子弧火焰最短长度每次递增的数值，若将4mm进行划分的最小长度为1mm，则等离子弧的最大火焰长度每次递增的数值为1mm，等离子弧火焰最短长度依次为：1mm，(1+1)mm，(1+2)mm，(1+3)mm。

基于此可以确定，本发明实施例中可以根据下列公式(1)确定等离子弧火焰长度：

在公式(1)中，D_max为等离子弧火焰最长长度；D_min为等离子弧火焰最短长度；Δd为设定的间距，且该间距最大等于等离子弧火焰最长长度与等离子弧火焰最短长度的差值，即Δd≤D_max-D_min；D_x为等离子弧火焰长度，其长度介于D_max和D_min之间；x为自然数，当x为0时，则D_x等于等离子弧火焰最短长度。

当确定了等离子弧火焰长度之后，可以针对每个等离子弧火焰长度进行拍照，基于此，主控系统10可以根据确定多个等离子弧火焰长度，向金属棒料进给系统40发送进给信号，当金属棒料进给系统40接收到该进给信号时，会给根据进行信号携带的设定数值，控制金属棒料按照设置数值原来等离子枪，从而可以实现多个等离子弧火焰长度；同时，主控系统10也会向图像采集单元20发送采集指令，以使图像采集单元20在等离子弧火焰长度变化时，拍摄不同等离子弧火焰长度图片。

在确定了等离子弧火焰长度之后，图像采集单元20根据主控系统10发送的采集指令，针对每个等离子弧火焰长度进行拍照，即通过工业相机对每个等离子弧火焰长度进行拍照，例如，如确定的多个等离子弧火焰长度依次为D_min、D_min+Δd、D_min+2Δd、D_min+3Δd...Dmax，则可以依次拍摄多张照片。

在本发明实施例中，将此时拍摄的照片确定为原始图像，且将上述原始图像与每个等离子弧火焰长度进行匹配存储。举例来说，原始图像1与等离子弧火焰长度为D_min相匹配，原始图像2与等离子弧火焰长度为D_min+Δd相匹配，原始图像3与等离子弧火焰长度为D_min+2Δd相匹配，原始图像4与等离子弧火焰长度为D_min+3Δd相匹配，依次类推，可以将拍摄的全部原始图像与每个等离子弧火焰长度进行匹配。

需要说明的是，在本发明实施例中，全部原始图像与每个等离子弧火焰长度进行匹配之后，可以将上述匹配结果存储在设定的区域。

当等离子制粉设备开始制粉时，对所述等离子弧火焰长度进行拍摄，将拍摄的图像确定为检测图像。

在本发明实施例中，由于等离子制粉设备开始制粉时，则金属棒料的熔化端面会按照设定的给进速度朝等离子枪靠近。基于此，需要确定工业相机对等离子弧火焰长度的拍摄速度为每秒至少拍摄5张检测图像。

进一步地，当确定金属棒料的熔化端面的进给速度一般取1.0～2.0mm/s，而整个融化系统对于进给精度的要求并不是很高，假设每秒拍摄照片数量为10，则拍摄距离精度即可达到0.1～0.2mm/s，精度已完全可以满足使用要求，因此可以确定工业相机对等离子弧火焰长度的拍摄速度为每秒拍摄小于10张检测图像即可。

当图像采集单元20依次采集到等离子弧火焰长度原始图像和等离子弧火焰长度检测图像之后，则可以将上述图像发送至等离子弧火焰长度确定单元30。

在本发明实施例中，等离子弧火焰长度确定单元30将拍摄的多张检测图像与存储的原始图像进行对比识别，在本发明实施例中，对图像进行对比识别均采用现有的图像处理方法，再此对图像处理不做过多介绍。

当确定有至少一张检测图像与一张原始图像的火焰形态相同，则先将该检测图像确定的第一检测图像。

进一步地，将与第一检测图像相匹配的原始图像对应的第一等离子弧火焰长度，确定第一检测图像所对应的第二等离子弧火焰长度，并将该第二等离子弧火焰长度发送至主控系统10。

