CN113776924A - 一种线材性能质量检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线材性能质量检测系统及检测方法，包括机床、数控面板、工位板、悬臂、拉伸板、耳板和视觉相机，所述机床正面一侧的顶端设置有数控面板，数控面板背面的中心和四角分别与中央处理模块、图像采集模块、图像处理模块、数控驱动模块、性能检测模块的正面电性连接，数控面板背面的四侧分别与数据接收模块、数据处理模块、模型构建模块、模型优化模块和数据传输模块的正面电性连接；该发明采用数控驱动，自动化程度高，降低了人员的劳动强度，节省了线材的检测成本，且利用大数据构建性能质量检测模型，并配合视觉图像技术，检测智能化，无需人工测量和计算，检测效率高、成本低，具备科学数据支持，检测精度高。

Description

一种线材性能质量检测系统及检测方法

技术领域

本发明涉及线材检测技术领域，具体为一种线材性能质量检测系统及检测方法。

背景技术

线材是热轧型钢中断面尺寸最小的一种。在我国一般直径5～9毫米共八种规格的成卷供应的热轧圆钢称为线材。线材因以盘卷交货，故又称为盘条，一般用普通碳素钢和优质碳素钢制成。目前，线材在生产制造完成后，都需要对其性能质量进行检测，确保线材符合相关标准。

然而，现有的线材性能质量检测系统及检测方法依然存在一定的不足之处，具体问题有以下几点：

（1）自动化程度较低，人员劳动强度大，增加了线材的检测成本；

（2）采用单工位结构，无法对不同直径的线材同时进行性能质量检测，检测效率低，使用范围有限；

（3）夹具不便拆装，难以根据线材的直径进行适应性的更换，装夹不牢固，容易脱落，工作可靠性差；

（4）检测智能化程度不足，需要人工测量和计算，不仅检测效率低、成本高，还缺少足够的数据支持，检测精度差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种线材性能质量检测系统及检测方法，以解决上述背景技术中提出自动化程度较低、单工位结构、夹具不便拆装以及智能化程度不足的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种线材性能质量检测系统，包括机床、数控面板、工位板、悬臂、拉伸板、连接槽、连接螺孔、限位孔、耳板和视觉相机，所述机床正面一侧的顶端设置有数控面板，数控面板背面的中心和四角分别与中央处理模块、图像采集模块、图像处理模块、数控驱动模块、性能检测模块的正面电性连接，数控面板背面的四侧分别与数据接收模块、数据处理模块、模型构建模块、模型优化模块和数据传输模块的正面电性连接。

优选的，所述机床内壁底部的两侧均与工位板的底部固定连接，工位板顶部的一侧与悬臂一端的底部固定连接，悬臂另一端顶部的两侧均固定安装有拉伸电机，拉伸电机的输出端与拉伸丝杆的一端固定连接，拉伸丝杆的另一端通过滚珠轴承分别与工位板顶部的另外两侧转动连接，拉伸丝杆的中段通过滚珠螺母与拉伸板顶部的两侧滑动套接。

优选的，所述工位板顶部和拉伸板底部的中心通过连接槽、连接块、连接螺孔和连接螺钉分别与固定夹座的底部和拉伸夹座的顶部固定连接，固定夹座顶部和拉伸夹座底部的中心均固定安装有固定夹块，固定夹块正面一侧通过限位孔、限位柱、耳板、锁紧螺栓和锁紧螺母与锁紧夹块的背面固定连接，锁紧夹块背面的中心和固定夹块正面的一侧均设置有锁紧螺牙。

