CN111380870A - 一种实时检测线材的防护装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实时检测线材的防护装置，包括入口侧输送导管、入口侧底座、入口侧防撞单元、检测箱体、出口侧防撞单元、出口侧输送导管和出口侧底座；入口侧输送导管靠近所述间隙的一侧安装所述入口侧防撞单元，出口侧输送导管靠近所述间隙的一侧安装所述出口侧防撞单元，当线材的尺寸不同时，需要更换不同内径的入口侧输送导管和出口侧输送导管，在更换入口侧输送导管和出口侧输送导管的过程中，防撞单元保护所述检测窗口不受到入口侧输送导管和出口侧输送导管的撞击。本发明提供的一种实时检测线材的防护装置和方法，能够保护检测窗口不受到入口侧输送导管和出口侧输送导管的撞击，同时还能及时对检测窗口进行散热，保证检测的准确性。

Description

一种实时检测线材的防护装置和方法
技术领域
本发明涉及机器视觉领域，具体涉及一种实时检测线材的防护装置和方法。
背景技术
在棒线材表面质量在线检测领域，基于机器视觉的检测技术需要实时对被测物体进行成像，因此必须有成像窗口用于被测物体成像。检测装置精度要求高，因此，必须保证检测装置内部的清洁度，此外，棒线材通常为刚被轧制成型就需要检测，刚被轧制成型的线材温度较高，因此，需要保证检测装置能够及时散热，保证检测装置的工作性能。
为了保持检测系统内部的清洁，目前常用的两种方法为：(1)检测系统成像通道采用正压吹扫方式，成像通道为通透形式，防止被测物体表面污染物及周围环境对成像装置的污损。(2)采用透明介质窗口，对被测物和检测系统进行隔离，透明窗口可以透光和成像。
对于圆柱形被测物体，成像系统以圆周形式分布在被测物体周围，成像通道采用正压吹扫方式时，将对圆周对称位置的成像造成影响，因此正压吹扫方式仅仅适用于扁平物体的成像检测。因此，采用透明介质窗口的方法应用范围比较广泛，然而，采用透明介质窗口进行成像时，面临的最大问题是成像窗口的防护以及成像系统的隔热。对于棒线材表面质量在线检测，一般需要在吐丝机之前进行。吐丝机出来之后的棒线材已经盘卷，无法实现在线检测。因此，需要检测的棒线材一般为热态，在成像时需要采取必要的热防护措施。另外，成像窗口一般采用高透光率的耐高温玻璃窗口，因设备是嵌入产线，需要考虑产线上输送导管在拆卸和安装时可能对玻璃窗口的撞击，现有技术中的检测装置并没有充分考虑上述防热以及防撞问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种实时检测线材的防护装置和方法，能够保护检测窗口不受到入口侧输送导管和出口侧输送导管的撞击，同时还能及时对检测窗口进行散热，保证检测的准确性。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种实时检测线材的防护装置，包括入口侧输送导管、入口侧底座、入口侧防撞单元、检测箱体、出口侧防撞单元、出口侧输送导管和出口侧底座；
其中，所述入口侧输送导管和出口侧输送导管分别安装在所述入口侧底座和出口侧底座上，所述入口侧输送导管和出口侧输送导管为内径d1相同的中空环状结构，所述线材从入口侧输送导管朝着所述出口侧输送导管运动；所述入口侧输送导管和出口侧输送导管之间保留间隙，所述检测箱体安装在该间隙外围，所述检测箱体中围绕该间隙的一周安装内径为d2的检测窗口，用于实时检测通过所述入口侧输送导管和出口侧输送导管的线材；其中，d2>d1；
