CN111780628B - 双目立体测量药高装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双目立体测量药高装置，包括顶杆取放机构、进模推头机构、出料输送机构、进料输送机构、模具定位夹紧机构、雷管以及模具，所述雷管底端竖直安放在模具内，所述雷管顶端插接安装有顶杆，所述顶杆取放机下方安装有模具定位夹紧机构，所述出料输送机构与进料输送机构平行设置在模具定位夹紧机构底部两侧，所述进料输送机构侧方设置有用于推动模具的进模推头机构。本发明的拍照系统，解决了双目测量系统在雷管生产线上使用的自动化问题，同时采用精度高的自动装夹系统，实现了雷管的准确定位，同时独立的装夹定位系统，可以有效的降低周围振动对拍照环节的影响，测药高环节的生产效率提高可以提高雷管生产的整体效率。

Description

双目立体测量药高装置

技术领域

本发明涉及测量药高技术领域，尤其涉及双目立体测量药高装置。

背景技术

近些年来，我国经济不断发展，工程爆破需求逐渐增加，雷管、炸药等火工产品的种类也日益增加，需求逐渐增长以及生产规模不断扩大。工业雷管一般装有猛炸药、延期烟火剂和起爆药。雷管中延期烟火剂的燃烧转为爆轰，是由于起爆药在电、磁、热等外界冲能的激发下产生的，然后将雷管中的猛炸药引爆，并使之完全爆轰，进而将炸药引爆。药管爆轰期的长短很大部分受火药的密度所影响，另一方面，装药的均匀与否以及高度也同样影响着雷管品质也有很大影响，所以我们需要检测雷管中起爆药以及猛炸药的药量。目前，我国工业雷管生产厂家多，产品品种较齐并且生产能力大，但是生产基本沿用五六十年代的设备，品种结构不合理。我国工业雷管生产线的特点为手工作业和半机械化相结合，质量不稳定、人员多、劳动强度高、产品性能及均一性较差，工艺水平相对落后。因此生产中不可缺少设备的检验检测。雷管火药是分类并多次装填的，在每次装填后都需要进行压实处理，而不同火药的比例也影响雷管的爆炸效果，严格控制每种火药的装填量就可以精确的控制不同火药的比例以影响雷管的爆炸效果，及时发现并剔除不符合填药量标准的雷管，以使用户实现安全生产。

现有的测量装药高度的方法有人工检测和机械式传感器检测两种。一般来说，火药装填高度可以通过人工检测来实现，也就是目测，但是由于生产人员的工作疲劳性等人为因素，导致了检测精度不高，误差和波动性较大，并不能达到安全要求。而如果直接或间接使电压与电流应用到检测中，即直接利用机械传感器进行检测，安全性又较低。同时，采用传感器检测方式，体积较大，价格较高，不能实时检测与控制，无法满足工厂的生产实际要求。由此，我国雷管生产现状及生产安全实际需求迫使企业急切研究出一种智能化的检测仪器以解决雷管的装药生产问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出双目立体测量药高装置，本发明的拍照系统，解决了双目测量系统在雷管生产线上使用的自动化问题，同时采用精度高的自动装夹系统，实现了雷管的准确定位，同时独立的装夹定位系统，可以有效的降低周围振动对拍照环节的影响，测药高环节的生产效率提高可以提高雷管生产的整体效率。

根据本发明实施例的一种双目立体测量药高装置，包括顶杆取放机构、进模推头机构、出料输送机构、进料输送机构、模具定位夹紧机构、雷管以及模具，所述雷管底端竖直安放在模具内，所述雷管顶端插接安装有顶杆，所述顶杆取放机构下方安装有模具定位夹紧机构，所述出料输送机构与进料输送机构平行设置在模具定位夹紧机构底部两侧，所述进料输送机构侧方设置有用于推动模具的进模推头机构；

所述顶杆取放机构包括竖直安装的吸头气缸，所述吸头气缸安装在套筒内，所述套筒底部平行安装有顶板，所述顶板底部两侧分别安装有第一相机和第二相机，所述吸头气缸活动端安装有真空吸头，所述真空吸头侧面开两个安装孔，两个所述安装孔分别连接真空管和高压管，所述真空吸头底端矩形阵列开设有多个吸杆孔，所述吸杆孔与顶杆相配设置。

优选地，所述进模推头机构包括第一底座，所述第一底座顶部安装有固定架，所述固定架顶部横向安装有气缸，所述气缸活动端安装有用于推动模具的推头，所述气缸两侧平行安装有导杆，所述导杆一端与推头固定连接，所述固定架底部对应导杆相配安装有用于控制导杆伸缩的电磁导轨。

