CN113510088A - 一种硅钢片碎片自动检测吸附的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种硅钢片碎片自动检测吸附的方法，控制系统控制初检装置工作，通过视觉方式进行硅钢片碎片检测，如果成品硅钢片上面没有粘附硅钢片碎片，成品硅钢片检测程序结束；如果成品硅钢片上面粘附有硅钢片碎片，控制系统控制吸附捕捉装置对硅钢片碎片进行吸附捕捉。本发明还涉及一种硅钢片碎片自动检测吸附的装置，成品硅钢片传送机构的上方依次设置有初检相机、吸附捕捉装置和废料盒，初检相机和吸附捕捉装置分别与控制系统连接。本发明通过初检相机实现硅钢片碎片的精准识别，通过吸附装置将粘附在成品硅钢片上的硅钢片碎片吸附捕捉，通过废料盒使得硅钢片碎片的集中存储和清理更加便捷，节省了人力、并且比人工操作更加精准。

Description

一种硅钢片碎片自动检测吸附的方法及装置
技术领域
本发明属于变压器生产制造技术领域，具体涉及一种硅钢片碎片自动检测吸附的方法及装置。
背景技术
在换流变压器、电抗器、交流变压器产品生产中，铁芯片裁剪过程中需要采用去角工艺，冲制去角时，经常有硅钢片碎片(主要形状为三角硅钢片)粘附在成品硅钢片上，硅钢片碎片的分布规律、尺寸和数量都未被掌控，需要在硅钢片打叠前通过人工检查、手动清理。由于硅钢片碎片只有几毫米大小，硅钢片碎片和成品硅钢片之间层叠在一起，吸附力较强，且与成品硅钢片颜色一致无色差，肉眼识别及人工去除非常困难，工作繁琐重复，耗时多，成效差。
如果不能及时去除硅钢片碎片，硅钢片碎片粘附在成品硅钢片上，叠积到铁芯柱中，变压器运行过程中会产生振动，会发生多点接地等事故，处理起来十分棘手，返修成本较高。
目前，国内外均没有可靠的方法检测与吸附硅钢片碎片，因此研制难点极大。一是裁剪线速度非常快，每分钟高达120米；二是硅钢片碎片与成品硅钢片无色差，肉眼都不易分辨；三是吸附力大小难控制，吸附力小了高速运动下的硅钢片碎片吸附不起来，吸附力大了成品硅钢片的尖角会被吸起来；四是检测与吸附的动作时间只有几毫秒。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种硅钢片碎片自动检测吸附的方法及装置，应用到变压器铁芯硅钢片裁剪线中，及时检测与吸附硅钢片碎片，保证成品硅钢片原料的品质。本发明所采用的技术方案如下：
一种硅钢片碎片自动检测吸附的方法，包括以下步骤：控制系统控制初检装置工作，通过视觉方式进行硅钢片碎片检测，如果成品硅钢片上面没有粘附硅钢片碎片，成品硅钢片检测程序结束；如果成品硅钢片上面粘附有硅钢片碎片，控制系统控制吸附捕捉装置对硅钢片碎片进行吸附捕捉。
进一步的，在初检程序之前，控制系统控制静电消除装置的消磁器通电工作，消除成品硅钢片和硅钢片碎片之间的粘附静电；在吸附捕捉程序之后，控制系统控制复检装置工作，再次通过视觉方式进行硅钢片碎片检测：如果成品硅钢片上面没有粘附硅钢片碎片，成品硅钢片检测程序结束；如果成品硅钢片上面粘附有硅钢片碎片，控制系统发出报警并停机，人工清除硅钢片碎片，成品硅钢片检测程序结束。
一种硅钢片碎片自动检测吸附的装置，应用前述的硅钢片碎片自动检测吸附的方法，包括：成品硅钢片传送机构，所述的成品硅钢片传送机构的上方依次设置有初检相机、吸附捕捉装置和废料盒。初检相机用于检测成品硅钢片上是否粘附有硅钢片碎片，吸附捕捉装置用于将成品硅钢片上粘附的硅钢片碎片吸附捕捉，废料盒用于集中存放吸附的硅钢片碎片。所述的初检相机和吸附捕捉装置分别与控制系统连接，控制系统用于通过初检相机拍摄的图像识别成品硅钢片上是否粘附有硅钢片碎片，如果有硅钢片碎片，控制系统控制吸附捕捉装置捕捉硅钢片碎片。
所述的吸附捕捉装置包括：电磁铁轴，所述的电磁铁轴为四段连接的分段组合结构，所述的成品硅钢片传送机构包括：底板，所述的底板为刚性框架，初检相机包括：线阵相机和条形光源。
本发明的有益效果：