所述入口侧输送导管靠近所述间隙的一侧安装所述入口侧防撞单元，所述入口侧防撞单元包括围绕在所述入口侧输送导管外侧的内径为d3的环状防护区Ⅰ和固定在所述检测箱体侧壁上的固定座Ⅰ，所述固定座Ⅰ垂直于所述防护区Ⅰ安装；所述出口侧输送导管靠近所述间隙的一侧安装所述出口侧防撞单元，所述出口侧防撞单元包括围绕在所述出口侧输送导管外侧的内径为d3的环状防护区Ⅱ和固定在所述检测箱体侧壁上的固定座Ⅱ，所述固定座Ⅱ垂直于防护区安装Ⅱ；其中，d2、d3和d1均大于零，且d2>d3>d1；
当线材的尺寸不同时，需要更换不同内径的入口侧输送导管和出口侧输送导管，在更换入口侧输送导管和出口侧输送导管的过程中，防护区Ⅰ和防护区Ⅱ保护所述检测窗口不受到入口侧输送导管和出口侧输送导管的撞击。
进一步地，所述固定座Ⅱ上包括通风口Ⅱ，所述通风口Ⅱ位于防护区Ⅱ和检测窗口之间；所述固定座Ⅰ上包括通风口Ⅰ，所述通风口Ⅰ位于防护区Ⅰ和检测窗口之间。
进一步地，所述防护装置还包括鼓风机，所述鼓风机通过所述通风口Ⅱ对检测窗口进行清洁，清洁之后的气体通过通风口Ⅰ流出。
进一步地，所述检测窗口为透明介质窗口。
进一步地，所述检测窗口为玻璃窗口。
进一步地，所述入口侧防撞单元和出口侧防撞单元采用耐高温不锈钢材质制作。
本发明提供的一种实时检测线材的方法，包括如下步骤：
S01：将入口侧输送导管和出口侧输送导管分别安装在入口底座和出口底座上；其中，入口侧输送导管和出口侧输送导管均为内径d1相同的中空环状结构，且两者之间保留间隙，检测箱体安装在该间隙外围，所述检测箱体中围绕该间隙的一周安装内径为d2的检测窗口，且d2>d1；
S02：待检测的线材从入口侧输送导管朝着所述出口侧输送导管运动，所述检测窗口对所述线材进行实时检测；
S03：当所述线材全部通过所述出口侧输送导管之后，根据下一个线材的直径大小，判断是否需要更换入口侧输送导管和出口侧输送导管，若需要更换，则重复步骤S01-S02进行检测；若不需要更换，重复步骤S02进行检测；其中，所述入口侧输送导管靠近所述间隙的一侧安装所述入口侧防撞单元，所述入口侧防撞单元包括围绕在所述入口侧输送导管外侧的内径为d3的环状防护区Ⅰ和固定在所述检测箱体侧壁上的固定座Ⅰ，所述固定座Ⅰ垂直于所述防护区Ⅰ安装；所述出口侧输送导管靠近所述间隙的一侧安装所述出口侧防撞单元，所述出口侧防撞单元包括围绕在所述出口侧输送导管外侧的内径为d3的环状防护区Ⅱ和固定在所述检测箱体侧壁上的固定座Ⅱ，所述固定座Ⅱ垂直于防护区安装Ⅱ；防护区Ⅰ和防护区Ⅱ保护所述检测窗口不受到入口侧输送导管和出口侧输送导管的撞击；其中，d2、d3和d1均大于零，且d2>d3>d1；
进一步地，所述步骤S02中，鼓风机通过通风口Ⅱ对检测窗口进行清洁，清洁之后的气体通过通风口Ⅰ流出；其中，固定座Ⅱ上包括通风口Ⅱ，所述通风口Ⅱ位于防护区Ⅱ和检测窗口之间；所述固定座Ⅰ上包括通风口Ⅰ，所述通风口Ⅰ位于防护区Ⅰ和检测窗口之间。
进一步地，所述检测窗口为玻璃窗口。
进一步地，所述检测窗口为内径为d2的圆柱检测窗口，或者所述检测窗口为内切直径为d2的多面体检测窗口。
本发明的技术效果为：本发明针对热态线材的在线检测，在检测箱体入口及出口侧安装防撞单元，对入口侧输送导管和出口侧输送导管的活动范围进行限制，有效防止更换输送导管过程中对检测窗口的撞击；另外，防撞单元位于输送导管和检测箱体之间，对输送导管产生的热辐射进行有效隔离；最后，增加鼓风机以及通风口，既能够进行检测箱体的清洁，又能对防撞单元进行冷却，及时排走检测箱体以及防撞单元中的热量，实现对整个防护装置的保护。