优选地，所述出料输送机构包括第三底座，所述第三底座上安装有第一输送带，所述第一输送带侧面安装有驱动其转动的第一气动马达。

优选地，所述进料输送机构包括第四底座，所述第四底座上安装有第二输送带，所述第二输送带侧面安装有驱动其转动的第二气动马达。

优选地，所述模具定位夹紧机构包括活门气缸，所述活门气缸一端竖直安装在顶板底部，所述活门气缸活动端安装有活门，所述活门内侧安装有导轨。

优选地，所述真空吸头底部竖直安装有顶杆，所述模具顶部安装有导向板，所述导向板对应顶杆开设有导向孔。

优选地，所述模具定位夹紧机构下方设置有第二底座。

优选地，所述第一底座、第二底座及第三底座的上表面处于同一水平面上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出的双目立体高度测量技术具有非接触、低能量、一次处理量大，并且测量过程拍照存档，方便以后的产品质量追溯，双目测量系统由于是光学检测，对生产现场的振动问题比较敏感，本发明通过第一相机和第二相机的自动拍照系统，解决了双目测量系统在雷管生产线上使用的自动化问题，同时采用高精度的模具定位夹紧机构，实现了雷管的准确定位，同时独立的模具定位夹紧机构，可以有效的降低周围振动对拍照环节的影响，测药高环节的生产效率提高可以提高雷管生产的整体效率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提出的双目立体测量药高装置的主视图；

图2为本发明提出的双目立体测量药高装置的俯视图；

图3为本发明图1提出的顶杆取放机构的结构示意图；

图4为本发明图1提出的进模推头机构的结构示意图；

图5为本发明图1提出的进、出料输送机构的结构示意图；

图6为本发明图1提出的模具定位夹紧机构的主视图；

图7为本发明图1提出的模具定位夹紧机构的侧视图；

图8为本发明图1提出的模具与雷管配合的结构示意。

图中：1-顶杆取放机构、11-第一相机、12-第二相机、13-真空吸头、14-吸头气缸、15-顶杆、16-导向板、17-安装孔、18-吸杆孔、19-顶板、2-进模推头机构、21-推头、22-导杆、23-气缸、24-第一底座、25-固定架、3-出料输送机构、31-第一输送带、32-第一气动马达、33-第三底座、4-进料输送机构、5-模具定位夹紧机构、51-活门气缸、52-活门、53-导轨、54-第二底座、6-雷管、7-模具。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参考图1-2和8，一种双目立体测量药高装置，包括顶杆15取放机构1、进模推头21机构2、出料输送机构3、进料输送机构4、模具7定位夹紧机构5、雷管6以及模具7，雷管6底端竖直安放在模具7内，本发明的模具7两侧开出倾斜面，方便在生产和测量时对整个模具7进行定位和夹紧，雷管6顶端插接安装有顶杆15，顶杆15下部为圆柱形，可顺利插入雷管6壳内部，上部为半圆锥型与吸头上的顶杆15孔配合，以保证在吸住和插入顶杆15时顶杆15的位置精度，顶杆15取放机下方安装有模具7定位夹紧机构5，出料输送机构3与进料输送机构4平行设置在模具7定位夹紧机构5底部两侧，进料输送机构4侧方设置有用于推动模具7的进模推头21机构2；

参考图3，顶杆15取放机构1包括竖直安装的吸头气缸14，吸头气缸14采用气缸23加上圆柱导轨53组合，吸头气缸14安装在套筒内，套筒底部平行安装有顶板19，顶板19底部两侧分别安装有第一相机11和第二相机12，第一相机11和第二相机12下方均设置有红外传感器，当模具7移动到第一相机11和第二相机12下方时，红外传感器检测到模具7然后将信号传送给相应的第一相机11和第二相机12对其进行拍照，吸头气缸14活动端安装有真空吸头13，真空吸头13侧面开两个安装孔17，两个安装孔17分别连接真空管和高压管，真空吸头13底端矩形阵列开设有多个吸杆孔18，吸杆孔18与顶杆15相配设置。

参考图4，进模推头21机构2包括第一底座24，第一底座24顶部安装有固定架25，固定架25顶部横向安装有气缸23，气缸23活动端安装有用于推动模具7的推头21，气缸23两侧平行安装有导杆22，导杆22一端与推头21固定连接，固定架25底部对应导杆22相配安装有用于控制导杆22伸缩的电磁导轨53，进模推头21机构2采用长气缸23推动，采用双圆柱导结合四个圆柱直线轴承进行导向，气缸23上布置一个磁环开关进行导杆22中间伸出长度的控制，布置两个磁环开关对气缸23伸出和回缩是否到位进行监控，并采用三位五通电磁换向阀进行控制。

