CN204650235U

CN204650235U - 一种风电设备紧固件智能视觉检测的控制系统

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Publication number: CN204650235U
Application number: CN201520322343.XU
Authority: CN
Inventors: 张万军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-05-18
Filing date: 2015-05-18
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2025-05-18

Abstract

本实用新型公开了一种风电设备紧固件智能视觉检测的控制系统，包括工控机、PLC控制系统、紧固件上料/出料系统、图像采集系统、控制系统、执行装置、PC机；所述的PLC控制系统包括以太网模块、PLC控制器，所述的PLC控制系统通过工业以太网及以太网模块与工控机连接；所述的PC机通过RS232与所述的PLC控制系统连接，所述的PC机用于分析、识别CCD工业摄像的数据，完成风电设备紧固件的智能视觉检测控制。本实用新型完全实现风电设备紧固件高精度、高速度、多任务的在线实时检测及自动化、智能化的视觉化检测控制，降低了生产成本，提高了生产效率，能够产生很好的经济效益和社会效益。

Description

一种风电设备紧固件智能视觉检测的控制系统

技术领域

本实用新型涉及风电设备紧固件的智能化、视觉化检测及控制的领域，更具体的说，涉及一种风电设备紧固件智能视觉检测的控制系统。

背景技术

目前，经济快速发展使石油、煤等一次能源的需求日益扩张，能源危机十分严重，许多国家开始把目光转向风能等新能源的开发和利用上。

风能是一种便捷有效、兼顾能量增容和环保要求、具有开发潜力的可再生能源。

风机在运行过程中塔筒承受各种风力载荷，最终都集中作用在用于塔筒连接的高强度紧固件如螺丝、螺母、螺栓、轴承等上，受力复杂且恶劣，极易产生松动或破坏，因此高强度紧固件如螺丝、螺母、螺栓、轴承的质量要求对于风机的安全运行至关重要。

目前，风电设备紧固件的检测及控制，存在以下一些缺点：

(1)、以往的风电设备紧固件的检测控制系统很少采用PLC控制，不能及时方便、快捷地完成风电设备紧固件的在线智能化的测量；

(2)、以往的风电设备紧固件的检测控制系统上没有设风电设备紧固件不合格品的击出器，当有不合格的风电设备紧固件的进入风电设备紧固件智能视觉检测的控制系统时，需要人工手动取出不合格品，其效率不高、费时费力；

(3)、以往的风电设备紧固件的检测控制系统，很少安装CCD工业摄像机，位置不能前后左右伸缩、调节，也不能最大限度地采集风电设备紧固件测试性能的图像；也很少采用智能化的视觉系统，其效率不高、检测速度不快、准确性不强、可靠性太差。不能完全实现风电设备紧固件高精度、高速度、多任务的在线实时检测及自动化、智能化的视觉化检测控制。

发明内容

本实用新型是为了克服上述不足，给出了一种风电设备紧固件智能视觉检测的控制系统。

本发明的技术方案如下：

一种风电设备紧固件智能视觉检测的控制系统，包括工控机、PLC控制系统、紧固件上料/出料系统、图像采集系统、控制系统、执行装置、PC机；所述的PLC控制系统包括以太网模块、PLC控制器，所述的PLC控制系统通过工业以太网及以太网模块与工控机连接；所述的PC机通过RS232与所述的PLC控制系统连接，所述的PC机用于分析、识别CCD工业摄像的数据，完成风电设备紧固件的智能视觉检测控制。