附图说明
附图1为本发明一种实时检测线材的防护装置的结构示意图。
附图2位本发明防撞单元的防撞原理图。
图中：1入口侧输送导管，3出口侧输送导管，4出口侧底座，6检测窗口，7入口侧底座，8鼓风机，9检测箱体，21环状防护区Ⅰ，22固定座Ⅰ，23通风口Ⅰ，51环状防护区Ⅱ，52固定座Ⅱ，53通风口Ⅱ。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
如附图1所示，本发明提供的一种实时检测线材的防护装置，包括入口侧输送导管1、入口侧底座7、入口侧防撞单元、检测箱体9、出口侧防撞单元、出口侧输送导管3和出口侧底座4。
其中，入口侧输送导管1和出口侧输送导管3分别安装在入口侧底座7和出口侧底座4上，入口侧输送导管1和出口侧输送导管3为内径d1相同的中空环状结构，线材从入口侧输送导管1朝着出口侧输送导管3运动；入口侧输送导管1和出口侧输送导管3之间保留间隙，检测箱体9安装在该间隙外围，检测箱体9中围绕该间隙的一周安装内径为d2的检测窗口6，用于实时检测通过入口侧输送导管和出口侧输送导管的线材；其中，d2>d1。优选地，本发明中入口侧输送导管、出口侧输送导管和检测窗口均为圆柱状。
入口侧输送导管1靠近间隙的一侧安装入口侧防撞单元，入口侧防撞单元包括围绕在入口侧输送导管外侧的内径为d3的环状防护区Ⅰ21和固定在检测箱体侧壁上的固定座Ⅰ22，固定座Ⅰ22垂直于防护区Ⅰ21安装。出口侧输送导管3靠近间隙的一侧安装出口侧防撞单元，出口侧防撞单元包括围绕在出口侧输送导管外侧的内径为d3的环状防护区Ⅱ51和固定在检测箱体侧壁上的固定座Ⅱ52，固定座Ⅱ52垂直于防护区安装Ⅱ51；其中，d2>d3>d1。入口侧防撞单元和出口侧防撞单元优选也为圆柱状，且防撞单元的内径是固定不变的，但是输送导管可以根据不同直径线材进行更换。当线材的尺寸不同时，需要更换不同内径的入口侧输送导管1和出口侧输送导管3，在更换入口侧输送导管1和出口侧输送导管3的过程中，防护区Ⅰ和防护区Ⅱ保护检测窗口不受到入口侧输送导管和出口侧输送导管的撞击。
请参阅附图2，本发明中防撞单元的防撞原理具体如下：
假设入口侧输送导管直径D1，旋转中心为A点，旋转中心到入口侧输送导管端部的尺寸为L1，出口侧输送导管直径D2，旋转中心为B点，旋转中心到出口侧输送导管端部的尺寸为L2，检测窗口的直径为D3。入口侧输送导管活动空间为以A为圆心，MN所在弧线，在没有防护装置的情况下，撞击点为N；出口侧输送导管活动空间为以B为圆心，PQ所在弧线，在没有防护装置的情况下，撞击点为Q。防撞单元的作用是将旋转中心A和B的位置向检测箱体位置移动，这样，输送导管的旋转被限制在防撞装置的内部，从而起到保护玻璃窗口的作用。
优选地，本发明中检测窗口为透明介质窗口，具体可以为玻璃窗口；本发明中检测窗口为内径为d2的圆柱检测窗口，或者检测窗口为内切直径为d2的多面体检测窗口，多面体可以为三面体、四面体、五面体等等，具体可以根据成像单元的数量确定。
本发明防撞单元除了要实现上述的防撞目的以外，还可以实现散热的功能：如附图1所示，本发明出口侧防撞单元中固定座Ⅱ52上包括通风口Ⅱ53，通风口Ⅱ53位于防护区Ⅱ51和检测窗口6之间，入口侧防撞单元中固定座Ⅰ22上包括通风口Ⅰ23，通风口Ⅰ23位于防护区Ⅰ21和检测窗口6之间；在通风口Ⅱ53的地方还设置有鼓风机8，鼓风机8通过通风口Ⅱ对检测窗口进行清洁，清洁之后的气体通过通风口Ⅰ流出，鼓风机的气体既能够实现清洁检测箱体的目的，还能及时带走检测箱体以及防撞单元中的热量，达到降温的目的。为了使得防撞单元使用寿命长久，入口侧防撞单元和出口侧防撞单元采用耐高温不锈钢材质制作。