本发明应用于变压器铁芯硅钢片裁剪过程中的硅钢片碎片的识别和抓取，通过初检相机实现硅钢片碎片的精准识别，通过吸附装置将粘附在成品硅钢片上的硅钢片碎片吸附捕捉，通过废料盒使得硅钢片碎片的集中存储和清理更加便捷，通过本装置节省了人力、并且比人工操作更加精准。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施方式、或者现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些具体实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的属于本申请保护范围之内的附图。
图1为本发明实施例的自动检测吸附方法的流程示意图；
图2为本发明实施例的视觉识别与控制原理示意图；
图3为本发明实施例的检测吸附装置的结构示意图；
图4为本发明实施例的吸附捕捉装置的俯视图；
图5为本发明实施例的吸附捕捉装置的左视图；
图6为本发明实施例的吸附捕捉装置与废料盒的配合示意图；
图7为本发明实施例的静电消除装置的结构示意图；
图中，1.静电消除装置，2.初检相机，3.吸附捕捉装置，4.废料盒，5.复检相机，6.底板，7.压辊，8.压轮，9.传送带，10.成品钢硅片，11.硅钢片碎片，12.电机，13.电机旋转轴，14.电磁铁轴，15.同步轮，16.同步带，17.连接杆，18.电机支架，19.静电消除装置基体，20.第四支架，21.紧固旋钮，22.基体端盖。
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的一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，为本发明实施例的自动检测吸附方法的流程示意图；如图2所示，为本发明实施例的视觉识别与控制原理示意图。一种硅钢片碎片自动检测吸附的方法，包括以下步骤：
步骤1、控制系统控制静电消除装置的消磁器通电工作，消除成品硅钢片和硅钢片碎片之间的粘附静电。
步骤2、通过传送机构传送成品硅钢片。
步骤3、控制系统控制初检装置工作，通过视觉方式进行硅钢片碎片检测。
此步骤中，初检装置包括：初检用线阵相机和条形光源，考虑到要拍摄的图像为连续运动物体，初检装置使用线阵相机进行拍照，使用条形光源进行补光。
步骤4、判断成品硅钢片上面是否粘附有硅钢片碎片，如果是，转步骤5；如果否，转步骤8。
步骤5、控制系统控制吸附捕捉装置对硅钢片碎片进行吸附捕捉。
此步骤中，吸附捕捉装置为电磁铁，电磁铁通电之后利用磁力吸附捕捉硅钢片碎片，吸附捕捉完成之后电磁铁断电。
步骤6、控制系统控制复检装置工作，再次通过视觉方式进行硅钢片碎片检测。
此步骤中，复检装置包括：复检用线阵相机和条形光源，考虑到要拍摄的图像为连续运动物体，复检装置使用线阵相机进行拍照，使用条形光源进行补光。
步骤7、判断成品硅钢片上面是否粘附有硅钢片碎片，如果是，转步骤9；如果否，转步骤8。
步骤8、成品硅钢片顺利传送通过，成品硅钢片检测合格，成品硅钢片检测程序结束。
步骤9、控制系统发出报警并停机，人工清除硅钢片碎片，成品硅钢片检测程序结束。
在硅钢片碎片自动检测吸附的过程中，定时或者当吸附捕捉装置所吸附的硅钢片碎片达到一定数量时，控制系统控制停机，电磁铁断电释放吸附捕捉的硅钢片碎片，将吸附捕捉装置上所吸附的硅钢片碎片集中清理到废料盒中。
如图3所示，为本发明实施例的装置的结构示意图。一种硅钢片碎片自动检测吸附装置，包括：成品硅钢片传送机构，所述的成品硅钢片传送机构包括：放置在地面或者工作台上的底板6，所述的底板6为刚性框架，底板6上表面可以通过螺栓固定安装支架。在底板6的宽度方向的中间位置设置传送带9，在传送带9的上表面设置压轮8，压轮8固定在压辊7的中间位置。压辊7的长度与底板6的宽度相同，压辊7的两端通过螺栓和第一支架固定安装在底板6的边框位置。通过压辊7和压轮8的协同转动配合，带动传送带9传送其上面的成品钢硅片10。
所述的成品硅钢片传送机构的上方依次设置有初检相机2、吸附捕捉装置3和废料盒4。初检相机2包括：线阵相机和条形光源，考虑到要拍摄的图像为连续运动物体，初检相机2使用线阵相机进行拍照，使用条形光源进行补光。
