CN210605831U - 一种建筑pc构件工厂自动生产线的智能检查系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种建筑PC构件工厂自动生产线的智能检查系统，包括相连接的工控机、HUB千兆网集线器和若干安装于各检查工位上的高分辨率相机；所述各检查工位按工艺流转顺序至少包括：模具安装检查工位、接线盒安装检查工位、浇筑前统合检查工位。本实用新型的智能自动检查系统填补了建筑行业PC构件自动生产流水线上的生产检查自动化技术空白，属于行业内首创技术，可以大大提高生产线的自动化程度、运行节拍以及产品的合格率，也为我国PC预制构件工厂生产的自动化、智能化的发展，提供了一种更为先进的方法技术。

Description

一种建筑PC构件工厂自动生产线的智能检查系统

技术领域

本实用新型涉及建筑制造领域，更具体地说，是一种建筑PC构件工厂自动生产线的智能检查系统。

背景技术

我国这些年装配式建筑得到快速发展，大力发展装配式建筑已经上升到国家战略。作为装配式建筑中的重要一环PC(Precast Concrete)构件的工厂化生产也得到快速发展，PC预制构件工厂生产的自动化，智能化，信息化将是今后发展的必然趋势。目前国内的PC构件工厂生产流水线现状还是处于机械化和半自动化阶段，虽然生产设备厂家开发了一些自动和半自动机械设备，如搅拌站，送料车，划线机，布料机，码垛机，养护窑，移动流转设备等，但是在自动生产线上各工位的质量检查环节的自动化还是处于完全空白状态，现阶段基本上都是靠人工目视和量具对照图纸检查。要实现PC工厂生产的自动化智能化，生产线上自动检查系统是必不可缺的环节，目前缺少对经相应的智能检查系统。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种建筑PC构件工厂自动生产线的智能检查系统。

为实现上述目的，本实用新型的提供技术方案如下：

一种建筑PC构件工厂自动生产线的智能检查系统，包括相连接的工控机、HUB千兆网集线器和若干安装于各检查工位上的高分辨率相机；所述各检查工位按工艺流转顺序至少包括：模具安装检查工位、接线盒安装检查工位、浇筑前统合检查工位；

所述模具安装检查工位,其平面摆放一用于标定坐标原点的L型原点坐标位置标定器；其上方安装所述高分辨率相机；所述高分辨率相机拍摄后的图像通过所述HUB千兆网集线器输入所述工控机，并通过软件检查分析，将合格检查结果由外置的警示灯显示；

所述接线盒安装检查工位，其上方安装所述高分辨率相机；所述高分辨率相机拍摄后的图像通过所述HUB千兆网集线器输入所述工控机，并通过软件检查分析，将合格检查结果由外置的警示灯显示；

所述浇筑前统合检查工位，其上方架设可纵横移动的X-Y直线模组；所述高分辨率相机与TOF相机一起安装在所述X-Y直线模组的X横梁上，并可沿所述X横梁左右运行；所述X横梁可沿X-Y直线模组的Y直梁前后运行；所述高分辨率相机用于拍摄物件的图像位置，所述TOF相机用于拍摄物件的距离深度；二相机所拍摄的图像数据通过所述HUB千兆网集线器输入所述工控机，并通过软件检查分析，将合格检查结果由外置的警示灯显示。

作为本实用新型的进一步改进，所述L型原点坐标位置标定器包括直角单边的X轴尺和Y轴尺；各轴尺上设有若干用于拍摄识别的发亮光体；所述发亮光体按间距150mm排列设置。

