CN112362678A - 一种智能焊缝识别装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种焊缝识别装置，包括检测模块、控制模块、标识模块以及固定检测模块、控制模块、标识模块的外壳；所述检测模块包括用于检测钢轨的传感器和用于对钢轨焊缝进行拍照的工业相机；所述标识模块包括直线导轨滑台、电机、喷头和墨盒；其中，所述工业相机和传感器与控制模块分别连通；所述直线导轨滑台设置在外壳内部，直线导轨滑台上设置喷头，使喷头可以在直线导轨滑台上运动，喷头与墨盒相连；所述电机与控制模块和喷头分别相连。本发明的焊缝识别装置采用集成式一体化设计，满足焊轨基地对智能化焊缝识别装置的使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种铁路用机电一体化设备，更具体地，涉及一种应用于焊轨基地的智能焊缝自动识别装置。
背景技术
目前焊轨基地的主要工作模式为：钢轨焊接完成后，后续工位的粗铣、粗磨、热处理、精铣和精调等工位需要依次对钢轨焊缝进行作业处理。由于目前焊轨基地所有的工序没有自动识别焊缝功能，且钢轨焊缝属于不规则的形状，以当前焊轨基地各工序设备的情况，各个工位只能由人工操作设备对钢轨焊缝进行定位，然后再进行作业。这种工作模式不仅人工成本高而且受人为因素影响较大，稳定性差、效率低。随着智慧工厂概念的提出，焊轨基地的数字化、智能化也提上了日程。然而在每个工位设备上添加焊缝识别功能，在技术上不可行，在成本上也不能接受。
发明内容
本发明的目的在于解决焊轨基地人工识别与对齐焊缝的问题，提供一种适应“智能高铁”理念的、安全可靠、自动化程度高的智能焊缝识别装置，该装置采用集成式一体化设计，满足焊轨基地对智能化焊缝识别装置的使用要求。
具体地，本发明提供一种焊缝识别装置，包括检测模块、控制模块、标识模块以及固定检测模块、控制模块、标识模块的外壳；所述检测模块包括用于检测钢轨的传感器和用于对钢轨焊缝进行拍照的工业相机；所述标识模块包括直线导轨滑台、电机、喷头和墨盒；其中，所述工业相机和传感器与控制模块分别连通。
所述直线导轨滑台设置在外壳内部，直线导轨滑台上设置喷头，使喷头可以在直线导轨滑台上运动，喷头与墨盒相连；所述电机与控制模块和喷头分别相连。
优选地，所述外壳为框架结构和封闭式结构，使其可以放置在钢轨上方或者跨置于钢轨之上。优选地，所述传感器包括光栅传感器、激光传感器、红外温度传感器或电涡流传感器。
优选地，所述工业相机包括面阵相机、线阵相机或红外紫外相机。
优选地，所述控制模块通过网线或者无效网络分别与检测模块和标识模块连通。
优选地，所述控制模块包括控制器和服务器，其中所述控制器设置在控制柜内部，所述控制柜设置在外壳外部，所述服务器设置在外壳内部。
优选地，所述服务器为安装有图像识别软件、能够识别焊缝的形状、计算焊缝的位置的服务器。
优选地，所述控制器为可编程、可以接受并处理信号并对标识模块发出指令。
优选地，所述检测模块和标识模块分别安装在外壳内部的两侧，所述服务器与标识模块设置在同一侧。
优选地，所述电机为伺服电机，通过伺服驱动器控制，并接入控制系统。
优选地，所述直线导轨滑台为两套，每套直线导轨滑台上分别设置一个喷头。
进一步优选地，所述标识模块的喷头可以在电机驱动下沿直线导轨滑台移动设定距离。
本发明的焊缝识别装置将检测模块、控制模块和标识模块集成于一体，利用检测模块和控制模块可以自动识别焊缝，向标识模块发送指令以标记焊缝，从而实现装置的智能化控制。采用伺服电机作为设备的驱动单元，大幅提高了装置的动态响应速度，提高了设备的走行精度。
采用集成式封闭式设计，降低设备作业时的噪音和灰尘，大幅提高了工业相机的成像质量和提高焊缝识别效率。本发明的焊缝识别装置采用标准化接口设计，可以快速安装和生产，可安装在焊轨基地生产线上，辅助钢轨焊接完成后的其他工位设备进行现场作业。
附图说明
图1为本发明的焊缝识别装置一种具体实施方式的正面结构示意图；
图2为本发明的焊缝识别装置一种具体实施方式的俯视结构示意图；
其中1-外壳；2-电机；3-喷头和墨盒；4-控制柜；5-工业相机；6-传感器；7-服务器；8-直线导轨滑台。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明智能焊缝识别装置做进一步说明，但本发明的范围不限于以下具体实施方式中；凡是基于本发明的构思所做出的改进、替换等方案，都在本发明保护范围内。
如图1和图2所示的焊缝识别装置，包括检测模块、控制模块、标识模块和外壳1；检测模块包括传感器6和工业相机5；控制模块包括控制器和服务器7；标识模块包括直线导轨滑台8、电机2、喷头和墨盒3。
