CN114952467A - 自动适应带钢表面打磨及缺陷检测装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种自动适应带钢表面打磨及缺陷检测装置和方法，包括：桁架机器人、带钢打磨装置、缺陷检测装置、辅助装置；带钢打磨装置、缺陷检测装置、辅助装置设置在桁架机器人上；辅助装置在打磨过程中调整带钢打磨装置与带钢贴合状态；带钢打磨装置的打磨轨迹为直线，磨痕沿着带钢宽度方向。本发明通过辅助托辊装置，在打磨过程中改善油石与带钢贴合状态，可以适应带钢板形问题情况下的打磨及缺陷检测，并且本发明打磨轨迹为直线，磨痕沿着带钢宽度方向，满足带钢成像检测条件。在带钢板形存在悬垂、c翘等情况下，通过辅助托辊作用，在不同位置处，带钢成像高度相同,保证了成像质量，避免出现因为高度导致的明暗条纹等不均匀现象。
Description
技术领域
本发明涉及带钢自动打磨技术领域，具体地，涉及自动适应带钢表面打磨及缺陷检测装置。
背景技术
冷轧轧机组在生产带钢过程中，与带钢接触的辊子以及轧机的振动，使带钢表面出现各类缺陷，如辊印、横向压印、振动纹、划伤、来料钢质缺陷等。这些潜在的周期性缺陷通常非常细微并难以发现，因此需要对带钢表面进行全覆盖打磨才能识别出这些缺陷。
经检索发现如下相关专利文献：
专利文献CN110014340A公开了一种带钢表面打磨机，通过其转动轴上的摆臂往复运动，可以实现带钢表面的打磨，甚至可以实现机组不停机情况下的在线打磨。但是该专利文献的不足之处是打磨轨迹为圆弧，磨痕存在交叉角度，不利于带钢成像检测，且无法克服带钢悬垂、c翘等板形问题，会出现漏磨、打磨不均匀等现象以及存在成像高度差距，导致成像出现明暗条纹等不均匀现象。。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种自动适应带钢表面打磨及缺陷检测装置。
根据本发明提供的一种自动适应带钢表面打磨及缺陷检测装置，包括：桁架机器人、带钢打磨装置、缺陷检测装置、辅助装置；
带钢打磨装置、缺陷检测装置、辅助装置设置在桁架机器人上；
辅助装置在打磨过程中调整带钢打磨装置与带钢贴合状态；
带钢打磨装置的打磨轨迹为直线，磨痕沿着带钢宽度方向。
优选地，所述桁架机器人，包括：桁架、X轴驱动模组、Y轴轨道、Y轴驱动模组；
Y轴驱动模组带动桁架沿Y轴轨道做直线运动，X轴驱动模组驱动所述带钢打磨装置沿X轴做直线运动。
优选地，所述带钢打磨装置，包括：Z轴伺服模组、恒力装置、柔性打磨装置；
Z轴伺服模组固定在X轴驱动模组上，恒力装置固定在Z轴伺服模组上，柔性打磨装置固定在恒力装置上。
优选地，柔性打磨装置包括：连接装置、柔性基底、磨料；
恒力装置、连接装置、柔性基底、磨料依次连接；
磨料连接在柔性基底的底端；
X轴驱动模组驱动Z轴伺服模组沿X轴往复运动，从而带动磨料做往复直线运动，其中恒力装置用于保证打磨压力恒定。
优选地，所述缺陷检测装置，包括：成像支架、相机、光源；
相机和光源安装在成像支架上，成像支架固定在桁架的X轴上，通过桁架的移动带动所述缺陷检测装置移动；
相机的数量为多个，在带钢宽度方向上等间距分布；
光源的数量为多个。
优选地，所述辅助装置，包括：托辊伺服模组、作为支撑辊的辅助托辊；
托辊伺服模组设置在桁架上，辅助托辊两端分别装在两个托辊伺服模组上，通过控制托辊伺服模组驱动辅助托辊升降。
优选地，打磨工作开始时，磨料构成的打磨头通过Z轴伺服模组下降与带钢贴合，辅助托辊上升到距离带钢设定距离处保持固定，以矫正悬垂、C翘或者边浪的板形问题；X轴驱动模组驱动带钢打磨装置往复运动对带钢进行打磨，从而带动油石做往复直线运动，其中恒力装置保证打磨压力恒定。
优选地，打磨前或者打磨后，辅助托辊上升到距离相机预设位置处，Y轴驱动装置驱动桁架沿着Y轴以设定速度直线运动，同时通过编码器给相机和光源发送脉冲信号。
优选地，通过辅助托辊对于带钢的支撑，使得多个相机的成像高度一致。