所述的紧固件上料/出料系统包括上料入口装置、传输装置、多路光电传感器、供料出口装置及不合格品击出装置。

进一步地，所述的传输装置包括长卷筒、自动滑块机，用于风电设备紧固件的自动传输。

进一步地，所述的出口装置包括出口自由滑动轨道、被测紧固件的收集箱，用于检测合格的风电设备紧固件与不合格的风电设备紧固件自动分箱收集。

进一步地，所述的不合格品击出装置上设有风电设备紧固件不合格品的击出器。

所述的图像采集系统包括CCD工业摄像机、图像采集卡及视觉化处理系统。

进一步地，所述的CCD工业摄像机为OPSIS 150LAC线阵摄像机。

所述的CCD工业摄像机的像素为5150像素；所述的CCD工业摄像机还包括CCD图形图像传感器、定时电路及信号处理电路。

所述的图像采集卡采用PCI总线结构的Matrox Meteror–DIG图像采集卡；所述的图像采集卡的数据传输速率可达130MB/s，用于图像的显示、存储。

所述的视觉化处理系统包括被测紧固件的目标图像采集模块、被测紧固件的图像处理模块、被测紧固件的指令发出模块。

进一步地，所述的视觉化处理系统还包括视觉化的硬件结构系统。

具体地，所述的视觉化的硬件结构系统包括CCD摄像头、CCD工业摄像机、控制装置。

所述的控制系统包括运动控制卡、伺服器驱动器和光电传感器。

进一步地，所述的运动控制卡设有ICPDAS STEP-200的运动控制卡，用于控制伺服电机的运动。

所述的伺服器驱动器包括x轴、y轴伺服驱动器，完成伺服电机的运动。

所述的光电传感器将光信号转为电流信号，实现风电设备紧固件的控制。

所述的执行装置包括交流电机和报警信号灯；所述的报警信号灯为ABS报警信号灯。

具体地，所述的PLC控制器采用西门子S7-300。

本实用新型发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：

(1)、本发明采用PC机和PLC控制器便于完成风电设备紧固件的智能化、视觉化的检测，便于保存风电设备紧固件的检测数据，及时方便、快捷地完成风电设备紧固件智能化的检测；

(2)、本发明采用风电设备紧固件智能视觉检测的控制系统上设有风电设备紧固件不合格品的击出器，当有不合格的风电设备紧固件的进入风电设备紧固件智能视觉检测的控制系统时，击出器自动击出不合格品；

(3)、本发明采用CCD工业摄像机及视觉化处理系统，CCD工业摄像机由前后左右两个摄像机构成，CCD工业摄像机的位置可以前后左右移动、可伸缩；视觉化处理系统完成风电设备紧固件的视觉化检测。

除了以上这些，本发明完全实现风电设备紧固件高精度、高速度、多任务的在线实时检测及自动化、智能化的视觉化检测控制，降低了生产成本，提高了生产效率，能够产生很好的经济效益和社会效益。

本实用新型的其它优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其它优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

图1为本发明所述的一种风电设备紧固件智能视觉检测控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型及其实施方式作进一步详细描述。

如图1所示，一种风电设备紧固件智能视觉检测的控制系统，包括工控机、PLC控制系统、紧固件上料/出料系统、图像采集系统、控制系统、执行装置、PC机；所述的PLC控制系统包括以太网模块、PLC控制器，所述的PLC控制系统通过工业以太网及以太网模块与工控机连接；所述的PC机通过RS232与所述的PLC控制系统连接，所述的PC机用于分析、识别CCD工业摄像的数据，完成风电设备紧固件的智能视觉检测控制。

具体地，所述的PLC控制器采用西门子S7-300。

进一步地，所述的以太网通讯模块采用CP243-1。

又，本发明采用PC机和PLC控制器便于完成风电设备紧固件的智能化、视觉化的检测，便于保存风电设备紧固件的检测数据，及时方便、快捷地完成风电设备紧固件智能化的检测，是本发明的一个显著特点。

进一步作为优选的实施方式，所述的传输装置包括长卷筒、自动滑块机，用于风电设备紧固件的自动传输。

进一步作为优选的实施方式，所述的出口装置包括出口自由滑动轨道、被测紧固件的收集箱，用于检测合格的风电设备紧固件与不合格的风电设备紧固件自动分箱收集。

进一步作为优选的实施方式，所述的不合格品击出装置上设有风电设备紧固件不合格品的击出器。

又，本发明采用风电设备紧固件智能视觉检测的控制系统上设有风电设备紧固件不合格品的击出器，当有不合格的风电设备紧固件的进入风电设备紧固件智能视觉检测的控制系统时，击出器自动击出不合格品，又是本发明的一个显著特点。

