CN113074640A - 一种红钢料型检测装置及检测机器人与检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种红钢料型检测装置及检测机器人与检测方法，属于自动化设备领域。本红钢料型检测装置包括：防护外壳，所述防护外壳的一侧设有检测口；激光检测传感器，所述激光检测传感器位于所述防护外壳内，所述激光检测传感器的输出端朝向所述检测口；冷却装置，所述冷却装置连接在所述防护外壳，通过所述冷却装置对所述防护外壳内空间散热。本发明还提供一种检测机器人与检测方法。本红钢料型检测装置能够代替人工在恶劣环境下对各种形状的钢材进行尺寸检测，保证工人的生命安全。

Description

一种红钢料型检测装置及检测机器人与检测方法

技术领域

本发明属于自动化设备领域，具体涉及一种红钢料型检测装置及检测机器人与检测方法。

背景技术

随着钢材行业的发展，自动化管理和数字化生产已经势在必行，因此越来越的自动化设备被研发制造，同时新设备、新技术必将带来更高的生产效率和经济效益。

但是对钢材的自动化设备目前相对较少，尤其是在热轧机辊压工序中。由于刚从热轧机辊压出来钢材是从大尺寸不断地辊压行成各个尺寸的钢材，此过程中会对不断地向热轧机洒水散热。而此时对红钢料型检测工序就必然处于高温、高湿、高危险的环境中，这对检测工人的要求特别高，有时候还会存在钢渣的飞溅情况，因此对于工人的安全防护是巨大考验。

因此，亟需一种能够自动检测红钢料型的装置来代替人工。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供一种红钢料型检测装置及检测机器人与检测方法，能够代替人工在恶劣环境下对各种形状的钢材进行尺寸检测，保证工人的生命安全。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种红钢料型检测装置，包括：

防护外壳，所述防护外壳的一侧设有检测口；

激光检测传感器，所述激光检测传感器位于所述防护外壳内，所述激光检测传感器的输出端朝向所述检测口；

冷却装置，所述冷却装置连接在所述防护外壳，通过所述冷却装置对所述防护外壳内空间散热。

本发明的红钢料型检测装置的有益效果是：(1)通过设置的激光检测传感器代替了人工来对加工中的钢材的尺寸进行检测，使得人员不会处于高温高湿的环境了，保证了人员的安全；

(2)通过机器代理人工操作，实现了自动化和智能化的推进，降低了人力成本；

(3)通过设置的防护外壳能够对激光检测传感器进行保护，避免受到水汽影响，保证了激光检测传感器的检测准确性；

(4)通过设置的冷却装置保证了激光检测传感器所处的工作环境温度，避免激光检测传感器损坏或者检测灵敏度降低。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述防护外壳上设有用于封闭所述检测口的石英玻璃，所述石英玻璃与所述防护外壳的侧壁可拆卸连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：能够对检测口封闭，对激光检测传感器的保护作用更好。

进一步，所述防护外壳的外侧壁上设有玻璃固定板，所述玻璃固定板上设有卡槽，所述石英玻璃卡入所述卡槽内。

采用上述进一步方案的有益效果是：利于固定石英玻璃。

进一步，所述玻璃固定板的一侧为敞口，所述石英玻璃通过所述敞口滑入所述卡槽内，所述玻璃固定板的一侧设有用于抵住所述石英玻璃的限位块，所述限位块与所述防护外壳的外侧壁可拆卸连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：方便更换石英玻璃。

进一步，所述防护外壳的外侧壁上设有用于对导线防护的导线防护壳。

采用上述进一步方案的有益效果是：能够对导线防护。

进一步，所述导线防护壳内设有用于检测温度的温度传感器。

采用上述进一步方案的有益效果是：能够检测环境温度，方便调整冷却装置功率。

进一步，所述冷却装置包括冷却元件、散热部件和壳体，所述壳体与所述防护外壳的外侧壁固定连接，所述冷却元件和所述散热部件均连接在所述壳体内，所述壳体上设有散热口。

采用上述进一步方案的有益效果是：利于对防护外壳内空间冷却。

进一步，所述散热部件包括散热器和风扇，所述散热器与所述壳体的内侧壁固定连接，所述风扇安装在所述散热口上，通过所述风扇将所述壳体内的热量穿出。

采用上述进一步方案的有益效果是：散热效果好。

本发明还提供一种检测机器人，包括如上述的红钢料型检测装置；

所述检测机器人还包括驱动机械手和总装控制系统，所述驱动机械手的输出端上设有安装法兰，所述安装法兰与所述防护外壳的另一侧的外侧壁连接；

所述总装控制系统分别与所述驱动机械手和所述红钢料型检测装置电连接，通过所述总装控制系统控制所述红钢料型检测装置的位置，并控制所述红钢料型检测装置检测。

本检测机器人的效果是：本检测机器人能够在高温高湿环境中对刚出来的钢材进行检测，适合范围广，解决了恶劣环境下的人工检测的问题。本检测机器人能够检测多种形状的钢材，钢材可为方坯或棒料。