作为本实用新型的进一步改进，所述X-Y直线模组的Y直梁为平行的二根，横跨架设在所述浇筑前统合检查工位两侧的龙门架上。

作为本实用新型的进一步改进，所述Y直梁和X横梁上都设有控制运行的步进电机；所述步进电机的运行受所述工控机指挥控制。

作为本实用新型的进一步改进，所述工控机还可以通过以太网与上位计算机联网通信，并与生产执行管理MES系统对接。

本实用新型利用计算机图像识别和检测技术，针对PC构件工厂的叠合板自动生产流水线，进行了在混泥土浇筑之前各工位的自动检查，其中包括模具安装工位检查、接线盒安装工位检查和钢筋绑扎预埋件安装工位的统合检查。相比现有技术，本实用新型的智能自动检查系统填补了建筑行业PC构件自动生产流水线上的生产检查自动化技术空白，属于行业内首创技术，可以大大提高生产线的自动化程度、运行节拍以及产品的合格率，也为我国PC预制构件工厂生产的自动化、智能化的发展，提供了一种更为先进的方法技术。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中的L型原点坐标位置标定器的结构示意图；

图3为图1中的X-Y直线模组的结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为本实用新型的方法流程图；

图6为本实用新型的系统各软件模块示意图。

图中：1工控机、2HUB千兆网集线器、3模具安装检查工位、4接线盒安装检查工位、5浇筑前统合检查工位、6钢筋-预埋件投放工位、7TOF相机、8高分辨率相机、9警示灯、10L型原点坐标位置标定器、11发亮光体、12X-Y直线模组、13Y直梁、14X横梁、15步进电机、16龙门架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细地说明。

如图1所示，本实用新型的建筑PC构件工厂自动生产线的智能检查系统，设置在PC预制工厂的叠合板生产车间流水线上，主要对混泥土浇筑之前各工位的自动检查，最主要有：模具安装检查工位3、接线盒安装检查工位4、以及钢筋绑扎预埋件安装后的浇筑前统合检查工位5。

本实用新型的主要组成配置也如图1所示：检查用的工控机1(工业控制计算机)，配置千兆网卡和数字输入输出DIO卡的HUB千兆网集线器2，显示检查合格结果的警示灯9，以及若干安装于各检查工位上的高分辨率相机8，在本实施例中采用为千兆网相机。在工控机1上还安装有对各工位拍照控制、图像识别和尺寸检测的智能软件；HUB千兆网集线器2用于连接工控机1与各高分辨率相机8。

本实用新型中的模具安装检查工位3，其正上方设置一个千兆网高分辨率相机8，由工控机1控制进行拍照；拍照后将图像通过HUB千兆网集线器2输入到工控机1，由工控机1上的智能软件检查模具安装位置是否正确，并由警示灯9显示检查结果是否合格。另外，模具安装检查工位3的平面上预先摆放一个L型原点坐标位置标定器10，用于标定坐标原点。

L型原点坐标位置标定器10的结构如图2所示，由直角单边的X轴尺和Y轴尺组成；各轴尺上设有若干用于拍摄识别的发亮光体11；本实施例中，X轴尺为短轴，上有3个发亮光体11，Y轴尺为长轴，上有4个发亮光体11(其中原点处的发亮光体11为X轴尺和Y轴尺共用重合)，各发亮光体11从原点起按间距150mm排列设置。本实用新型的智能图像识别与检测软件可从图像中找到L型模具安装原点标定器10的发光亮体11来标定图像原点和XY坐标方向以及图像比例尺度，为各工位上的检查测量提供原点和坐标定位以及比例尺数据，从而保证检测定位的准确。

本实用新型中的接线盒安装检查工位4，其正上方同样设置了千兆网高分辨率相机8，由工控机1控制进行拍照，拍照后将图像通过HUB千兆网集线器2输入工控机1，由智能软件检查接线盒安装位置是否正确，并由警示灯9显示检查结果是否合格。

本实用新型中的浇筑前统合检查工位5，其正上方设置有X-Y直线模组12，模组架上安装有千兆网高分辨率相机8和TOF相机7；由TOF相机7获取模台上安装的模具、钢筋网片、预埋件等物件的距离深度图，由高分辨率相机8用于拍照检查用的图像；