进一步地，所述的CCD工业摄像机为OPSIS 150LAC线阵摄像机。

具体地，所述的CCD工业摄像机的像素为5150像素。

更近一步地，所述的CCD工业摄像机还包括CCD图形图像传感器、定时电路及信号处理电路。

具体地，所述的图像采集卡采用PCI总线结构的Matrox Meteror–DIG图像采集卡；所述的图像采集卡的数据传输速率可达130MB/s，用于图像的显示、存储。

进一步作为优选的实施方式，所述的视觉化处理系统包括被测紧固件的目标图像采集模块、被测紧固件的图像处理模块、被测紧固件的指令发出模块。

进一步作为优选的实施方式，所述的视觉化处理系统还包括视觉化的硬件结构系统。

又，本发明采用CCD工业摄像机及视觉化处理系统，CCD工业摄像机由前后左右两个摄像机构成，CCD工业摄像机的位置可以前后左右移动、可伸缩；视觉化处理系统完成风电设备紧固件的视觉化检测，又是本发明的一个显著特点。

进一步作为优选的实施方式，所述的运动控制卡设有ICPDAS STEP-200的运动控制卡，用于控制伺服电机的运动。

具体地，伺服电机也设有光电编码器。

详细地，所述的运动控制卡控制伺服电机的运动通过光电编码器的触发控制，实现伺服电机的运动控制。

进一步作为优选的实施方式，所述的伺服器驱动器包括x轴、y轴伺服驱动器，完成伺服电机的运动。

详细地，所述的光电传感器将光信号转为电流信号，实现风电设备紧固件的控制。

进一步作为优选的实施方式，所述的执行装置包括交流电机和报警信号灯。

具体地，所述的报警信号灯为ABS报警信号灯。

所述的风电设备实现紧固件智能化视觉检测控制的过程，包括风电设备紧固件智能视觉检测的控制系统初始化、启动风电设备紧固件智能视觉检测的控制系统中的图像采集系统及运动控制卡、启动交流电机、判断是否完成光电编码器的触发控制、视觉化的处理过程、判断被测紧固件是否检验合格几个步骤。步骤如下：

Step1：风电设备紧固件智能视觉检测的控制系统初始化；

Step2：启动风电设备紧固件智能视觉检测的控制系统中的图像采集系统及运动控制卡；

具体地，所述的紧固件包括螺栓、螺母、垫片、钢钉、轴、纽扣及特殊变形(异形件)。

详细地，所述的螺栓采用高强度的大六角头螺栓。

进一步地，所述的螺母采用高强度的大六角螺母。

进一步地，所述的螺栓、螺母、垫片、钢钉满足GB/T 123l-2006的技术条件。

Step3：启动交流电机，完成交流电机的运动。

Step4：判断是否完成光电编码器的触发控制；

1)、若没有完成光电编码器的触发控制，则执行Step3步骤，启动交流电机，完成交流电机的运动；

2)、若完成光电编码器的触发控制，则执行Step5步骤。

Step5：进行视觉化的处理过程包括CCD工业摄像机的摄像和PC机的图像处理；

首先，CCD工业摄像机进行风电设备紧固件的摄像；

其次，PC机进行图像处理；

最后，完成风电设备紧固件的视觉化处理。

Step6：判断被测风电设备紧固件的检验是否合格？

1)、如果被测风电设备紧固件的检验不合格，则执行Step2步骤，启动紧固件检测装置及运动控制卡；

2)、如果被测风电设备紧固件的检验合格，完成风电设备紧固件的智能化、视觉化检测。

具体地，被测风电设备紧固件的检验数据，如表1所示。

表1被测风电设备紧固件的检验数据

具体地，被测风电设备紧固件的检测力学项目包括屈服强度、抗拉强度及刚度的检测。被测紧固件的检测项目，如表2所示。

表2被紧固件的检测项目

本发明显著的特点：

1)、本发明采用PC机和PLC控制器便于完成风电设备紧固件的智能化、视觉化的检测，便于保存风电设备紧固件的检测数据，及时方便、快捷地完成风电设备紧固件智能化的检测；