如图4所示，为本发明实施例的吸附捕捉装置的俯视图；如图5所示，为本发明实施例的吸附捕捉装置的左视图。所述的吸附捕捉装置3包括：电磁铁轴14，电磁铁轴14通过电磁铁的吸力将成品钢硅片10上粘附的硅钢片碎片11吸附捕捉。电机旋转轴13与电磁铁轴14平行设置，所述的电机旋转轴13和电磁铁轴14的两端分别安装有同步轮15，相同一侧的两个同步轮15上安装有同步带16。电机旋转轴13的两端通过旋转轴承固定安装在第二支架上，第二支架固定安装在底板6的边框位置。电机旋转轴13的一端与电机12连接，电机12通过电机支架18支撑固定。
废料盒4的长度与底板6的宽度相同，废料盒4与电机旋转轴13平行设置，废料盒4的两端固定安装在第三支架上，第三支架固定安装在底板6的边框位置。电磁铁轴14的两端安装有旋转轴承，旋转轴承固定安装在连接杆17的一端，连接杆17的另一端与电机旋转轴13旋转连接。电机带动电机旋转轴13转动，通过电机旋转轴13转动带动电磁铁轴14和连接杆17旋转接近180°、转动到废料盒4的上方，通过同步轮15与同步带16的配合，驱动电磁铁轴14旋转，将电磁铁轴14上吸附的硅钢片碎片11集中收集到废料盒4中。如图6所示，为本发明实施例的吸附捕捉装置与废料盒的配合示意图。
所述的初检相机2和吸附捕捉装置3分别与控制系统连接，控制系统用于通过初检相机2拍摄的图像识别成品硅钢片10上是否粘附有硅钢片碎片11，如果有硅钢片碎片11，控制电磁铁轴14捕捉硅钢片碎片。控制系统识别硅钢片碎片11的方法和控制电磁铁轴14通断的方法均为现有技术，在此不再赘述。
作为优选的实施例，在初检相机2之前设置静电消除装置1，静电消除装置1用于消除成品硅钢片10和硅钢片碎片11之间的粘附静电，为下一道工序中成品硅钢片10和硅钢片碎片11的可靠分离提供保证，使硅钢片碎片11的吸附效果达到最佳。如图7所示，为本发明实施例的静电消除装置的结构示意图。所述的静电消除装置1包括：静电消除器基体19，所述的静电消除器基体19为长条立体结构，静电消除器基体19的长度与底板6的宽度相同，静电消除器基体19的腔内设置有风扇型静电消除器。在静电消除器基体19的两端分别固定设置基体端盖22，所述的基体端盖22中设置内螺纹。在底板6的边框位置固定设置第四支架20，所述的第四支架20的上端部设置供紧固旋钮21穿过的开孔，紧固旋钮21设置有外螺纹，紧固旋钮21穿过开孔后与基体端盖22中的内螺纹可靠拧紧旋转连接，实现静电消除器基体19的可靠固定。
作为优选的实施例，可将电磁铁轴14加工为四段连接的分段组合结构。因为不同批次硅钢片的宽度会有较大差异，这种组合结构可以根据在线裁剪的硅钢片宽度来自动开启不同分段的电磁铁，使用一段时间后可以将使用频率较低的两侧的两段换到中间，从而延长电磁铁轴14的整体使用寿命，最终达到节约成本的目的。
作为优选的实施例，在废料盒4之后设置复检相机5，所述的复检相机5通过第五支架固定在底板6的边框位置，复检相机5与控制系统连接，复检相机5包括线阵相机和条形光源。通过复检相机5，检测硅钢片碎片11的吸附成功率和成品钢硅片10的尖角吸附造成的折痕损伤发生率。
作为优选的实施例，控制系统内置WIFI模块，可通过覆盖全公司的无线网络，定期把数据上传到公司平台，数据包括：每天捕捉的硅钢片碎片的数量、硅钢片碎片的大小及位置分布、抓取失败的案例图片等。控制系统还连接有报警装置、显示器，报警装置用于紧急报警，显示器用于显示检测吸附装置的工作状态。
本发明实施例的硅钢片碎片自动检测吸附装置的工作原理如下：
在硅钢片裁剪线出料平台前，加装此检测吸附装置。裁剪线上的成品硅钢片10先经过静电消除装置1进行处理；然后初检相机2进行实时检测；当识别出有硅钢片碎片11时，控制系统自动控制吸附捕捉装置3快速吸附捕捉硅钢片碎片11。当吸附的硅钢片碎片11积累到一定数量或设定清除时间间隔，吸附捕捉装置3旋转消磁，将吸附的硅钢片碎片11集中清理到废料盒4中。控制系统控制复检相机5进行检测复查吸附效果，如未清理则报警甚至停机，自动记录失败过程，通知操作者手工清理相应位置的硅钢片碎片11。
最后需要说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此。本领域技术人员应该理解：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，其可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种硅钢片碎片自动检测吸附的方法，其特征在于，包括以下步骤：