参考图5，出料输送机构3包括第三底座33，第三底座33上安装有第一输送带31，第一输送带31侧面安装有驱动其转动的第一气动马达32，进料输送机构4包括第四底座，第四底座上安装有第二输送带，第二输送带侧面安装有驱动其转动的第二气动马达，所以实际出料输送机构3和进料输送机构4结构相同，只是第一输送和第二输送的转动方向相反，这样用于对模具7的进料和出料，出料输送机构3和进料输送机构4均采用皮带输送并用气动马达驱动，通过两个不同的二位三通电磁气动阀控制第一输送带31和第二输送带的开停。

参考图6-7，模具7定位夹紧机构5包括活门气缸51，活门气缸51一端竖直安装在顶板19底部，活门气缸51活动端安装有活门52，活门52内侧安装有导轨53，模具7定位夹紧机为船型结构，左右下三面为固定面，上镶嵌高精度耐磨定位块，前后位可向下移动的活门52，安装在活门气缸51上，活门52上镶嵌带斜面的定位块，上部露出，以方便拍照测高。

真空吸头13底部竖直安装有顶杆15，模具7顶部安装有导向板16，导向板16固定在雷管6之间上角，导向板16对应顶杆开设有导向孔，上部有倒，对顶杆15插入时进行精确定位，模具7定位夹紧机构5下方设置有第二底座54。

第一底座24、第二底座54及第三底座33的上表面处于同一水平面上。

工作原理：

按图1-2所示安装第一相机11和第二相机12，对模具7内雷管6上的顶杆15顶部进行拍照，通过对两组照片数据的处理，实现对顶杆15高度的非接触测量。

工作流程

S1：将一个插满雷管6的模具7放到进料输送机构4的第二输送带上，启动第二启动马达带动第二输送带向进模推头21机构2方向转动；

S2：通过第二输送带的转动，将模具7运送到进模推头21的前部；

S3：当可进行拍照测高时，控制进模推头21的气缸23前伸将模具7推送到第二底座54上，此时模具7定位夹紧机构5中的活门52关闭，然后活门52打开，在活门气缸51推动下，模具7紧紧贴在活门52侧面，此时活门52的定位块斜面和雷管6模的斜面贴紧，推头21气缸23回缩，活门气缸51下伸，推动活门52，通过活门52上的定位块斜面压紧雷管6模上的斜面，雷管6盒上的两个斜面和两个活门52上的斜面构成V型定位夹紧系统，使得雷管6盒重新对中并夹紧；

S4：同时导杆22吸在真空吸头13上的吸杆孔18处，位于雷管6模具7上方，吸头气缸14下伸，在吸头的带动下，导杆22首先通过导向板16，微调导杆22位置，继续下伸，将导杆22下部插入雷管6中，但并不接触雷管6中的药剂，真空吸头13中的真空管路关闭，同时高压管路打开，真空吸头13上的空腔内充满高压气体，气体压力推动导杆22下伸，使得导杆22下部与雷管6中的药剂接触，并在气体压力的作用下贴紧药剂，真空吸头13上升，在正压的作用下，导杆22和真空吸头13脱离，留在雷管6中，并紧贴药剂；

S5：第一相机11和第二相机12对顶杆15的顶部进行拍照，通过双目测高信息处理系统，得出顶杆15上部的高度，以间接测量出雷管6中的药高；

S6：吸头气缸14再次下伸，真空吸头13上的高压管路关闭、真空管路接通，导杆22上部插入下伸的真空吸头13，在真空的作用下，真空吸头13上部被吸入吸头孔内，吸头气缸14收缩，带着导杆22脱离雷管6。

S7：活门52打开，推头21气缸23再次前伸，将雷管6模从第二底座54上的测量位置推到出料输送机构3的第一输送带31上，启动第一气动马达32带动第一输送带31向第二输送带的反方向转动，将已经测量好的模具7输送出去，推头21气缸23回缩，活门52下伸，系统回到起始位置，准备下一个循环。

双目测高信息处理系统是基于“视差”的原理，从摄像机获取到的多幅图像中获得被测物的三维信息，“视差”就是左、右图像上两个投影点坐标之间的差异，视觉系统中，双目立体视觉测量一般由采用两台位置不同但性能相同摄像机，就是第一相机11和第二相机12，获取同一场景的两幅图像，或由一台在不同时刻及角度获取同一场景的两幅图像，利用立体视差原理，可以完成场景里所有的特征点三维测量，然后构建场景的三维结构。