本发明还提供一种采用如上述的检测机器人的检测方法，包括以下步骤：

控制所述驱动机械手带动所述红钢料型检测装置移动到设定检测位置；

所述红钢料型检测装置对钢材第一点位置检测，得到第一点检测数据，移动所述红钢料型检测装置的位置，对钢材第二点位置检测，得到第二点检测数据，依次重复多次，得到多点检测数据，检测完成后，所述红钢料型检测装置回到原位；

将得到多点检测数据汇总，得到钢材尺寸数据。

本检测方法的效果是：能方便对钢材进行检测，并且方便获得检测数据。

附图说明

图1为本发明红钢料型检测装置的立体示意图；

图2为本发明防护外壳的立体示意图；

图3为本发明防护外壳的左视图；

图4为本发明冷却装置的正视图；

图5为本发明冷却装置的右视图；

图6为本发明检测机器人的立体示意图；

图7为本发明对方坯钢材的检测示意图；

图8为本发明对棒料钢材的检测示意图；

图9为本发明总装控制系统的连接关系示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、红钢料型检测装置；2、安装法兰；3、冷却装置；4、驱动机械手；101、防护外壳；102、玻璃固定板；103、石英玻璃；104、限位块；105、导线防护壳；106、温度传感器；107、激光检测传感器，108、固定座；301、机壳；301-1、散热器；301-2、风扇；302、防护板；303、冷却元件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例

如图1-图9所示，本实施例提供一种红钢料型检测装置，包括：防护外壳101、激光检测传感器107和冷却装置3。

防护外壳101的一侧设有检测口。激光检测传感器107位于防护外壳101内，激光检测传感器107的输出端朝向检测口。冷却装置3连接在防护外壳101，通过冷却装置3对防护外壳101内空间散热。

其中，防护外壳101为长方形，防护外壳101采用7075铝合金，可以满足大多数现场环境。通过防护外壳101能够对内部的激光检测传感器107进行保护，避免激光检测传感器107处于高热高湿的环境中，避免影响检测准确性。其中防护外壳101内侧壁上设有用于固定激光检测传感器107的固定座108。

其中，激光检测传感器107上具有激光发射端，激光发射端设有柱面物镜，能够将激光扩散为线激光，然后投射在待检测钢材上，经待检测钢材反射，形成漫反射光线。激光检测传感器107上具有CMOS成像接收端，通过CMOS成像接收端接收漫反射光线，得到测量结果。激光检测传感器107用于发出蓝光，避免产生检测干扰，使得检测稳定性好。需要说明的，激光检测传感器107为现有技术，对本领域技术人员是已知的，在此不再过多赘述其结构和原理。

其中，冷却装置3用于对防护外壳101内部空间冷却散热，保证激光检测传感器107处于适合的温度环境，保证对钢材的检测，不受钢材加工热量的影响。

本实施例的技术方案的效果是，通过设置的激光检测传感器107代替了人工来对加工中的钢材的尺寸进行检测，使得人员不会处于高温高湿的环境了，保证了人员的安全。通过机器代理人工操作，实现了自动化和智能化的推进，降低了人力成本。通过设置的防护外壳101能够对激光检测传感器107进行保护，避免受到水汽影响，保证了激光检测传感器107的检测准确性。通过设置的冷却装置3保证了激光检测传感器107所处的工作环境温度，避免激光检测传感器107损坏或者检测灵敏度降低。

优选地，本实施例中，防护外壳101上设有用于封闭检测口的石英玻璃103，石英玻璃103与防护外壳101的侧壁可拆卸连接。

通过设置的石英玻璃103能够对检测口进行封闭，同时又不会影响光线的传播，对激光检测传感器107的保护作用更好。石英玻璃103采用各种纯净的天然石英熔化制成，如水晶、石英砂等。具有耐高温、膨胀系数低、耐热震性、化学稳定性和电绝缘性能良好，并能透过紫外线和红外线。通过石英玻璃103与防护外壳101的侧壁可拆卸连接，能够对石英玻璃103更换，保证防护效果。

优选地，本实施例中，防护外壳101的外侧壁上设有玻璃固定板102，玻璃固定板102上设有卡槽，石英玻璃103卡入卡槽内。

其中，玻璃固定板102呈环形，并位于检测口的边缘处，能够方便对石英玻璃103进行固定。其中，卡槽沿玻璃固定板102的长度方向设置，当需要固定石英玻璃103时，将石英玻璃103的边缘卡入到卡槽中即可。