本发明提供的一种实时检测线材的方法，包括如下步骤：
S01：将入口侧输送导管和出口侧输送导管分别安装在入口底座和出口底座上；其中，入口侧输送导管和出口侧输送导管均为内径d1相同的中空环状结构，且两者之间保留间隙，检测箱体安装在该间隙外围，检测箱体中围绕该间隙的一周安装内径为d2的检测窗口，且d2>d1。
S02：待检测的线材从入口侧输送导管朝着出口侧输送导管运动，检测窗口对线材进行实时检测。鼓风机通过通风口Ⅱ对检测窗口进行清洁，清洁之后的气体通过通风口Ⅰ流出；其中，固定座Ⅱ上包括通风口Ⅱ，通风口Ⅱ位于防护区Ⅱ和检测窗口之间；固定座Ⅰ上包括通风口Ⅰ，通风口Ⅰ位于防护区Ⅰ和检测窗口之间。
S03：当线材全部通过出口侧输送导管之后，根据下一个线材的直径大小，判断是否需要更换入口侧输送导管和出口侧输送导管，若需要更换，则重复步骤S01-S02进行检测；若不需要更换，重复步骤S02进行检测；其中，入口侧输送导管靠近间隙的一侧安装入口侧防撞单元，入口侧防撞单元包括围绕在入口侧输送导管外侧的内径为d3的环状防护区Ⅰ和固定在检测箱体侧壁上的固定座Ⅰ，固定座Ⅰ垂直于防护区Ⅰ安装；出口侧输送导管靠近间隙的一侧安装出口侧防撞单元，出口侧防撞单元包括围绕在出口侧输送导管外侧的内径为d3的环状防护区Ⅱ和固定在检测箱体侧壁上的固定座Ⅱ，固定座Ⅱ垂直于防护区安装Ⅱ；防护区Ⅰ和防护区Ⅱ保护检测窗口不受到入口侧输送导管和出口侧输送导管的撞击；其中，d2>d3>d1。
综上所述，本发明相比于现有技术具有以下三个显著的进步：
(1)防撞单元采用耐高温不锈钢材质制造，且防撞单元位于输送导管与检测箱体之间，能有效进行隔热防护。
(2)本发明使用高压风进行检测窗口的清洁，同时通过高压风进行防撞单元的降温和散热。
(3)防撞单元固定在检测箱体上，不与玻璃成像窗口直接连接，输送导管与防撞单元之间的撞击传递给检测箱体，缓冲了对检测窗口的冲击。另外，防撞单元有效限制了输送导管在检测箱体中的可活动空间，从而实现对检测窗口的保护。
以上所述仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用于限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种实时检测线材的防护装置，其特征在于，包括入口侧输送导管、入口侧底座、入口侧防撞单元、检测箱体、出口侧防撞单元、出口侧输送导管和出口侧底座；
其中，所述入口侧输送导管和出口侧输送导管分别安装在所述入口侧底座和出口侧底座上，所述入口侧输送导管和出口侧输送导管为内径d1相同的中空环状结构，所述线材从入口侧输送导管朝着所述出口侧输送导管运动；所述入口侧输送导管和出口侧输送导管之间保留间隙，所述检测箱体安装在该间隙外围，所述检测箱体中围绕该间隙的一周安装内径为d2的检测窗口，用于实时检测通过所述入口侧输送导管和出口侧输送导管的线材；其中，d2>d1；
所述入口侧输送导管靠近所述间隙的一侧安装所述入口侧防撞单元，所述入口侧防撞单元包括围绕在所述入口侧输送导管外侧的内径为d3的环状防护区Ⅰ和固定在所述检测箱体侧壁上的固定座Ⅰ，所述固定座Ⅰ垂直于所述防护区Ⅰ安装；所述出口侧输送导管靠近所述间隙的一侧安装所述出口侧防撞单元，所述出口侧防撞单元包括围绕在所述出口侧输送导管外侧的内径为d3的环状防护区Ⅱ和固定在所述检测箱体侧壁上的固定座Ⅱ，所述固定座Ⅱ垂直于防护区安装Ⅱ；其中，d2、d3和d1均大于零，且d2>d3>d1；