优选的，所述机床内壁两侧的底端对称安装有视觉相机，机床正面的两侧对称设置有防护滑门，防护滑门正面的中心固定嵌装有观察窗，防护滑门正面的一侧固定安装有门把手。

优选的，所述连接槽分别开设在固定夹座底部和拉伸夹座顶部的两侧，连接槽的内部嵌装有连接块，连接块分别设置在工位板顶部和拉伸板底部的中心两侧。

优选的，所述连接螺孔分别开设在连接槽和连接块的侧面中心，连接螺孔的内部嵌装有连接螺钉。

优选的，所述限位孔分别开设在固定夹块正面一侧的四角，限位孔的内部嵌装有限位柱，限位柱分别设置在锁紧夹块背面的四角。

优选的，所述耳板分别设置在固定夹块和锁紧夹块的两侧，耳板套接在锁紧螺栓的中段，锁紧螺栓的一端固定套接有锁紧螺母。

一种线材性能质量检测方法，包括以下步骤：步骤一，装夹；步骤二，拉伸；步骤三，检测；步骤四，更换；

其中上述步骤一中，将待测线材的两端嵌装到固定夹块中，并通过拧动锁紧螺母使耳板在限位孔和限位柱方向限制下带动锁紧夹块与固定夹块贴合，进而通过锁紧螺牙将待测线材的两端分别固定在固定夹座和拉伸夹座上，完成装夹；

其中上述步骤二中，通过数控面板上的数控驱动模块开启拉伸电机，进而通过转动拉伸丝杆抬升拉伸板，使拉伸夹座远离固定夹座，将待测线材拉伸至断裂；

其中上述步骤三中，通过拉伸板上的压力传感器获得待测线材断裂时的最大拉力并通过数据接收模块传输给中央处理模块，并通过图像采集模块调用视觉相机获得待测线材断裂处的图像，经图像处理模块处理后得到待测线材断裂处的横截面积之比，传输给中央处理模块，同时通过数据接收模块从云端大数据中获得与待测线材型号相同的拉伸试验数据，经数据处理模块筛选出强相关性数据，进而通过模型构建模块构件出原始性能检测模型，经模型优化模块测试优选出性能质量检测模型，进而通过性能检测模块将将最大拉力和横截面积之比输入到性能质量检测模型中，计算出待测线材的性能质量；

其中上述步骤四中，通过将连接螺钉从连接螺孔中拧出，进而将连接块从连接槽中取出，进而将固定夹座从工位板上取下、拉伸夹座从拉伸板上取下，进行夹具的拆装更换。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该线材性能质量检测系统及检测方法，自动化程度高、双工位结构、夹具便于拆装更换以及检测智能化；

（1）采用数控驱动方式，从而提高了系统的自动化程度，降低了人员的劳动强度，节省了线材的检测成本；

（2）采用双工位结构，从而方便人员对不同直径的线材同时进行性能质量检测，提高了系统的检测效率，扩大了系统的使用范围；

（3）增设连接结构，从而方便了夹具的安装和拆卸，可根据线材的直径进行适应性的更换，装夹牢固稳定，不易脱落，工作可靠性高；

（4）利用大数据构建性能质量检测模型，配合视觉图像技术，对线材进行智能化的检测，无需人工测量和计算，检测效率高、成本低，具备科学数据支持，检测精度高。

附图说明

图1为本发明的整体结构主视局部剖视图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为图1中B处的局部放大图；

