CN208313231U - 钻冲孔在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型钻冲孔在线检测装置涉及机械加工领域。其目的是为了提供一种结构简单、成本低、操作简便的钻冲孔在线检测装置。本实用新型钻冲孔在线检测装置，包括打孔设备、两组高速摄像机、光源设备、无线通信装置和上位机，打孔设备上设有传动机构和两组刀具，角钢设置在传动机构上，每组刀具设置在传动机构的传动方向的侧面，每组高速摄像机分别设置在角钢的传动方向上且在两组刀具的后方，高速摄像机垂直于角钢的侧面，光源设备在角钢的上方以提供给定光源，光源设备包括面光源和限位挡板，面光源覆盖角钢，限位挡板覆盖面光源，每组高速摄像机通过无线通信装置与上位机连接。

Description

钻冲孔在线检测装置

技术领域

本实用新型涉及机械加工领域，特别是涉及钻冲孔在线检测装置。

背景技术

打孔设备一般是指工厂里的金属切削设备，包括钻孔机械和冲孔机械，钻孔机械有台钻、立式钻床、摇臂钻床、手电钻、冲击钻等，冲孔机械有冲床、手动冲孔机、自动冲孔机等，结构形式多样。

但是，在电力角塔的生产安装工程中，需要具有安装孔的角钢材料的数量在万吨级别，因此，数控钻、冲孔加工量很大，为确保安装孔的加工精度，生产中需要安排质检人员进行质量检测，但是传统的人工质检方式费时、费力，检测过程中容易出现漏检问题，检测标准受人为因素干扰大，检测精度低，并且人工成本高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、操作简便的钻冲孔在线检测装置。

本实用新型钻冲孔在线检测装置，包括打孔设备、两组高速摄像机、光源设备、无线通信装置和上位机，所述打孔设备上设有传动机构和两组刀具，角钢设置在所述传动机构上，每组所述刀具设置在所述传动机构的传动方向的侧面，每组所述高速摄像机分别设置在角钢的传动方向上且在两组刀具的后方，所述高速摄像机垂直于角钢的侧面，所述光源设备在角钢的上方以提供给定光源，所述光源设备包括面光源和限位挡板，所述面光源覆盖角钢，所述限位挡板覆盖所述面光源，每组所述高速摄像机通过所述无线通信装置与所述上位机连接。

本实用新型钻冲孔在线检测装置，其中所述打孔设备内设有导向限位组件，所述导向限位组件上设有导向轮，所述导向轮的侧面平行于角钢的侧壁，导向轮与角钢之间设有接触间隙。

本实用新型钻冲孔在线检测装置，其中所述导向轮的转动轴连接到支撑架上，所述支撑架固定连接在所述打孔设备的固定壳体上。

本实用新型钻冲孔在线检测装置，其中所述导向限位组件在角钢的两个侧面对称设置有若干个，所述导向限位组件在所述打孔设备的长度方向间隔分布。

本实用新型钻冲孔在线检测装置，其中所述打孔设备的角钢入口处设有触发传感器，所述触发传感器与计时器连通。

本实用新型钻冲孔在线检测装置，其中所述角钢的两个侧壁分别与所述传动机构的传送方向的平面成45°夹角，两组所述刀具分别垂直于角钢的两个侧壁。

本实用新型钻冲孔在线检测装置，其中所述光源设备和所述高速摄像机设置在黑箱内。

本实用新型钻冲孔在线检测装置，其中所述传动机构上设有伺服电机，伺服电机上设有电机编码器，所述打孔设备上连接有行程编码器，所述行程编码器设置在所述传动机构的传送方向的一侧，电机编码器和行程编码器均连接到上位机。

本实用新型钻冲孔在线检测装置与现有技术不同之处在于：本实用新型钻冲孔在线检测装置，包括打孔设备、两组高速摄像机、光源设备、无线通信装置和上位机，打孔设备上设有传动机构和两组刀具，角钢设置在传动机构上，每个刀具设置在传动机构的传动方向的侧面，每组高速摄像机分别设置在角钢的传动方向上且在两组刀具的后方，高速摄像机垂直于角钢的侧面，光源设备在角钢的上方以提供给定光源，光源设备包括面光源和限位挡板，面光源覆盖角钢，限位挡板覆盖面光源，每组高速摄像机通过无线通信装置与上位机连接；

将角钢的打孔设备与视觉监控系统集成在一台打孔设备上，在打孔的同时进行打孔位置、孔径、圆度等参数的监测，能直接减少质检人员，且比人工检测的精度高，可靠的保证质量，提高生产和检测效率，相对于传统的人工抽检，达到全数检查。具体的，孔径检测、孔位X轴方向位置度检测、孔位Y轴方向位置度检侧精度明显提高，达到±0.1mm，单个检测点的检测速率≤3S，漏检率≤5‰、误检率≤5％；