2)、本发明采用的风电设备紧固件智能视觉检测的控制系统上设有风电设备紧固件不合格品的击出器，当有不合格的风电设备紧固件的进入风电设备紧固件智能视觉检测的控制系统时，击出器自动击出不合格品；

3)、本发明采用CCD工业摄像机及视觉化处理系统，CCD工业摄像机由前后左右两个摄像机构成，CCD工业摄像机的位置可以前后左右移动、可伸缩；视觉化处理系统完成风电设备紧固件的视觉化检测。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而限制，尽管通过参照本实用新型的优选实施例已经对本实用新型进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围。

Claims

1.一种风电设备紧固件智能视觉检测的控制系统，其特征在于：包括工控机、PLC控制系统、紧固件上料/出料系统、图像采集系统、控制系统、执行装置、PC机；所述的PLC控制系统包括以太网模块、PLC控制器，所述的PLC控制系统通过工业以太网及以太网模块与工控机连接；所述的PC机通过RS232与所述的PLC控制系统连接，所述的PC机用于分析、识别CCD工业摄像的数据，完成风电设备紧固件的智能视觉检测控制。

2.如权利要求1所述的一种风电设备紧固件智能视觉检测的控制系统，其特征在于：所述的紧固件上料/出料系统包括上料入口装置、传输装置、多路光电传感器、供料出口装置及不合格品击出装置；

(1)、所述的传输装置包括长卷筒、自动滑块机，用于风电设备紧固件的自动传输；

(2)、所述的出口装置包括出口自由滑动轨道、被测紧固件的收集箱，用于检测合格的风电设备紧固件与不合格的风电设备紧固件自动分箱收集；

(3)、所述的不合格品击出装置上设有风电设备紧固件不合格品的击出器。

3.如权利要求1所述的一种风电设备紧固件智能视觉检测的控制系统，其特征在于：所述的图像采集系统包括CCD工业摄像机、图像采集卡及视觉化处理系统；

(1)、所述的CCD工业摄像机为OPSIS 150LAC线阵摄像机；

所述的CCD工业摄像机的像素为5150像素；所述的CCD工业摄像机还包括CCD图形图像传感器、定时电路及信号处理电路；

(2)、所述的图像采集卡采用PCI总线结构的Matrox Meteror–DIG图像采集卡；

所述的图像采集卡的数据传输速率可达130MB/s，用于图像的显示、存储；

(3)、所述的视觉化处理系统包括被测紧固件的目标图像采集模块、被测紧固件的图像处理模块、被测紧固件的指令发出模块；

所述的视觉化处理系统还包括视觉化的硬件结构系统；

进一步地，所述的视觉化的硬件结构系统包括CCD摄像头、CCD工业摄像机、控制装置。

4.如权利要求1所述的一种风电设备紧固件智能视觉检测的控制系统，其特征在于：所述的控制系统包括运动控制卡、伺服器驱动器和光电传感器；

(1)、所述的运动控制卡设有ICPDAS STEP-200的运动控制卡，用于控制伺服电机的运动；

(2)、所述的伺服器驱动器包括x轴、y轴伺服驱动器，完成伺服电机的运动；

(3)、所述的光电传感器将光信号转为电流信号，实现风电设备紧固件的控制。

5.如权利要求1所述的一种风电设备紧固件智能视觉检测的控制系统，其特征在于：

所述的执行装置包括交流电机和报警信号灯；

所述的报警信号灯为ABS报警信号灯。

6.如权利要求1所述的一种风电设备紧固件智能视觉检测的控制系统，其特征在于：

所述的PLC控制器采用西门子S7-300。