图4为本发明的整体结构左视局部剖视图；

图5为图4中C处的局部放大图；

图6为本发明中数控面板的后视图；

图7为本发明中固定夹座的立体图；

图8为本发明的系统流程图；

图9为本发明的方法流程图；

图中：1、机床；2、数控面板；3、中央处理模块；4、图像采集模块；5、图像处理模块；6、数控驱动模块；7、性能检测模块；8、数据接收模块；9、数据处理模块；10、模型构建模块；11、模型优化模块；12、数据传输模块；13、工位板；14、悬臂；15、拉伸电机；16、拉伸丝杆；17、拉伸板；18、连接槽；19、连接块；20、连接螺孔；21、连接螺钉；22、固定夹座；23、拉伸夹座；24、固定夹块；25、限位孔；26、限位柱；27、耳板；28、锁紧螺栓；29、锁紧螺母；30、锁紧夹块；31、锁紧螺牙；32、视觉相机；33、防护滑门；34、观察窗；35、门把手。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1-8，本发明提供的一种实施例：一种线材性能质量检测系统，包括机床1、数控面板2、工位板13、悬臂14、拉伸板17、连接槽18、连接螺孔20、限位孔25、耳板27和视觉相机32，机床1内壁两侧的底端对称安装有视觉相机32，机床1正面的两侧对称设置有防护滑门33，防护滑门33正面的中心固定嵌装有观察窗34，防护滑门33正面的一侧固定安装有门把手35，机床1正面一侧的顶端设置有数控面板2，数控面板2背面的中心和四角分别与中央处理模块3、图像采集模块4、图像处理模块5、数控驱动模块6、性能检测模块7的正面电性连接，数控面板2背面的四侧分别与数据接收模块8、数据处理模块9、模型构建模块10、模型优化模块11和数据传输模块12的正面电性连接，利用大数据构建性能质量检测模型，配合视觉图像技术，对线材进行智能化的检测，无需人工测量和计算，检测效率高、成本低，具备科学数据支持，检测精度高；机床1内壁底部的两侧均与工位板13的底部固定连接，工位板13顶部的一侧与悬臂14一端的底部固定连接，悬臂14另一端顶部的两侧均固定安装有拉伸电机15，拉伸电机15的输出端与拉伸丝杆16的一端固定连接，拉伸丝杆16的另一端通过滚珠轴承分别与工位板13顶部的另外两侧转动连接，拉伸丝杆16的中段通过滚珠螺母与拉伸板17顶部的两侧滑动套接，采用双工位结构，从而方便人员对不同直径的线材同时进行性能质量检测，提高了系统的检测效率，扩大了系统的使用范围；工位板13顶部和拉伸板17底部的中心通过连接槽18、连接块19、连接螺孔20和连接螺钉21分别与固定夹座22的底部和拉伸夹座23的顶部固定连接，连接槽18分别开设在固定夹座22底部和拉伸夹座23顶部的两侧，连接槽18的内部嵌装有连接块19，连接块19分别设置在工位板13顶部和拉伸板17底部的中心两侧，连接螺孔20分别开设在连接槽18和连接块19的侧面中心，连接螺孔20的内部嵌装有连接螺钉21，固定夹座22顶部和拉伸夹座23底部的中心均固定安装有固定夹块24，固定夹块24正面一侧通过限位孔25、限位柱26、耳板27、锁紧螺栓28和锁紧螺母29与锁紧夹块30的背面固定连接，限位孔25分别开设在固定夹块24正面一侧的四角，限位孔25的内部嵌装有限位柱26，限位柱26分别设置在锁紧夹块30背面的四角，耳板27分别设置在固定夹块24和锁紧夹块30的两侧，耳板27套接在锁紧螺栓28的中段，锁紧螺栓28的一端固定套接有锁紧螺母29，锁紧夹块30背面的中心和固定夹块24正面的一侧均设置有锁紧螺牙31，增设连接结构，从而方便了夹具的安装和拆卸，可根据线材的直径进行适应性的更换，装夹牢固稳定，不易脱落，工作可靠性高。

请参阅图9，本发明提供的一种实施例：一种线材性能质量检测方法，包括以下步骤：步骤一，装夹；步骤二，拉伸；步骤三，检测；步骤四，更换；

其中上述步骤一中，将待测线材的两端嵌装到固定夹块24中，并通过拧动锁紧螺母29使耳板27在限位孔25和限位柱26方向限制下带动锁紧夹块30与固定夹块24贴合，进而通过锁紧螺牙31将待测线材的两端分别固定在固定夹座22和拉伸夹座23上，完成装夹；

其中上述步骤二中，通过数控面板2上的数控驱动模块6开启拉伸电机15，进而通过转动拉伸丝杆16抬升拉伸板17，使拉伸夹座23远离固定夹座22，将待测线材拉伸至断裂；