当主控系统10接收到等离子弧火焰长度确定单元发送的第二等离子弧火焰长度时，将第二等离子弧火焰长度分别与等离子弧火焰最长长度和等离子弧火焰最短长度进行对比，根据对比结果，确定向与主控系统10电联接的金属棒料进给系统40和电主轴旋转系统50发送控制指令。

具体地，在本发明实施例中，金属棒料进给系统主要包括：进给电机，棒料控制器和进给平台；棒料控制器设置在进给平台上，与进给电机电联接；进给电机通过丝杠控制进给平台前进或者后退。

若主控系统10确定第二等离子弧火焰长度小于等离子弧火焰最长长度时，则主控系统10会向金属棒料进给系统40发送加速进给信号，当金属棒料进给系统40接收到加速进给信号时，金属棒料控制器接接收到加速进给信号，通过丝杠控制进给平台前进，直到抵达后极限限位开关；

若主控系统10确定第二等离子弧火焰长度小于等离子弧火焰最短长度时，则主控系统10会向金属棒料进给系统40发送停止进给信号，当金属棒料进给系统40接收到停止进给信号时，棒料控制器根据停止进给信号，通过丝杠控制所述进给平台停止运行。

需要说明的是，若主控系统10确定向金属棒料进给系统40发送停止进给信号时，也会同时向电主轴旋转系统50发送停止旋转信号，当电主轴旋转系统50接收到给停止旋转信号时，则控制电主轴停止旋转。

进一步地，主控系统10还会根据进给平台运行时是否接触到前极限限位开关或者后极限限位开关，判断进给电机是否达到极限位置，当判断进给电机达到极限位置时，可以控制金属棒料进给系统停止运行。

综上所述，该装置中引入图像采集单元和等离子弧火焰长度确定单元，将检测等离子弧火焰长度的方式与自动控制系统相结合，从而可以使得金属棒料熔化端面与等离子枪之间的距离可以实时、精确的显示；再者，主控系统可以根据等离子弧火焰长度与金属棒料熔化端面之间的距离对等离子弧产生的影响进行控制，以此控制因为金属棒料熔化端面与等离子枪之间的距离对金属粉末品质产生的影响，使得制粉工艺得到极大的提高。进一步地，通过该装置可以使得等离子制粉设备的自动化程度从半自动化进入到全自动化时代，解决了现有技术中因不能确定和控制等离子枪与金属棒料之间的距离，导致存在影响粉末品质的问题。

基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种检测等离子弧火焰长度控制方法，由于该方法解决技术问题的原理与一种检测等离子弧火焰长度的装置相似，因此该方法所包括的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

图4为本发明实施例提供的一种检测等离子弧火焰长度的控制方法流程示意图，如图4所示，该方法主要包括以下步骤：

步骤101，根据接收的原始图像和检测图像，确定当前等离子弧火焰的第二等离子弧火焰长度；

步骤102，根据所述第二等离子弧火焰长度分别与等离子弧火焰最长长度和等离子弧火焰最短长度的对比结果，向所述金属棒料进给系统发送控制指令，其中，所述控制指令包括加速进给信号或者停止进给信号。

需要说明的是，本发明实施例提供的检测等离子弧火焰长度控制方法基于上述检测等离子弧火焰长度装置，即该控制方法需要依赖于检测等离子弧火焰长度装置执行。

该控制方法的执行主体为主控系统。具体地，在步骤101之前，先将图像处理设备所包括的大功率光源和工业相机设置在雾化室内，当大功率光源和工业相机设置在雾化室内之后，则可以通过工业相机采集设置在雾化室内的等离子枪产生的等离子弧火焰的图片。

