CN111579520A - 一种工件材质识别装置及其识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种工件材质识别装置，包括机架，固设于机架两侧的托架块，托架块上布设有底座，底座上装配有用于放置工件的定位座，定位座上形成有开口向上的定位夹口；定位座上固设有定位架，定位架的上布设有工件识别装置，该工件识别装置与定位座位置相对应；本发明结构简单，方便实用，通过工件识别装置可以根据工件的材料或者形状的一些产品特征，在判别采集信息的这个环节使用成本较轻的工件识别装置，如果此端是金属，则传感器自动发出信号，则触发接下来的执行机构运动，具有方便特征。
Description
技术领域
本发明属于零件加工技术领域，尤其涉及一种工件材质识别装置及其识别方法。
背景技术
随着生产的发展，加工领域的竞争日趋激烈，提高质量、降低成本成为必然趋势，降低成本的一个重要手段就是提高自动化水平。
而在工件制作过程中，工件材质识别、质量鉴定是工业材质质量检测领域的重要课题。随着全球工业化的发展，工业自动化的需求也日益增高，同时人工劳动力的成本也显著提高。设备、材料的自动识别技术系统的推广，既可以将人力从单调、重复的劳动中解放出来，也可以大大降低人力成本。同时，机械检测的准确度和检测速度都将高于人工检测。可见，由于材质识别方法对于工业发展的重要性，其一直是工业化进程中的一个重要课题。
当前各类物体的材质多种多样，单传感器对材质的识别能力有限，很容易造成以假乱真。目前的材质识别的常用方法有光识别、热觉识别、颜色识别。每种方法都有自身的局限性，例如，可见光成像设备能够有效分析物体的纹理信息，但受环境影响较大；超声波可以穿透无线电波、光波无法穿过的物体，但是在空气中衰减太快不易传播。所以，利用单一传感器对物体材质进行判别，其准确度有限。
针对以上问题，故，有必要对其进行改进。
发明内容
本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种结构简单，操作方便，适用于不同规格的工件，判别准确度高的工件材质识别装置及其识别方法。
为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种工件材质识别装置，包括机架，固设于机架两侧的托架块，托架块上布设有底座，底座上装配有用于放置工件的定位座，定位座上形成有开口向上的定位夹口；定位座上固设有定位架，定位架的上布设有工件识别装置，该工件识别装置与定位座位置相对应。
作为本发明的一种优选方案，所述工件识别装置包括第一传感器和第二传感器；第一传感器与第二传感器垂直布设；第一传感器与定位夹口的中心位置相对应，第二传感器与定位夹口相垂直。
作为本发明的一种优选方案，所述定位座前端与底座之间安装有侧板，侧板与定位座和底座之间通过调节机构定位。
作为本发明的一种优选方案，所述调节机构还包括定位座螺栓，侧板上具有垂直于工件移动方向且呈长条形的定位座连接槽，所述定位座螺栓穿设在定位座连接槽内；用于调整定位座与第一传感器之间的位置。
作为本发明的一种优选方案，所述调节机构包括底座螺栓，侧板上具有水平于工件移动方向且呈长条形的底座连接槽，所述底座螺栓穿设在底座连接槽内；用于调整定位座与第二传感器之间的位置。
作为本发明的一种优选方案，所述定位夹口呈“V”状体结构,定位夹口底部形成有圆形通孔，圆形通孔与定位夹口底部相连接，且定位夹口底部内径小于圆形通孔的直径。
一种工件材质识别方法，应用于工件材质识别装置中，所述工件材质识别方法至少包括：
1)调整第一传感器和第二传感器的位置，使得第一传感器和第二传感器与定位座上的工件位置相对应；
2)通过第一传感器和第二传感器向位于定位座上的待识别工件发射源信号，分别采集所述待识别工件在所述源信号照射下发射的特征信号，或者直接利用第一传感器和第二传感器采集待识别工件的特征信号；
3)通过综合分析所述特征信号，确定所述工件的材质。