其中上述步骤三中，通过拉伸板17上的压力传感器获得待测线材断裂时的最大拉力并通过数据接收模块8传输给中央处理模块3，并通过图像采集模块4调用视觉相机32获得待测线材断裂处的图像，经图像处理模块5处理后得到待测线材断裂处的横截面积之比，传输给中央处理模块3，同时通过数据接收模块8从云端大数据中获得与待测线材型号相同的拉伸试验数据，经数据处理模块9筛选出强相关性数据，进而通过模型构建模块10构件出原始性能检测模型，经模型优化模块11测试优选出性能质量检测模型，进而通过性能检测模块7将将最大拉力和横截面积之比输入到性能质量检测模型中，计算出待测线材的性能质量；

其中上述步骤四中，通过将连接螺钉21从连接螺孔20中拧出，进而将连接块19从连接槽18中取出，进而将固定夹座22从工位板13上取下、拉伸夹座23从拉伸板17上取下，进行夹具的拆装更换。

工作原理：该发明使用时，线将待测线材的两端嵌装到固定夹块24中，并通过拧动锁紧螺母29使耳板27在限位孔25和限位柱26方向限制下带动锁紧夹块30与固定夹块24贴合，进而通过锁紧螺牙31将待测线材的两端分别固定在固定夹座22和拉伸夹座23上，完成装夹，接着通过数控面板2上的数控驱动模块6开启拉伸电机15，进而通过转动拉伸丝杆16抬升拉伸板17，使拉伸夹座23远离固定夹座22，将待测线材拉伸至断裂，然后通过拉伸板17上的压力传感器获得待测线材断裂时的最大拉力并通过数据接收模块8传输给中央处理模块3，并通过图像采集模块4调用视觉相机32获得待测线材断裂处的图像，经图像处理模块5处理后得到待测线材断裂处的横截面积之比，传输给中央处理模块3，同时通过数据接收模块8从云端大数据中获得与待测线材型号相同的拉伸试验数据，经数据处理模块9筛选出强相关性数据，进而通过模型构建模块10构件出原始性能检测模型，经模型优化模块11测试优选出性能质量检测模型，进而通过性能检测模块7将将最大拉力和横截面积之比输入到性能质量检测模型中，计算出待测线材的性能质量，最后通过将连接螺钉21从连接螺孔20中拧出，进而将连接块19从连接槽18中取出，进而将固定夹座22从工位板13上取下、拉伸夹座23从拉伸板17上取下，进行夹具的拆装更换，利用大数据构建性能质量检测模型，配合视觉图像技术，对线材进行智能化的检测，无需人工测量和计算，检测效率高、成本低，具备科学数据支持，检测精度高。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种线材性能质量检测系统，包括机床（1）、数控面板（2）、工位板（13）、悬臂（14）、拉伸板（17）、连接槽（18）、连接块（19）、连接螺孔（20）、固定夹座（22）、拉伸夹座（23）、固定夹块（24）、限位孔（25）、耳板（27）和视觉相机（32），其特征在于：所述机床（1）正面一侧的顶端设置有数控面板（2），数控面板（2）背面的中心和四角分别与中央处理模块（3）、图像采集模块（4）、图像处理模块（5）、数控驱动模块（6）、性能检测模块（7）的正面电性连接，数控面板（2）背面的四侧分别与数据接收模块（8）、数据处理模块（9）、模型构建模块（10）、模型优化模块（11）和数据传输模块（12）的正面电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种线材性能质量检测系统，其特征在于：所述机床（1）内壁底部的两侧均与工位板（13）的底部固定连接，工位板（13）顶部的一侧与悬臂（14）一端的底部固定连接，悬臂（14）另一端顶部的两侧均固定安装有拉伸电机（15），拉伸电机（15）的输出端与拉伸丝杆（16）的一端固定连接，拉伸丝杆（16）的另一端通过滚珠轴承分别与工位板（13）顶部的另外两侧转动连接，拉伸丝杆（16）的中段通过滚珠螺母与拉伸板（17）顶部的两侧滑动套接。