在等离子枪启动维弧时，准确检测出等离子枪与金属棒料熔化端面之间的距离极其重要。若等离子枪与金属棒料的熔化端面之间的距离比较大时，容易导致等离子弧断弧；若等离子枪与金属棒料的熔化端面之间的距离比较小时，则容易损伤等离子枪，甚至造成等离子枪与金属棒料的熔化端面相互碰撞。在实际应用中，当等离子枪未起弧时，由于雾化室内一片漆黑，为了使得工业相机能够拍摄到雾化室内的等离子枪与金属棒料的熔化端面之间的位置，则需要在雾化室内提供光源。在本发明实施例中，可以将大功率光源设置在雾化室内，基于此，该大功率光源可以为工业相机拍摄时提供亮度。

图3为本发明实施例提供的等离子制粉设备结构示意图，如图3所示，该等离子制粉设备至少包括有雾化室11，大功率光源15，工业相机16，等离子枪12和金属棒料14。

具体地，该雾化室的外形为圆柱体，大功率光源设置在雾化室的中心轴上，且该大功率光源位于等离子枪与金属棒料熔化端面的上方。进一步地，工业相机设置在雾化室的中心轴上，且工业相机设置在大功率光源的上方。

需要说明的是，由于雾化室的外形为圆柱体，这里所说的雾化室的中心轴，是圆柱体所包括的上表面和下表面的圆心的连线，即大功率光源设置在雾化室的横截面的圆心位置，在实际应用中，对大功率光源在中心轴上的具体位置不做限定(位于等离子枪和金属棒料的上方)，只有确保大功率光源在工作时不会对等离子枪产生影响，以及等离子枪在工作时不会对大功率光源产生影响即可。

如图3所示，工业相机设置在雾化室的上方，即工业相机设置在雾化室中心轴的延伸线上，工业相机的镜头与等离子枪和金属棒料相互平行。

当将工业相机和大功率光源设置好之后，则可以开启大功率光源，当大功率光源照亮雾化室之后，则工业相机可以清晰地拍摄出等离子枪与金属棒料熔化端面之间的距离。

进一步地，根据上述检测等离子弧火焰长度的装置中主控系统根据等离子弧火焰最长长度和等离子弧火焰最短长度，确定等离子弧火焰长度的可调节值的方法，确定多个等离子弧火焰长度。在根据图像采集单元在主控系统的控制下依次采集原始图像和检测图像，则可以将采集到的原始图像和检测图像发送至主控系统。

在步骤101中，主控系统根据接收到的原始图像和检测图像，将拍摄的多张检测图像与存储的原始图像进行对比识别，在本发明实施例中，对图像进行对比识别均采用现有的图像处理方法，再此对图像处理不做过多介绍。

当确定有至少一张检测图像与一张原始图像的火焰形态相同，则先将该检测图像确定的第一检测图像。将与第一检测图像匹配的原始图像对应的第一等离子弧火焰长度，确定为第一检测图像的第二等离子弧火焰长度。

在步骤102中，主控系统接收第二等离子弧火焰长度时，将第二等离子弧火焰长度分别与等离子弧火焰最长长度和等离子弧火焰最短长度进行对比，根据对比结果，确定向与主控系统电联接的金属棒料进给系统和电主轴旋转系统发送控制指令。

具体地，若主控系统确定第二等离子弧火焰长度小于等离子弧火焰最长长度时，则主控系统会向金属棒料进给系统发送加速进给信号，当金属棒料进给系统接收到加速进给信号时，金属棒料控制器接接收到加速进给信号，通过丝杠控制进给平台前进，直到抵达后极限限位开关；

若主控系统确定第二等离子弧火焰长度小于等离子弧火焰最短长度时，则主控系统会向金属棒料进给系统发送停止进给信号，当金属棒料进给系统接收到停止进给信号时，棒料控制器根据停止进给信号，通过丝杠控制所述进给平台停止运行。