下面结合附图对本实用新型的钻冲孔在线检测装置作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型钻冲孔在线检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型钻冲孔在线检测装置的视觉监控装置的侧视结构示意图；

图3为本实用新型钻冲孔在线检测装置的打孔用刀具与角钢的位置关系的结构示意图；

图4为本实用新型钻冲孔在线检测装置的各部件连接关系的结构示意图；

图5为本实用新型钻冲孔在线检测装置的导向限位组件的结构示意图。

附图标注：1、打孔设备；2、视觉监控设备；3、角钢；4、刀具；5、传动机构；6、高速摄像机；7、光源设备；8、限位挡板；9、面光源；10、导向限位组件；11、导向轮；12、转动轴；13、支撑架。

具体实施方式

结合图1-图5所示，本实用新型钻冲孔在线检测装置，包括打孔设备1、两组高速摄像机6、光源设备7、无线通信装置和上位机，打孔设备1上设有传动机构5和两组刀具4，角钢3设置在传动机构5上，每个刀具4设置在传动机构5的传动方向的侧面，每组高速摄像机6分别设置在角钢3的传动方向上且在两组刀具4的后方，高速摄像机6垂直于角钢3的侧面，光源设备7在角钢3的上方以提供给定光源，光源设备7包括面光源9和限位挡板8，面光源9覆盖角钢3，限位挡板8覆盖面光源9，每组高速摄像机6通过无线通信装置与上位机连接。

两组刀具4和两组高速摄像机6分别在传动机构5的传动方向的每侧设置有一组，分别对角钢3的两个侧面进行打孔和图像采集，打孔完成后，角钢3在传动机构5的输送下向高速摄像机6移动，角钢3移动过程中，高速摄像机6进行拍摄，同时，高速摄像机6拍摄到的图像通过无线通讯装置传输到上位机，以便后续采集数据。高速摄像机6拍摄过程中，光源设备7进行照射，保证拍摄条件的一致性，面光源9提供高速摄像机6所需要的照度，并且保证两组高速摄像机6的照度环境相同，防止拍摄条件受到干扰；限位挡板8既方便了面光源9的安装，又对竖直方向的尺寸范围进行限定，便于工作人员观察设备的生产范围。

本实用新型钻冲孔在线检测装置，将角钢3的打孔设备1与视觉监控设备2集成在一台打孔设备1上，在打孔的同时进行打孔位置、孔径、圆度等参数的监测，能直接减少质检人员，且比人工检测的精度高，可靠的保证质量，提高生产和检测效率，相对于传统的人工抽检，达到全数检查。具体的，孔径检测、孔位X轴方向位置度检测、孔位Y轴方向位置度检侧精度明显提高，达到±0.1mm，单个检测点的检测速率≤3S，漏检率≤5‰、误检率≤5％。

进一步的，结合图2和图5所示，打孔设备1内设有导向限位组件10，导向限位组件10上设有导向轮11，导向轮11的侧面平行于角钢3的侧壁，导向轮11与角钢3之间设有接触间隙。导向轮11的侧面用来抵接支撑角钢3的侧壁，当角钢3与导向轮11之间接触时，导向轮11与角钢3之间产生转动摩擦，磨损较小，还能保证稳定导向和限位，保证角钢3的运行方向。

具体的，导向轮11与角钢3之间的接触间隙设置在0.1mm-1mm之间，既能保证快速支撑限位，又能减小角钢3传动过程中的位置偏移，保证打孔的准确性。导向轮11与角钢3之间的接触间隙还能根据实际需要进行调节，不限于0.1mm-1mm之间，0.1mm-1mm之间为优选的接触间隙。

进一步的，导向轮11的转动轴12连接到支撑架13上，支撑架13固定连接在打孔设备1的固定壳体上。导向轮11通过支撑架13进行固定，使导向轮11与传动机构的传送带产生相对移动，相对于导向轮11与传送带同步移动的结构，导向轮11的稳定性和限位精度更高。

同时，导向轮11还可以与传送带同步传动，导向轮11与角钢3同步移动，导向轮11与角钢3之间的相对位移较小，减小对角钢3的传动过程的干扰。

进一步的，导向限位组件10在角钢3的两个侧面对称设置有若干个，导向限位组件10在打孔设备1的长度方向间隔分布。导向限位组件10可以在角钢3的两侧分别设置有一个或两个或多个，当导向限位组件10在角钢3的每侧均设有一个时，结构简单、降低成本；当导向限位组件10在角钢3的每侧均设有两个时，两个导向限位组件10分别设置在打孔设备1的长度方向的两端，对角钢3的两端进行限位，提高角钢3的传动稳定性；当导向限位组件10在角钢3的每侧均设有多个时，导向限位组件10在角钢3的长度方向间隔设置有若干个，进一步加强限位。当导向限位组件10在角钢3的每侧均设有多个时，角钢3两侧的导向限位组件10可以错位分布，既能保证限位，还能减小设备负担，降低成本。