作为本发明的一种优选方案，第一传感器和第二传感器为光电传感器，所述光电传感器与外部的储存芯片连接。
作为本发明的一种优选方案，所述第一传感器和第二传感器为红外传感器，利用所述红外传感器对所述待识别工件进行识别的过程为：利用红外传感器向待识别工件发射红外光线，所述待识别工件经红外光线照射后发射出特征光线，将所述特征光线的光谱特征与材质类别中包括的各材质对应的光谱特征进行比较，确定出待识别物体可能属于的材质类别。
作为本发明的一种优选方案，所述第一传感器和第二传感器为超声波传感器，利用所述超声波感器对所述待识别物体进行识别的过程为：利用超声波传感器向待识别物体发射超声波信号，然后接收的回波中提取回波数据的特征值，处理计算后确定出待识别物体可能属于的材质类别。
本发明的有益效果是：
1.本发明结构简单，方便实用，通过工件识别装置可以根据工件的材料或者形状的一些产品特征，在判别采集信息的这个环节使用成本较轻的工件识别装置，如果此端是金属，则传感器自动发出信号，则触发接下来的执行机构运动，具有方便特征；
2.本发明通过设置调节机构，可以调整定位夹口与第一传感器与第二传感器之间的位置，此类判别方式比较灵活，对类似的产品，对同样的产品使用即可，但是如果发生同一种材料，两端形状不用的时候，此类组合中的信息采集部分的第一传感器与第二传感器，改变测量的位置即可轻松实现；
3.本发明的定位座上形成有定位夹口，定位夹口的开口向上；利于工件输送时，方便而且快捷，定位夹口呈“V”状体结构，能够进一步增大工件与定位夹口的承托面积，增加工件检测的安全性；
4.本发明定位夹口底部形成有圆形通孔，定位夹口底部内径小于圆形通孔的直径；使得该工件与圆形通孔之间留有间隙，工件在通过定位夹口放置稳定的同时，也使得工件在转移过程更加便捷和方便，提高了使用效率；
5.本发明设置的第一传感器与第二传感器，利用第一传感器与第二传感器向待识别物体发射源信号，分别采集所述待识别工件在所述源信号照射下发射的特征信号，或者直接利用所述第一传感器与第二传感器采集待识别物体的特征信号；最后，通过综合分析所述特征信号，确定所述工件的材质。本发明的工件材质识别方法是利用第一传感器与第二传感器的数据互补和冗余，从各自独立的测量空间获取信息，通过融合技术对目标物体工件进行识别。本发明的识别方法检测准确率高，为识别工件材质提供可靠的数据。
附图说明
图1为本发明实施例的主视图；
图2为本发明实施例的侧视图；
图3为本发明实施例的结构示意图；
图中附图标记：托架块1，底座2，定位座3，侧板4，定位座连接槽5，底座连接槽6，定位座螺栓7，机架8，底座螺栓9，调节机构10，定位架11，第一传感器12，第二传感器13，定位夹口14，圆形通孔15，工件识别装置20。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例：
如图1-3所示，本实施例提供的一种工件材质识别装置，包括机架8，固设于机架两侧的托架块1，托架块1上布设有底座2，底座2上装配有用于放置工件的定位座3，定位座3上形成有开口向上的定位夹口14；定位座3上固设有定位架11，定位架11的上布设有工件识别装置20，该工件识别装置20与定位座3位置相对应；本发明结构简单，方便实用，通过工件识别装置可以根据工件的材料或者形状的一些产品特征，在判别采集信息的这个环节使用成本较轻的工件识别装置，如果此端是金属，则传感器自动发出信号，则触发接下来的执行机构运动，具有方便特征。
工件识别装置20包括第一传感器12和第二传感器13；第一传感器12与第二传感器13垂直布设；第一传感器12与定位夹口14的中心位置相对应，第二传感器13与定位夹口14相垂直；本发明设置的第一传感器与第二传感器，利用第一传感器与第二传感器向待识别物体发射源信号，分别采集所述待识别工件在所述源信号照射下发射的特征信号，或者直接利用所述第一传感器与第二传感器采集待识别物体的特征信号；最后，通过综合分析所述特征信号，确定所述工件的材质。本发明的工件材质识别方法是利用第一传感器与第二传感器的数据互补和冗余，从各自独立的测量空间获取信息，通过融合技术对目标物体工件进行识别。本发明的识别方法检测准确率高，为识别工件材质提供可靠的数据。