需要说明的是，若主控系统确定向金属棒料进给系统发送停止进给信号时，也会同时向电主轴旋转系统发送停止旋转信号，当电主轴旋转系统接收到给停止旋转信号时，则控制电主轴停止旋转。

进一步地，主控系统还会根据还会根据进给平台运行时是否接触到前极限限位开关或者后极限限位开关，判断进给电机是否达到极限位置，当判断进给电机达到极限位置时，可以控制金属棒料进给系统停止运行。

为了更清楚的介绍该控制方法，以下结合图5提供的主控系统控制流程示意图，进一步地介绍针对检测等离子弧火焰长度的装置的控制方法，如图5所示，该方法主要包括以下步骤：

步骤201，操作界面输入等离子枪和金属棒料熔化端面的设定最大距离(Lmax)及最小距离(Lmin)，按下启动按钮，设备开始运转；

步骤202，程序自动启动辅助条件，在辅助条件启动完成后，启动电主轴，开始加速；

步骤203，判断电主轴是否启动，如若故障，则报警停机；

步骤204，判断实际转速是否达到起弧转速，如若达到，则启动维弧，反之继续加速；

步骤205，判断维弧是否启动，如若启动，则启动主弧，反之报警停机；

步骤206，判断主弧是否启动，如若启动，则启动进给电机，反之报警停机；

步骤207，判断拍摄距离L1＝<Lmax，则进给电机加速，Lmax>L1>Lmin,进给电机匀速进给，L1<Lmin，则进给电机停止进给；

步骤208，判断进给电机是否到达极限位置，如果否重复第七步，反之停机；

步骤209，停主轴、主弧及进给电机；

步骤210，制粉过程结束；

综上所述，本发明实施例提供一种检测等离子弧火焰长度的装置集控制方法，该装置中引入图像采集单元和等离子弧火焰长度确定单元，将检测等离子弧火焰长度的方式与自动控制系统相结合，从而可以使得金属棒料熔化端面与等离子枪之间的距离可以实时、精确的显示；再者，主控系统可以根据等离子弧火焰长度与金属棒料熔化端面之间的距离对等离子弧产生的影响进行控制，以此控制因为金属棒料熔化端面与等离子枪之间的距离对金属粉末品质产生的影响，使得制粉工艺得到极大的提高。进一步地，通过该装置可以使得等离子制粉设备的自动化程度从半自动化进入到全自动化时代，解决了现有技术中因不能确定和控制等离子枪与金属棒料之间的距离，导致存在影响粉末品质的问题。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种检测等离子弧火焰长度的装置，其特征在于，包括：等离子弧火焰长度确定单元，图像采集单元，主控系统和金属棒料进给系统；

所述图像采集单元与所述等离子弧火焰长度确定单元电联接，用于将采集到的等离子弧火焰长度原始图像和等离子弧火焰长度检测图像发送至所述等离子弧火焰长度确定单元；

所述等离子弧火焰长度确定单元用于根据所述原始图像、所述检测图像以及与所述原始图像相对应的第一等离子弧火焰长度，确定所述检测图像中包括的所述等离子弧火焰的第二等离子弧火焰长度，将所述第二等离子弧火焰长度发送至所述主控系统；

所述主控系统根据所述第二等离子弧火焰长度分别与等离子弧火焰最长长度和等离子弧火焰最短长度的对比结果，向所述金属棒料进给系统发送控制指令，所述控制指令包括加速进给信号或者停止进给信号；

所述金属棒料进给系统与所述主控系统电联接，用于根据接收到的所述控制指令，控制金属棒料加速给进或者停止给进；

所述图像采集单元包括工业相机和大功率光源；

采集所述原始图像，具体包括：

所述图像采集单元将等离子弧火焰最长长度与等离子弧火焰最短长度之间的差值按照设定的数值进行分段，并确定多个等离子弧火焰长度，在每个所述等离子弧火焰长度上采用所述工业相机拍摄，将拍摄的图像确定为所述原始图像；