进一步的，角钢3的两个侧壁分别与传动机构5的传送方向的平面成45°夹角，两组刀具4分别垂直于角钢3的两个侧壁。角钢3的侧壁与传动机构5的传动平面成45°夹角，不仅方便对角钢3进行打孔，还方便对进行定位，保证角钢3两个侧面上孔的对称性和精确度。

具体的，传动机构5设为电机和传送带配合传动的方式，角钢3放置在传送带上。角钢3的放置方式，如图1所示，角钢3的两个侧壁连接边接触传送带，角钢3的两个侧壁向刀具4方向打开，方便打孔和拍摄。角钢3的放置方式，还可以相对于图1所示的方式翻转180°，传送带支撑角钢3的两个侧壁，使角钢3的传送更加稳定。

导向轮11的转动轴12也与传送带成45°夹角，保证导向轮11的侧面与角钢3的侧面平行。

进一步的，打孔设备1的角钢3入口处设有触发传感器，触发传感器与计时器连通，触发传感器设为光电传感器或碰撞传感器，触发传感器的触发信号发送到计时器，计时器开始计时，以便更加传送带的传送速度计算角钢3的传送距离，方便定时向打孔设备1供给角钢3物料，保证设备稳定连续运行，提高生产效率。触发传感器和计时器均连接到上位机，触发传感器将触发信号传输到上位机，上位机向计时器发送信号以便计时器启动计时，计时器的计时数据回传到上位机，上位机对计时器的计时数据和传动机构5的电机的停机时间进行处理，计时器的计时时间减去电机停机时间，计算得出传动距离，以得出角钢3的位置和放料时间。

进一步的，光源设备7和高速摄像机6设置在黑箱内，黑箱内为封闭的光环境，通过面光源9来调控黑箱内的光环境，减小外界环境对拍摄效果的影响，也提高图像处理精度。

进一步的，传动机构5上设有伺服电机，伺服电机上设有电机编码器，打孔设备1上连接有行程编码器，行程编码器设置在传动机构5的传送方向的一侧，电机编码器和行程编码器均连接到上位机。行程编码器和电机编码器配合记录角钢3的传动方向和伺服电机的转动方向，伺服电机的转动方向能够判断传送带的传动方向，保证传送带的传动方向与角钢3的运动方向相同，提高设备的安全性。

刀具4上开设有长圆孔，长圆孔上配设有固定螺栓，刀具4通过固定螺栓拧紧在固定架上，可以通过调节固定螺栓的拧紧位置来调节刀具4的安装位置，适用于不同规格、不同位置的角钢3的打孔工作过程。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种钻冲孔在线检测装置，其特征在于：包括打孔设备、两组高速摄像机、光源设备、无线通信装置和上位机，所述打孔设备上设有传动机构和两组刀具，角钢设置在所述传动机构上，每组所述刀具设置在所述传动机构的传动方向的侧面，每组所述高速摄像机分别设置在角钢的传动方向上且在两组刀具的后方，所述高速摄像机垂直于角钢的侧面，所述光源设备在角钢的上方以提供给定光源，所述光源设备包括面光源和限位挡板，所述面光源覆盖角钢，所述限位挡板覆盖所述面光源，每组所述高速摄像机通过所述无线通信装置与所述上位机连接。

2.根据权利要求1所述的钻冲孔在线检测装置，其特征在于：所述打孔设备内设有导向限位组件，所述导向限位组件上设有导向轮，所述导向轮的侧面平行于角钢的侧壁，导向轮与角钢之间设有接触间隙。

3.根据权利要求2所述的钻冲孔在线检测装置，其特征在于：所述导向轮的转动轴连接到支撑架上，所述支撑架固定连接在所述打孔设备的固定壳体上。

4.根据权利要求2或3所述的钻冲孔在线检测装置，其特征在于：所述导向限位组件在角钢的两个侧面对称设置有若干个，所述导向限位组件在所述打孔设备的长度方向间隔分布。

5.根据权利要求1所述的钻冲孔在线检测装置，其特征在于：所述打孔设备的角钢入口处设有触发传感器，所述触发传感器与计时器连通。

6.根据权利要求1所述的钻冲孔在线检测装置，其特征在于：所述角钢的两个侧壁分别与所述传动机构的传送方向的平面成45°夹角，两组所述刀具分别垂直于角钢的两个侧壁。

7.根据权利要求1所述的钻冲孔在线检测装置，其特征在于：所述光源设备和所述高速摄像机设置在黑箱内。

8.根据权利要求1所述的钻冲孔在线检测装置，其特征在于：所述传动机构上设有伺服电机，伺服电机上设有电机编码器，所述打孔设备上连接有行程编码器，所述行程编码器设置在所述传动机构的传送方向的一侧，电机编码器和行程编码器均连接到上位机。