定位座3前端与底座2之间安装有侧板4，侧板4与定位座3和底座2之间通过调节机构10定位；调节机构10还包括定位座螺栓7，侧板4上具有垂直于工件移动方向且呈长条形的定位座连接槽5，所述定位座螺栓7穿设在定位座连接槽5内；用于调整定位座3与第一传感器12之间的位置；调节机构10包括底座螺栓9，侧板4上具有水平于工件移动方向且呈长条形的底座连接槽6，所述底座螺栓9穿设在底座连接槽6内；用于调整定位座3与第二传感器13之间的位置；本发明通过设置调节机构，可以调整定位夹口与第一传感器与第二传感器之间的位置，此类判别方式比较灵活，对类似的产品，对同样的产品使用即可，但是如果发生同一种材料，两端形状不用的时候，此类组合中的信息采集部分的第一传感器与第二传感器，改变测量的位置即可轻松实现。
定位夹口14呈“V”状体结构,定位夹口14底部形成有圆形通孔15，圆形通孔15与定位夹口14底部相连接，且定位夹口14底部内径小于圆形通孔15的直径；本发明的定位座上形成有定位夹口，定位夹口的开口向上；利于工件输送时，方便而且快捷，定位夹口呈“V”状体结构，能够进一步增大工件与定位夹口的承托面积，增加工件检测的安全性。
本发明定位夹口底部形成有圆形通孔，定位夹口底部内径小于圆形通孔的直径；使得该工件与圆形通孔之间留有间隙，工件在通过定位夹口放置稳定的同时，也使得工件在转移过程更加便捷和方便，提高了使用效率。
一种工件材质识别方法，应用于工件材质识别装置中，该工件材质识别方法至少包括：
1)调整第一传感器12和第二传感器13的位置，使得第一传感器12和第二传感器13与定位座3上的工件位置相对应；
2)通过第一传感器12和第二传感器13向位于定位座3上的待识别工件发射源信号，分别采集所述待识别工件在所述源信号照射下发射的特征信号，或者直接利用第一传感器12和第二传感器13采集待识别工件的特征信号；
3)通过综合分析所述特征信号，确定所述工件的材质。
第一传感器12和第二传感器13为光电传感器，所述光电传感器与外部的储存芯片连接。
第一传感器12和第二传感器13为红外传感器，利用所述红外传感器对所述待识别工件进行识别的过程为：利用红外传感器向待识别工件发射红外光线，所述待识别工件经红外光线照射后发射出特征光线，将所述特征光线的光谱特征与材质类别中包括的各材质对应的光谱特征进行比较，确定出待识别物体可能属于的材质类别；不同材质的组成元素是不同的，不同的元素经过特定光线高能的激发，原子之间相互作用会发射出不同的特征光线，所以通过向待识别物体发射红外光线，待识别物体经红外光线照射后发射出特征光线，将该特征光线的光谱特征与材质类别中包括的各材质对应的光谱特征进行比较，确定出待识别物体的材质。例如，该实施例红外线传感器方法中，可能所属类别为：木头、金属、橡胶。
第一传感器12和第二传感器13为超声波传感器，利用所述超声波感器对所述待识别物体进行识别的过程为：利用超声波传感器向待识别物体发射超声波信号，然后接收的回波中提取回波数据的特征值，处理计算后确定出待识别物体可能属于的材质类别；超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波碰到待识别物体会产生显著反射，形成反射回波。每种待识别物体具有特定的回波参数，经过计算处理确定识别物体可能属于的材质类别。例如，该实施例超声波传感器方法中，可能所属类别为：金属、木头、纤维、皮革。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