优选地，本实施例中，玻璃固定板102的一侧为敞口，石英玻璃103通过敞口滑入卡槽内，玻璃固定板102的一侧设有用于抵住石英玻璃103的限位块104，限位块104与防护外壳101的外侧壁可拆卸连接。

通过设置的敞口方便将石英玻璃103安装在玻璃固定板102上，由于石英玻璃103的便于卡槽的滑动连接，能够方便更换石英玻璃103，操作更方便。其中设置的限位块104用于抵住石英玻璃103，使得石英玻璃103不会从敞口处滑落。其中限位块104与防护外壳101螺纹连接，拆卸方便，方便操作。

优选地，本实施例中，防护外壳101的外侧壁上设有用于对导线防护的导线防护壳105。

其中导线防护壳105能够对激光检测传感器107和冷却装置3的连接导线进行防护，能够有效避免导线受到高温和高湿的影响出现损坏。其中，导线上还可以采用Kevlar纤维复合布包裹，防护效果更好。而导线防护壳105与防护外壳101的材质相同，保护效果好，成本低。

优选地，本实施例中，导线防护壳105内设有用于检测温度的温度传感器106。通过设置的温度传感器106能够实时检测环境的温度，方便调节冷却装置3的功率，保证冷却散热效果。其中温度传感器106采用非接触式，温度传感器106为现有技术，在此不再过多赘述。

优选地，本实施例中，冷却装置3包括冷却元件303、散热部件和壳体301，壳体301与防护外壳101的外侧壁固定连接，冷却元件303和散热部件均连接在壳体301内，壳体301上设有散热口。

其中，壳体301用于对冷却元件303和散热部件进行保护。壳体301的外侧壁与防护外壳101的外侧壁一体成型，其中壳体301位于防护外壳101设置检测口的相对的一侧，从而不影响光线的传递。其中冷却元件303用于对防护外壳101内部进行降温。而散热部件用于对冷却元件303产生的热量从散热口排出，实现能量快速交换，保证冷却效果。其中冷却元件303为Peltier冷却件，为标准产品，可直接选取使用。

其中，壳体301的外侧壁上还固定设有防护板302。

优选地，本实施例中，散热部件包括散热器301-1和风扇301-2，散热器301-1与壳体301的内侧壁固定连接，风扇301-2安装在散热口上，通过风扇301-2将壳体301内的热量穿出。

其中，风扇301-2通过电机带动转动，产生搅拌力，实现空气流动，将散热器301-1上的热量从散热口快速排出。其中，散热器301-1能够对冷却元件303和防护外壳101内部的热量进行吸收，在从散热口排出。其中散热器301-1的排出热量的一端朝向散热口。

本实施例还提供一种检测机器人，包括如的红钢料型检测装置1。

检测机器人还包括驱动机械手4和总装控制系统，驱动机械手4的输出端上设有安装法兰2，安装法兰2与防护外壳101的另一侧的外侧壁连接。

总装控制系统分别与驱动机械手4和红钢料型检测装置1电连接，通过总装控制系统控制红钢料型检测装置1的位置，并控制红钢料型检测装置1检测。

其中，驱动机械手4用于带动红钢料型检测装置1移动，能够改变红钢料型检测装置1的位置，同时能够改变红钢料型检测装置1上防护外壳101的检测口的朝向，从而能够多角度对钢材测量，能够提高测量精度，能够减少环境干扰。

其中，驱动机械手4上还可以设置AGV、行架或者七轴地轨，能够带动驱动机械手4移动，能够对钢材加工中的各个环节进行检测，使用范围更广。

其中，驱动机械手4的输出端通过安装法兰2与防护外壳101的另一侧连接，其中，安装法兰2位于与检测口相对的一侧，使得方便调整检测口的位置。

其中，总装控制系统与驱动机械手4和红钢料型检测装置1采用RS232、RS485和网络通讯进行串行通信，从而实现控制，总装控制系统还能对激光检测传感器107的参数进行设置。总装控制系统能对整个设备进行监控和对数据存储，数据存储是针对测量出的数据进行读入存储和读出工作需要的信息的能力，例如测量的尺寸、测量对象的平面云图，实现信息记忆功能。其中驱动机械手4的本身系统通过网络和总装控制系统通讯，采用TCP/IP电文方式进行实时通讯。

其中，总装控制系统为现有技术，在此不在过多赘述。还可以设置客户端，客户端与总装控制系统通讯连接，方便获取数据以及控制操作。其中驱动机械手4设有控制柜，与总装控制系统通讯连接，方便控制驱动机械手4。其中总装控制系统还设有辅助系统，实现一系列辅助功能。而客户端可以为用户MES系统，并与人机交互界面连接，而人机交互界面与总装控制系统通讯连接，人员可在人机交互界面操作。