根据本发明提供的一种检测方法，通过所述的自动适应带钢表面打磨及缺陷检测装置打磨带钢和/或检测带钢缺陷。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明的目的在于提出一种自动适应带钢表面打磨及缺陷检测装置，降低人工劳动强度及成本，大幅提高生产效率，实现带钢打磨的自动化和智能化。
2、本发明通过辅助托辊装置，在打磨过程中改善油石与带钢贴合状态，因此可以适应带钢具有悬垂、C翘、边浪等板形问题情况下的打磨及缺陷检测。
3、本发明打磨轨迹为直线，磨痕沿着带钢宽度方向，满足带钢成像检测条件。在带钢板形存在悬垂、c翘等情况下，通过辅助托辊作用，在不同位置处，带钢成像高度相同,保证了成像质量，避免出现因为高度导致的明暗条纹等不均匀现象。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为带钢表面打磨及缺陷检测装置的结构示意图。
图2为增加托辊后带钢A打磨状态对比示意图。
图3为增加托辊后带钢B打磨状态对比示意图。
图4为增加托辊后带钢A成像状态对比示意图。
图5为增加托辊后带钢B成像状态对比示意图。
图中示出：
1-桁架X轴；2-第一X轴驱动模组；3-光源；4-第一Z轴伺服模组；5-第二Z轴伺服模组；6-相机；7-第二X轴驱动模组；8-成像支架；9-Y轴驱动装置；10-托辊伺服模组；11-辅助托辊；12-Y轴轨道；13-带钢；
14-油石；15-带钢；
24-第一成像位置；25-第二成像位置；26-第三成像位置；27-成像高度h1；28-成像高度h2；29-成像高度h3；31-第四成像位置；32-第五成像位置；33-第六成像位置；34-成像高度h4；35-成像高度h5；36-成像高度h6；
39-第七成像位置；40-第八成像位置；41-第九成像位置；42-成像高度h7；43-成像高度h8；44-成像高度h9；46-第十成像位置；47-第十一成像位置；48-第十二成像位置；49-成像高度h10；50-成像高度h11；51-成像高度h12；
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明的目的在于提出一种自动适应带钢表面打磨及缺陷检测装置，可以适应带钢具有悬垂、C翘、边浪等板形问题情况下的打磨及缺陷检测。降低人工劳动强度及成本，大幅提高生产效率，实现带钢打磨的自动化和智能化。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供一种自动适应带钢表面打磨及缺陷检测装置，包含：桁架机器人、带钢打磨装置、缺陷检测装置、辅助装置。
所述桁架机器人，包括：桁架、X轴驱动模组、Y轴轨道、Y轴驱动模组；Y轴驱动模组带动桁架沿Y轴轨道做直线运动，X轴驱动模组驱动所述带钢打磨装置沿X轴做直线运动。
所述带钢打磨装置，包括：Z轴伺服模组、恒力装置、柔性打磨装置；Z轴伺服模组固定在X轴驱动模组上，恒力装置固定在Z轴伺服模组上，柔性打磨装置固定在恒力装置上；柔性打磨装置包括：连接装置、柔性基底、磨料；磨料例如油石。X轴驱动模组驱动Z轴伺服模组沿X轴往复运动，从而带动油石做往复直线运动，其中恒力装置用于保证打磨压力恒定。
所述缺陷检测装置，包括：成像支架、相机、光源；相机和光源安装在成像支架上，成像支架固定在桁架的X轴上，通过桁架的移动带动所述缺陷检测装置移动。相机有四个，光源有两个。
所述辅助装置，包括：托辊伺服模组、作为支撑辊的辅助托辊；托辊伺服模组设置在桁架上，辅助托辊两端分别装在两个托辊伺服模组上，通过控制托辊伺服模组驱动辅助托辊升降。辅助托辊位于磨料的正下方。
下面对本发明的工作原理进行具体说明。
设备打磨工作开始时，2个磨料构成的打磨头通过Z轴伺服模组下降与带钢贴合，辅助托辊上升到距离带钢2mm处保持固定。X轴驱动模组驱动带钢打磨装置往复运动对带钢进行打磨，从而带动油石做往复直线运动，其中恒力装置保证打磨压力恒定。
打磨前或者打磨后，辅助托辊上升到距离相机800mm位置，Y轴驱动装置驱动桁架沿着Y轴以600mm/s速度直线运动，同时通过编码器给相机和光源发送脉冲信号。