当线材的尺寸不同时，需要更换不同内径的入口侧输送导管和出口侧输送导管，在更换入口侧输送导管和出口侧输送导管的过程中，防护区Ⅰ和防护区Ⅱ保护所述检测窗口不受到入口侧输送导管和出口侧输送导管的撞击。
2.根据权利要求1所述的一种实时检测线材的防护装置，其特征在于，所述固定座Ⅱ上包括通风口Ⅱ，所述通风口Ⅱ位于防护区Ⅱ和检测窗口之间；所述固定座Ⅰ上包括通风口Ⅰ，所述通风口Ⅰ位于防护区Ⅰ和检测窗口之间。
3.根据权利要求2所述的一种实时检测线材的防护装置，其特征在于，所述防护装置还包括鼓风机，所述鼓风机通过所述通风口Ⅱ对检测窗口进行清洁，清洁之后的气体通过通风口Ⅰ流出。
4.根据权利要求1所述的一种实时检测线材的防护装置，其特征在于，所述检测窗口为透明介质窗口。
5.根据权利要求4所述的一种实时检测线材的防护装置，其特征在于，所述检测窗口为玻璃窗口。
6.根据权利要求1所述的一种实时检测线材的防护装置，其特征在于，所述入口侧防撞单元和出口侧防撞单元采用耐高温不锈钢材质制作。
7.一种实时检测线材的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S01：将入口侧输送导管和出口侧输送导管分别安装在入口底座和出口底座上；其中，入口侧输送导管和出口侧输送导管均为内径d1相同的中空环状结构，且两者之间保留间隙，检测箱体安装在该间隙外围，所述检测箱体中围绕该间隙的一周安装内径为d2的检测窗口，且d2>d1；
S02：待检测的线材从入口侧输送导管朝着所述出口侧输送导管运动，所述检测窗口对所述线材进行实时检测；
S03：当所述线材全部通过所述出口侧输送导管之后，根据下一个线材的直径大小，判断是否需要更换入口侧输送导管和出口侧输送导管，若需要更换，则重复步骤S01-S02进行检测；若不需要更换，重复步骤S02进行检测；其中，所述入口侧输送导管靠近所述间隙的一侧安装所述入口侧防撞单元，所述入口侧防撞单元包括围绕在所述入口侧输送导管外侧的内径为d3的环状防护区Ⅰ和固定在所述检测箱体侧壁上的固定座Ⅰ，所述固定座Ⅰ垂直于所述防护区Ⅰ安装；所述出口侧输送导管靠近所述间隙的一侧安装所述出口侧防撞单元，所述出口侧防撞单元包括围绕在所述出口侧输送导管外侧的内径为d3的环状防护区Ⅱ和固定在所述检测箱体侧壁上的固定座Ⅱ，所述固定座Ⅱ垂直于防护区安装Ⅱ；防护区Ⅰ和防护区Ⅱ保护所述检测窗口不受到入口侧输送导管和出口侧输送导管的撞击；其中，d2、d3和d1均大于零，且d2>d3>d1。
8.根据权利要求7所述的一种实时检测线材的方法，其特征在于，所述步骤S02中，鼓风机通过通风口Ⅱ对检测窗口进行清洁，清洁之后的气体通过通风口Ⅰ流出；其中，固定座Ⅱ上包括通风口Ⅱ，所述通风口Ⅱ位于防护区Ⅱ和检测窗口之间；所述固定座Ⅰ上包括通风口Ⅰ，所述通风口Ⅰ位于防护区Ⅰ和检测窗口之间。
9.根据权利要求7所述的一种实时检测线材的方法，其特征在于，所述检测窗口为玻璃窗口。
10.根据权利要求7所述的一种实时检测线材的方法，其特征在于，所述检测窗口为内径为d2的圆柱检测窗口，或者所述检测窗口为内切直径为d2的多面体检测窗口。
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