3.根据权利要求1所述的一种线材性能质量检测系统，其特征在于：所述工位板（13）顶部和拉伸板（17）底部的中心通过连接槽（18）、连接块（19）、连接螺孔（20）和连接螺钉（21）分别与固定夹座（22）的底部和拉伸夹座（23）的顶部固定连接，固定夹座（22）顶部和拉伸夹座（23）底部的中心均固定安装有固定夹块（24），固定夹块（24）正面一侧通过限位孔（25）、限位柱（26）、耳板（27）、锁紧螺栓（28）和锁紧螺母（29）与锁紧夹块（30）的背面固定连接，锁紧夹块（30）背面的中心和固定夹块（24）正面的一侧均设置有锁紧螺牙（31）。

4.根据权利要求1所述的一种线材性能质量检测系统，其特征在于：所述机床（1）内壁两侧的底端对称安装有视觉相机（32），机床（1）正面的两侧对称设置有防护滑门（33），防护滑门（33）正面的中心固定嵌装有观察窗（34），防护滑门（33）正面的一侧固定安装有门把手（35）。

5.根据权利要求1所述的一种线材性能质量检测系统，其特征在于：所述连接槽（18）分别开设在固定夹座（22）底部和拉伸夹座（23）顶部的两侧，连接槽（18）的内部嵌装有连接块（19），连接块（19）分别设置在工位板（13）顶部和拉伸板（17）底部的中心两侧。

6.根据权利要求1所述的一种线材性能质量检测系统，其特征在于：所述连接螺孔（20）分别开设在连接槽（18）和连接块（19）的侧面中心，连接螺孔（20）的内部嵌装有连接螺钉（21）。

7.根据权利要求1所述的一种线材性能质量检测系统，其特征在于：所述限位孔（25）分别开设在固定夹块（24）正面一侧的四角，限位孔（25）的内部嵌装有限位柱（26），限位柱（26）分别设置在锁紧夹块（30）背面的四角。

8.根据权利要求1所述的一种线材性能质量检测系统，其特征在于：所述耳板（27）分别设置在固定夹块（24）和锁紧夹块（30）的两侧，耳板（27）套接在锁紧螺栓（28）的中段，锁紧螺栓（28）的一端固定套接有锁紧螺母（29）。

9.一种线材性能质量检测方法，包括以下步骤：步骤一，装夹；步骤二，拉伸；步骤三，检测；步骤四，更换；其特征在于：

其中上述步骤一中，将待测线材的两端嵌装到固定夹块（24）中，并通过拧动锁紧螺母（29）使耳板（27）在限位孔（25）和限位柱（26）方向限制下带动锁紧夹块（30）与固定夹块（24）贴合，进而通过锁紧螺牙（31）将待测线材的两端分别固定在固定夹座（22）和拉伸夹座（23）上，完成装夹；

其中上述步骤二中，通过数控面板（2）上的数控驱动模块（6）开启拉伸电机（15），进而通过转动拉伸丝杆（16）抬升拉伸板（17），使拉伸夹座（23）远离固定夹座（22），将待测线材拉伸至断裂；

其中上述步骤三中，通过拉伸板（17）上的压力传感器获得待测线材断裂时的最大拉力并通过数据接收模块（8）传输给中央处理模块（3），并通过图像采集模块（4）调用视觉相机（32）获得待测线材断裂处的图像，经图像处理模块（5）处理后得到待测线材断裂处的横截面积之比，传输给中央处理模块（3），同时通过数据接收模块（8）从云端大数据中获得与待测线材型号相同的拉伸试验数据，经数据处理模块（9）筛选出强相关性数据，进而通过模型构建模块（10）构件出原始性能检测模型，经模型优化模块（11）测试优选出性能质量检测模型，进而通过性能检测模块（7）将将最大拉力和横截面积之比输入到性能质量检测模型中，计算出待测线材的性能质量；

其中上述步骤四中，通过将连接螺钉（21）从连接螺孔（20）中拧出，进而将连接块（19）从连接槽（18）中取出，进而将固定夹座（22）从工位板（13）上取下、拉伸夹座（23）从拉伸板（17）上取下，进行夹具的拆装更换。

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