尽管本文较多地使用了图中附图标记：托架块1，底座2，定位座3，侧板4，定位座连接槽5，底座连接槽6，定位座螺栓7，机架8，底座螺栓9，调节机构10，定位架11，第一传感器12，第二传感器13，定位夹口14，圆形通孔15，工件识别装置20等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种工件材质识别装置，其特征在于：包括机架(8)，固设于机架两侧的托架块(1)，托架块(1)上布设有底座(2)，底座(2)上装配有用于放置工件的定位座(3)，定位座(3)上形成有开口向上的定位夹口(14)；定位座(3)上固设有定位架(11)，定位架(11)的上布设有工件识别装置(20)，该工件识别装置(20)与定位座(3)位置相对应。
2.根据权利要求1所述的一种工件材质识别装置，其特征在于：所述工件识别装置(20)包括第一传感器(12)和第二传感器(13)；第一传感器(12)与第二传感器(13)垂直布设；第一传感器(12)与定位夹口(14)的中心位置相对应，第二传感器(13)与定位夹口(14)相垂直。
3.根据权利要求1所述的一种工件材质识别装置，其特征在于：所述定位座(3)前端与底座(2)之间安装有侧板(4)，侧板(4)与定位座(3)和底座(2)之间通过调节机构(10)定位。
4.根据权利要求3所述的一种工件材质识别装置，其特征在于：所述调节机构(10)还包括定位座螺栓(7)，侧板(4)上具有垂直于工件移动方向且呈长条形的定位座连接槽(5)，所述定位座螺栓(7)穿设在定位座连接槽(5)内；用于调整定位座(3)与第一传感器(12)之间的位置。
5.根据权利要求4所述的一种工件材质识别装置，其特征在于：所述调节机构(10)包括底座螺栓(9)，侧板(4)上具有水平于工件移动方向且呈长条形的底座连接槽(6)，所述底座螺栓(9)穿设在底座连接槽(6)内；用于调整定位座(3)与第二传感器(13)之间的位置。
6.根据权利要求1所述的一种工件材质识别装置，其特征在于：所述定位夹口(14)呈“V”状体结构,定位夹口(14)底部形成有圆形通孔(15)，圆形通孔(15)与定位夹口(14)底部相连接，且定位夹口(14)底部内径小于圆形通孔(15)的直径。
7.一种工件材质识别方法，应用于如权利要求1-6任一项所述的工件材质识别装置中，其特征在于，所述工件材质识别方法至少包括：
1)调整第一传感器(12)和第二传感器(13)的位置，使得第一传感器(12)和第二传感器(13)与定位座(3)上的工件位置相对应；
2)通过第一传感器(12)和第二传感器(13)向位于定位座(3)上的待识别工件发射源信号，分别采集所述待识别工件在所述源信号照射下发射的特征信号，或者直接利用第一传感器(12)和第二传感器(13)采集待识别工件的特征信号；
3)通过综合分析所述特征信号，确定所述工件的材质。
8.根据权利要求7所述的一种工件材质识别方法，其特征在于：所述第一传感器(12)和第二传感器(13)为光电传感器，所述光电传感器与外部的储存芯片连接。
9.根据权利要求7所述的一种工件材质识别方法，其特征在于：所述第一传感器(12)和第二传感器(13)为红外传感器，利用所述红外传感器对所述待识别工件进行识别的过程为：利用红外传感器向待识别工件发射红外光线，所述待识别工件经红外光线照射后发射出特征光线，将所述特征光线的光谱特征与材质类别中包括的各材质对应的光谱特征进行比较，确定出待识别物体可能属于的材质类别。
10.根据权利要求7所述的一种工件材质识别方法，其特征在于：所述第一传感器(12)和第二传感器(13)为超声波传感器，利用所述超声波感器对所述待识别物体进行识别的过程为：利用超声波传感器向待识别物体发射超声波信号，然后接收的回波中提取回波数据的特征值，处理计算后确定出待识别物体可能属于的材质类别。
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2020
- 2020-03-18 CN CN202010191499.4A patent/CN111579520A/zh active Pending
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