控制系统控制初检装置工作，通过视觉方式进行硅钢片碎片检测，如果成品硅钢片上面没有粘附硅钢片碎片，成品硅钢片检测程序结束；
如果成品硅钢片上面粘附有硅钢片碎片，控制系统控制吸附捕捉装置对硅钢片碎片进行吸附捕捉。
2.根据权利要求1所述的一种硅钢片碎片自动检测吸附的方法，其特征在于，在初检程序之前，控制系统控制静电消除装置的消磁器通电工作，消除成品硅钢片和硅钢片碎片之间的粘附静电；
在吸附捕捉程序之后，控制系统控制复检装置工作，再次通过视觉方式进行硅钢片碎片检测：如果成品硅钢片上面没有粘附硅钢片碎片，成品硅钢片检测程序结束；如果成品硅钢片上面粘附有硅钢片碎片，控制系统发出报警并停机，人工清除硅钢片碎片，成品硅钢片检测程序结束。
3.根据权利要求2所述的一种硅钢片碎片自动检测吸附的方法，其特征在于，初检装置包括初检用线阵相机和条形光源，复检装置包括复检用线阵相机和条形光源，吸附捕捉装置为电磁铁；
在硅钢片碎片自动检测吸附的过程中，定时或者当吸附捕捉装置所吸附的硅钢片碎片达到一定数量时，控制系统控制停机，电磁铁断电释放吸附捕捉的硅钢片碎片，将吸附捕捉装置上所吸附的硅钢片碎片集中清理到废料盒中。
4.一种硅钢片碎片自动检测吸附的装置，其特征在于，应用如权利要求3所述的自动检测吸附的方法，包括：成品硅钢片传送机构，其特征在于，所述的成品硅钢片传送机构的上方依次设置有初检相机(2)、吸附捕捉装置(3)和废料盒(4)，所述的初检相机(2)和吸附捕捉装置(3)分别与控制系统连接；
所述的吸附捕捉装置(3)包括：电磁铁轴(14)，所述的电磁铁轴(14)为四段连接的分段组合结构，所述的成品硅钢片传送机构包括：底板(6)，所述的底板(6)为刚性框架，初检相机(2)包括：线阵相机和条形光源。
5.根据权利要求4所述的一种硅钢片碎片自动检测吸附的装置，其特征在于，电机旋转轴(13)与电磁铁轴(14)平行设置，所述的电机旋转轴(13)和电磁铁轴(14)的两端分别安装有同步轮(15)，相同一侧的两个同步轮(15)上安装有同步带(16)，电机旋转轴(13)的两端通过旋转轴承固定安装在第二支架上，第二支架固定安装在底板(6)的边框位置；电磁铁轴(14)的两端安装有旋转轴承，旋转轴承固定安装在连接杆(17)的一端，连接杆(17)的另一端与电机旋转轴(13)旋转连接，电机旋转轴(13)的一端与电机(12)连接，电机(12)通过电机支架(18)支撑固定，废料盒(4)的长度与底板(6)的宽度相同，废料盒(4)与电机旋转轴(13)平行设置，废料盒(4)的两端固定安装在第三支架上，第三支架固定安装在底板(6)的边框位置。
6.根据权利要求4所述的一种硅钢片碎片自动检测吸附的装置，其特征在于，在底板(6)的宽度方向的中间位置设置传送带(9)，在传送带(9)的上表面设置压轮(8)，压轮(8)固定在压辊(7)的中间位置，压辊(7)的长度与底板(6)的宽度相同，压辊(7)的两端通过螺栓和第一支架固定安装在底板(6)的边框位置。
7.根据权利要求4所述的一种硅钢片碎片自动检测吸附的装置，其特征在于，控制系统为计算机或者嵌入式主机，控制系统内置WIFI模块，控制系统连接有报警装置和显示器。
8.根据权利要求4所述的一种硅钢片碎片自动检测吸附的装置，其特征在于，还包括静电消除装置(1)和复检相机(5)。
9.根据权利要求8所述的一种硅钢片碎片自动检测吸附的装置，其特征在于，所述的静电消除装置(1)包括：静电消除器基体(19)，所述的静电消除器基体(19)为长条立体结构，静电消除器基体(19)的长度与底板(6)的宽度相同，静电消除器基体(19)的腔内设置有风扇型静电消除器。
10.根据权利要求9所述的一种硅钢片碎片自动检测吸附的装置，其特征在于，在静电消除器基体(19)的两端分别固定设置基体端盖(22)，所述的基体端盖(22)中设置内螺纹，在底板(6)的边框位置固定设置第四支架(20)，所述的第四支架(20)的上端部设置供紧固旋钮(21)穿过的开孔，紧固旋钮(21)设置有外螺纹，紧固旋钮(21)穿过开孔后与基体端盖(22)中的内螺纹旋转连接。
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