本实施例还提供一种采用上述检测机器人的检测方法，包括以下步骤：

在总装控制系统中设定检测时间，当到达设定时间后。

总装控制系统控制驱动机械手4带动红钢料型检测装置1移动到设定检测位置。

红钢料型检测装置1对钢材第一点位置检测，得到第一点检测数据，移动红钢料型检测装置1的位置，对钢材第二点位置检测，得到第二点检测数据，依次重复多次，得到多点检测数据，检测完成后，红钢料型检测装置1回到原位。

将得到多点检测数据汇总，得到钢材尺寸数据。

当检测完成后，当用户需要检查测量数据时，直接在总装控制系统中调用各个环节的数据，同时还对数据有云图更加清晰的分析。整个执行过程不需要人工操作，全部由机器人执行。红钢料型检测装置1可以对检测机器人进行双向的数据和信号传输，同时红钢料型检测装置1可以直接将信号和数据传输到总装控制系统中。其中此处的数据分析为现有技术，在此不再过多赘述，其为本检测机器人的辅助功能。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

需要注意的是，本发明中的“包括”意指其除所述成分外，还可以包括其他成分，所述的“包括”，还可以替换为封闭式的“为”或“由……组成”。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种红钢料型检测装置，其特征在于，包括：

防护外壳(101)，所述防护外壳(101)的一侧设有检测口；

激光检测传感器(107)，所述激光检测传感器(107)位于所述防护外壳(101)内，所述激光检测传感器(107)的输出端朝向所述检测口；

冷却装置(3)，所述冷却装置(3)连接在所述防护外壳(101)，通过所述冷却装置(3)对所述防护外壳(101)内空间散热。

2.根据权利要求1所述的红钢料型检测装置，其特征在于，所述防护外壳(101)上设有用于封闭所述检测口的石英玻璃(103)，所述石英玻璃(103)与所述防护外壳(101)的侧壁可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的红钢料型检测装置，其特征在于，所述防护外壳(101)的外侧壁上设有玻璃固定板(102)，所述玻璃固定板(102)上设有卡槽，所述石英玻璃(103)卡入所述卡槽内。

4.根据权利要求3所述的红钢料型检测装置，其特征在于，所述玻璃固定板(102)的一侧为敞口，所述石英玻璃(103)通过所述敞口滑入所述卡槽内，所述玻璃固定板(102)的一侧设有用于抵住所述石英玻璃(103)的限位块(104)，所述限位块(104)与所述防护外壳(101)的外侧壁可拆卸连接。

5.根据权利要求1所述的红钢料型检测装置，其特征在于，所述防护外壳(101)的外侧壁上设有用于对导线防护的导线防护壳(105)。

6.根据权利要求5所述的红钢料型检测装置，其特征在于，所述导线防护壳(105)内设有用于检测温度的温度传感器(106)。

7.根据权利要求1所述的红钢料型检测装置，其特征在于，所述冷却装置(3)包括冷却元件(303)、散热部件和壳体(301)，所述壳体(301)与所述防护外壳(101)的外侧壁固定连接，所述冷却元件(303)和所述散热部件均连接在所述壳体(301)内，所述壳体(301)上设有散热口。

8.根据权利要求7所述的红钢料型检测装置，其特征在于，所述散热部件包括散热器(301-1)和风扇(301-2)，所述散热器(301-1)与所述壳体(301)的内侧壁固定连接，所述风扇(301-2)安装在所述散热口上，通过所述风扇(301-2)将所述壳体(301)内的热量穿出。

9.一种检测机器人，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的红钢料型检测装置；

所述检测机器人还包括驱动机械手(4)和总装控制系统，所述驱动机械手(4)的输出端上设有安装法兰(2)，所述安装法兰(2)与所述防护外壳(101)的另一侧的外侧壁连接；

所述总装控制系统分别与所述驱动机械手(4)和所述红钢料型检测装置电连接，通过所述总装控制系统控制所述红钢料型检测装置的位置，并控制所述红钢料型检测装置检测。

10.一种采用如权利要求9所述的检测机器人的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

控制所述驱动机械手(4)带动所述红钢料型检测装置移动到设定检测位置；

所述红钢料型检测装置对钢材第一点位置检测，得到第一点检测数据，移动所述红钢料型检测装置的位置，对钢材第二点位置检测，得到第二点检测数据，依次重复多次，得到多点检测数据，检测完成后，所述红钢料型检测装置回到原位；

将得到多点检测数据汇总，得到钢材尺寸数据。

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