双目测高信息处理系统原理：设基线距B为第一相机11和第二相机12投影中心点的连线距离，令第一相机11和第二相机12同时观察空间某一物体的同一特征点P，然后分别由第一相机11和第二相机12获取到点P的图像，得到的图像左右坐标分别为,设这第一相机11和第二相机12的图像的Z坐标相同，那么特征点P在左右图像上的Y坐标相同，即,从三角凡何关系可得：

则视差为: 为

，据此，特征点P在摄像机坐标系下的三维坐标就可以算出

因此，想要确定出像面上一点的三维坐标，就要在一个摄像机像面上找到另一个摄像机像面上对应的匹配点。这是一种点对点的运算方法，只要像面上所有点在另一面上存在相应的匹配点，就可以应用上述点对点的运算，然后得到该点对应的三维坐标。

分析了基于平视的双目立体视觉三维测量原理以后，现在考虑不特别要求第一相机11和第二相机12摆放位置的情况，假定世界坐标系的原点处为左相机O-xyz的原点，图像坐标系为O1-x1y1有效焦距为f1；右相机坐标系为Or-XrYrZr，图像坐标系Or-XrYr，有效焦距为fr，由相机透视变换模型可知:

O-xyz坐标系与Or-XrYrZr坐标系之间的相互位置关系可通过空间转换矩阵表示:

，

其中

为 O-xyz坐标系与Or-XrYrZr坐标系之间的旋转矩阵

为坐标系原点之间的平移变换矢量。

对于坐标系中的空间点，第一相机11和第二相机12相面点之间的对应关系可写为：

求得点在第一相机11和第二相机12中的图像坐标和焦距f1、f2的情况下，再求出旋转矩阵R和平移矢量T。

本发明提出的双目立体高度测量技术具有非接触、低能量、一次处理量大，并且测量过程拍照存档，方便以后的产品质量追溯，双目测量系统由于是光学检测，对生产现场的振动问题比较敏感，本发明通过第一相机11和第二相机12的自动拍照系统，解决了双目测量系统在雷管6生产线上使用的自动化问题，同时采用高精度的模具7定位夹紧机构5，实现了雷管6的准确定位，同时独立的模具7定位夹紧机构5，可以有效的降低周围振动对拍照环节的影响，测药高环节的生产效率提高可以提高雷管6生产的整体效率。

本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双目立体测量药高装置，其特征在于：包括顶杆取放机构、进模推头机构、出料输送机构、进料输送机构、模具定位夹紧机构、雷管以及模具，所述雷管底端竖直安放在模具内，所述雷管顶端插接安装有顶杆，所述顶杆取放机构下方安装有模具定位夹紧机构，所述出料输送机构与进料输送机构平行设置在模具定位夹紧机构底部两侧，所述进料输送机构侧方设置有用于推动模具的进模推头机构；

所述顶杆取放机构包括竖直安装的吸头气缸，所述吸头气缸安装在套筒内，所述套筒底部平行安装有顶板，所述顶板底部两侧分别安装有第一相机和第二相机，所述吸头气缸活动端安装有真空吸头，所述真空吸头侧面开两个安装孔，两个所述安装孔分别连接真空管和高压管，所述真空吸头底端矩形阵列开设有多个吸杆孔，所述吸杆孔与顶杆相配设置。

2.根据权利要求1所述的双目立体测量药高装置，其特征在于：所述进模推头机构包括第一底座，所述第一底座顶部安装有固定架，所述固定架顶部横向安装有气缸，所述气缸活动端安装有用于推动模具的推头，所述气缸两侧平行安装有导杆，所述导杆一端与推头固定连接，所述固定架底部对应导杆相配安装有用于控制导杆伸缩的电磁导轨。

3.根据权利要求2所述的双目立体测量药高装置，其特征在于：所述出料输送机构包括第三底座，所述第三底座上安装有第一输送带，所述第一输送带侧面安装有驱动其转动的第一气动马达。

4.根据权利要求1所述的双目立体测量药高装置，其特征在于：所述进料输送机构包括第四底座，所述第四底座上安装有第二输送带，所述第二输送带侧面安装有驱动其转动的第二气动马达。

5.根据权利要求1所述的双目立体测量药高装置，其特征在于：所述模具定位夹紧机构包括活门气缸，所述活门气缸一端竖直安装在顶板底部，所述活门气缸活动端安装有活门，所述活门内侧安装有导轨。

6.根据权利要求1所述的双目立体测量药高装置，其特征在于：所述真空吸头底部竖直安装有顶杆，所述模具顶部安装有导向板，所述导向板对应顶杆开设有导向孔。

7.根据权利要求3所述的双目立体测量药高装置，其特征在于：所述模具定位夹紧机构下方设置有第二底座。

8.根据权利要求7所述的双目立体测量药高装置，其特征在于：所述第一底座、第二底座及第三底座的上表面处于同一水平面上。

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