在带钢打磨工作时，辅助托辊上升到距离带钢2mm处保持固定，图2中位于上方的带钢15、图3中位于上方的带钢15为没有辅助托辊状态下带钢的打磨状态，图2中位于下方的带钢15、图3中位于下方的带钢15为有辅助托辊状态下带钢的打磨状态。通过辅助托辊的支撑，可以提高油石与带钢之间贴合程度，改善因为带钢板形原因导致的打磨不均匀现象。
在带钢成像工作时，在没有辅助托辊状态下成像时，第一成像位置、第二成像位置、第三成像位置对应成像高度h1、成像高度h2、成像高度h3，此时h1<h2<h3。辅助托辊上升到距离相机800mm位置，通过辅助托辊的支撑，第四成像位置、第五成像位置、第六成像位置对应成像高度h4、成像高度h5、成像高度h6，此时h4＝h5＝h6,可以改善带钢板形原因导致的成像明暗不均匀现象。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“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申请和简化描述，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申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种自动适应带钢表面打磨及缺陷检测装置，其特征在于，包括：桁架机器人、带钢打磨装置、缺陷检测装置、辅助装置；
带钢打磨装置、缺陷检测装置、辅助装置设置在桁架机器人上；
辅助装置在打磨过程中调整带钢打磨装置与带钢贴合状态；
带钢打磨装置的打磨轨迹为直线，磨痕沿着带钢宽度方向。
2.根据权利要求1所述的自动适应带钢表面打磨及缺陷检测装置，其特征在于，所述桁架机器人，包括：桁架、X轴驱动模组、Y轴轨道、Y轴驱动模组；
Y轴驱动模组带动桁架沿Y轴轨道做直线运动，X轴驱动模组驱动所述带钢打磨装置沿X轴做直线运动。
3.根据权利要求2所述的自动适应带钢表面打磨及缺陷检测装置，其特征在于，所述带钢打磨装置，包括：Z轴伺服模组、恒力装置、柔性打磨装置；
Z轴伺服模组固定在X轴驱动模组上，恒力装置固定在Z轴伺服模组上，柔性打磨装置固定在恒力装置上。
4.根据权利要求3所述的自动适应带钢表面打磨及缺陷检测装置，其特征在于，柔性打磨装置包括：连接装置、柔性基底、磨料；
恒力装置、连接装置、柔性基底、磨料依次连接；
磨料连接在柔性基底的底端；
X轴驱动模组驱动Z轴伺服模组沿X轴往复运动，从而带动磨料做往复直线运动，其中恒力装置用于保证打磨压力恒定。
5.根据权利要求4所述的自动适应带钢表面打磨及缺陷检测装置，其特征在于，所述缺陷检测装置，包括：成像支架、相机、光源；
相机和光源安装在成像支架上，成像支架固定在桁架的X轴上，通过桁架的移动带动所述缺陷检测装置移动；
相机的数量为多个，在带钢宽度方向上等间距分布；
光源的数量为多个。
6.根据权利要求5所述的自动适应带钢表面打磨及缺陷检测装置，其特征在于，所述辅助装置，包括：托辊伺服模组、作为支撑辊的辅助托辊；
托辊伺服模组设置在桁架上，辅助托辊两端分别装在两个托辊伺服模组上，通过控制托辊伺服模组驱动辅助托辊升降；
辅助托辊位于磨料的正下方。
7.根据权利要求6所述的自动适应带钢表面打磨及缺陷检测装置，其特征在于，打磨工作开始时，磨料构成的打磨头通过Z轴伺服模组下降与带钢贴合，辅助托辊上升到距离带钢设定距离处保持固定，以矫正悬垂、C翘或者边浪的板形问题；X轴驱动模组驱动带钢打磨装置往复运动对带钢进行打磨，从而带动油石做往复直线运动，其中恒力装置保证打磨压力恒定。
8.根据权利要求7所述的自动适应带钢表面打磨及缺陷检测装置，其特征在于，打磨前或者打磨后，辅助托辊上升到距离相机预设位置处，Y轴驱动装置驱动桁架沿着Y轴以设定速度直线运动，同时通过编码器给相机和光源发送脉冲信号。
9.根据权利要求8所述的自动适应带钢表面打磨及缺陷检测装置，其特征在于，通过辅助托辊对于带钢的支撑，使得多个相机的成像高度一致。
10.一种检测方法，其特征在于，通过权利要求1至9中任一项所述的自动适应带钢表面打磨及缺陷检测装置打磨带钢和/或检测带钢缺陷。
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