外壳1为框架结构和封闭式结构，可以放置在钢轨上方或者跨置于钢轨之上，使得装置整体对钢轨有近距离接触，从而实现检测和标识。
控制器设置在控制柜4内部，控制柜4设置在外壳外部，利于设备的安装与检修。
检测模块、服务器7以及标识模块设置在外壳内部，其中，检测模块和标识模块设置在内部相对的两侧，服务器7设置在标识模块一侧。这种设置能够使检测和执行系统相对独立，便于工作和检修。
工业相机5和传感器6与控制模块分别连通，用于向控制模块传输信号，传感器6对钢轨及钢轨焊缝进行预判和粗检测，当传感器6检测到钢轨焊缝到达装置内部，控制模块启动工业相机5对钢轨焊缝进行识别；
直线导轨滑台8设置在外壳1内部，直线导轨滑台8上设置喷头，使喷头可以在直线导轨滑台上运动，喷头与墨盒相连；电机2与控制模块和喷头分别相连。
传感器6可以是光栅传感器、激光传感器、红外温度传感器、电涡流传感器等，用于检测钢轨到来以及焊缝信息，将信息发送给控制模块的控制器。
工业相机5可以是面阵相机、线阵相机或红外紫外相机，用于在控制器的控制下对钢轨焊缝进行拍照，并将照片传送给服务器7。
传感器6与工业相机5协同工作，能够确保对钢轨焊缝识别的准确性。
控制器采用可编程控制器，能够对传感器传送来的信号和服务器7的信息进行处理，启动拍照以及对标识模块发出指令。控制器与传感器6、工业相机5、服务器7和标识模块都分别相连。
服务器7安装有图像识别软件，能够识别焊缝的形状、计算和测量焊缝的位置，并将信号发送给控制器。服务器7与工业相机5、控制器分别相连。
在本具体实施方式中，控制模块通过网线或者无效网络分别与检测模块和标识模块连通。
在本具体实施方式中，直线导轨滑台8为两套，每套直线导轨滑台上分别设置一个喷头，同时对钢轨焊缝进行喷涂标识。喷头与墨盒通过软管连通，喷头在电机驱动下沿直线导轨滑台移动设定距离。
电机2为伺服电机，通过伺服驱动器控制，并接入控制模块。直线导轨滑台工作时，将焊缝识别装置安装于钢轨焊接生产线人工检测工位处，开机后，首先进行初始化，服务器7进行诊断，喷头在电机2的驱动下在直线导轨滑台8上进行回零点动作。诊断和回零点动作完成后，进入等待作业状态。传感器6检测到钢轨到来，控制柜4中控制器接收到可作业信号，开启工业相机5对钢轨焊缝进行拍照，照片传输到服务器7，服务器7中的软件根据传感器信号及存储的照片信息对钢轨焊缝进行测量与计算，然后通过控制柜4内部的可编程控制器指令电机2控制喷头运动到设定的距离，在钢轨上喷涂设定的标识。之后，控制器控制喷头返回到零点位置，等待下一次作业开始信号。
焊缝图像以及标识信息可供焊轨基地正火机等设备使用，辅助实现正火机的自动作业以及焊轨基地的智能化、数据化、信息化。
Claims (10)
1.一种焊缝识别装置，其特征在于，包括检测模块、控制模块、标识模块以及固定检测模块、控制模块、标识模块的外壳；所述检测模块包括用于检测钢轨的传感器和用于对钢轨焊缝进行拍照的工业相机；所述标识模块包括直线导轨滑台、电机、喷头和墨盒；其中，所述工业相机和传感器与控制模块分别连通；所述直线导轨滑台设置在外壳内部，直线导轨滑台上设置喷头，使喷头可以在直线导轨滑台上运动，喷头与墨盒相连；所述电机与控制模块和喷头分别相连。
2.根据权利要求1所述的焊缝识别装置，其特征在于，所述外壳为框架结构和封闭式结构。
3.根据权利要求1所述的焊缝识别装置，其特征在于，所述传感器包括光栅传感器、激光传感器、红外温度传感器或电涡流传感器；所述工业相机包括面阵相机、线阵相机或红外紫外相机。
4.根据权利要求1-3任一项所述的焊缝识别装置，其特征在于，所述控制模块通过网线或者无线网络分别与检测模块和标识模块连通。
5.根据权利要求4所述的焊缝识别装置，其特征在于，所述控制模块包括控制器和服务器，其中所述控制器设置在控制柜内部，所述控制柜设置在外壳外部，所述服务器设置在外壳内部。
6.根据权利要求5所述的焊缝识别装置，其特征在于，所述服务器为安装有图像识别软件、能够识别焊缝的形状、计算焊缝的位置的服务器；所述控制器为可编程、可以接受并处理信号并对标识模块发出指令。
7.根据权利要求6所述的焊缝识别装置，其特征在于，所述检测模块和标识模块分别安装在外壳内部的两侧，所述服务器与标识模块设置在同一侧。
8.根据权利要求7所述的焊缝识别装置，其特征在于，所述电机为伺服电机。
9.根据权利要求8所述的焊缝识别装置，其特征在于，所述直线导轨滑台为两套，每套直线导轨滑台上分别设置一个喷头。
10.根据权利要求9所述的焊缝识别装置，其特征在于，所述标识模块的喷头可以在电机驱动下沿直线导轨滑台移动设定距离。
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