采集所述检测图像，具体包括：

当等离子制粉设备开始制粉时，对等离子弧火焰长度进行拍摄，将拍摄的图像确定为所述检测图像。

2.如权利要求1所述的检测等离子弧火焰长度的装置，其特征在于，还包括电主轴旋转系统；

所述电主轴旋转系统与所述主控系统电联接；

当所述主控系统向所述金属棒料进给系统发送停止进给信号时，也向所述电主轴旋转系统发送停止旋转信号；

所述电主轴旋转系统用于根据所述停止旋转信号控制电主轴停止旋转。

3.如权利要求1所述的检测等离子弧火焰长度的装置，其特征在于，所述金属棒料进给系统主要包括：进给电机，棒料控制器，进给平台；

所述棒料控制器设置在所述进给平台上，与所述进给电机电联接；

所述进给电机通过丝杠控制所述进给平台前进或者后退；

所述金属棒料进给系统根据所述控制指令，控制所述金属棒料加速进给或速度维持不变或者停止给进主要包括：

当所述棒料控制器接收到所述控制指令为加速进给信号时，所述棒料控制器根据所述加速进给信号，通过丝杠控制所述进给平台前进，直到抵达后极限限位开关；

当所述棒料控制器接收到所述控制指令为停止进给信号时，所述棒料控制器根据所述停止进给信号，通过丝杠控制所述进给平台停止运行。

4.如权利要求1所述的检测等离子弧火焰长度的装置，其特征在于，所述等离子弧火焰长度确定单元用于根据所述原始图像、所述检测图像以及与所述原始图像相对应的第一等离子弧火焰长度，确定所述检测图像中包括的所述等离子弧火焰的第二等离子弧火焰长度，具体包括：

将多张所述检测图像分别与多张所述原始图像进行对比识别，若确定至少一张所述检测图像与至少一张所述原始图像的火焰形态相同，将确定的所述检测图像确定为第一检测图像；

将与所述第一检测图像匹配的所述原始图像对应的第一等离子弧火焰长度，确定为所述第一检测图像的第二等离子弧火焰长度。

5.一种检测等离子弧火焰长度控制方法，其特征在于，包括：

根据接收的原始图像和检测图像，确定当前等离子弧火焰的第二等离子弧火焰长度；

根据所述第二等离子弧火焰长度分别与等离子弧火焰最长长度和等离子弧火焰最短长度的对比结果，向金属棒料进给系统发送控制指令，其中，所述控制指令包括加速进给信号或者停止进给信号；

所述确定当前等离子弧火焰的第二等离子弧火焰长度之前，还包括：

根据等离子弧火焰最长长度与等离子弧火焰最短长度之间的差值按照设定的数值进行分段，并确定多个等离子弧火焰长度，在每个所述等离子弧火焰长度上采用工业相机拍摄，将拍摄的图像确定为所述原始图像；

当等离子制粉设备开始制粉时，对等离子弧火焰长度进行拍摄，将拍摄的图像确定为所述检测图像。

6.如权利要求5所述的检测等离子弧火焰长度控制方法，其特征在于，所述确定当前等离子弧火焰的第二等离子弧火焰长度，具体包括：

将多张所述检测图像分别与多张所述原始图像进行对比识别，若确定至少一张所述检测图像与至少一张所述原始图像的火焰形态相同，将确定的所述检测图像确定为第一检测图像；

将与所述第一检测图像匹配的所述原始图像对应的第一等离子弧火焰长度，确定为所述第一检测图像的第二等离子弧火焰长度。

7.如权利要求5所述的检测等离子弧火焰长度控制方法，其特征在于，当确定所述控制指令为停止进给信号时，向金属棒料进给系统发送停止进给信号，以使所述金属棒料进给系统根据所述停止进给信号控制金属棒料停止给进；

向电主轴旋转系统发送停止旋转信号，以使所述电主轴旋转系统根据所述停止旋转信号控制电主轴停止旋转。

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