本实施例中，X-Y直线模组12结构如图3和图4所示，由相互垂直的X横梁14和Y直梁13组成。Y直梁13可以为平行的二根，横跨架设在浇筑前统合检查工位5两侧的龙门架16上，X横梁14可沿着Y直梁13前后运行；高分辨率相机8与TOF相机7共同安装在X横梁14上，可沿着X横梁14左右运行。在Y直梁13和X横梁14上都设有控制运行的步进电机15，步进电机15的运行受工控机1的指挥控制。如图4所示，工控机1控制步进电机15驱动X-Y直线模组12在X-Y方向移动，把千兆网高分辨率相机8和TOF相机7移到指定位置进行拍照，然后把距离深度图和高分辨率图像通过HUB千兆网集线器2传送到工控机1上，由智能识别测量软件进行分析检测。

检测时，检测软件从设置在各工位的相机获取检测图像和距离深度图，对图像进行前段图像去噪声处理后提取相应特征，找到对应特征的位置，计算出其相应位置物体尺寸，并与设计图纸对应参数匹配，比较判断其位置和尺寸是否合格。如有不合格之处，发出相应工位的警示信号，提示工位作业员进行修正。在修正作业后再次进行检查，直至合格，并由警示灯9显示合格结果。

本实用新型中检查控制用的工控机1还可以通过以太网与上位计算机联网通信，并与生产执行管理MES系统对接。

图5为本实用新型的工作流程图，包括以下步骤：

1、从PC构件设计图纸文件中获取检查相关的参数数据，即用户的CAD设计文件转换成本系统要求的规范叠合板DXF格式文件(DXF被广泛使用于各种CAD软件中，已成为事实上的CAD一种标准格式文件)。

2、按生产线执行计划顺序，从对应的DXF文件中获取叠合板外形轮廓形状大小尺寸的参数数据；获取接线盒的大小尺寸和位置的参数数据；获取绑扎钢筋排列的横竖根数，长度，钢筋间距，出筋位置，出筋长度，桁架梁筋位置各种参数数据等。

3、将上述获取到的参数数据，输入到各对应的工位检查程序模块，准备进行模具安装工位的检查；

4、进行模具安装工位3的检查：

待模具安装完毕后，操作人员把L型原点坐标位置标定器10放置在安装模具的原点处，然后按下完成按钮；然后由高分辨率相机8拍摄模具工位图像，输入到工控机1，让智能图像识别与检测软件进行分析处理，内容包括有关图像去噪声，特征量提取，模具安装原点和X-Y坐标方向确定，模具安装位置尺寸与图纸参数数据一致性检查。检查如有不符，则发出警示信号，由操作人员进行修正；然后按下按钮再次检查，直到模具安装正确，检查合格，用警示灯9显示。

5、进行接线盒安装工位4的检查：

接线盒安装完毕后，操作人员按下完成按钮，由高分辨率相机8拍摄接线盒安装工位图像，输入到工控机1，让智能图像识别与检测软件进行分析检测处理，内容包括工位图像的去噪声处理，接线盒特征量提取，模具原点和X-Y坐标方向确定，接线盒安装位置尺寸与图纸参数数据一致性检查。检查如有不符，则发出警示信号，由操作人员进行修正；然后按下按钮再次检查，直到接线盒安装正确，检查合格，用警示灯9显示。

6、进入钢筋-预埋件投放工位6，将绑扎好的钢筋网片和预埋部件放入模具框架进行安装。

7、进行浇筑前统合检查工位5的检查：

工控机1控制X-Y直线模组12在X-Y方向移动，把高分辨率相机8和TOF相机7移动到指定测量点位置，由TOF相机7拍摄取得模台上该位置物件的距离深度图输入工控机1；由高分辨率相机8拍摄该位置图像输入到工控机1；继续移动X-Y直线模组12把高分辨率相机8和TOF相机7移动到下一个指定位置测量点，再由TOF相机7拍摄取得模台上该位置物件的距离深度图输入到工控机1，由高分辨率相机8拍摄该位置图像输入到工控机1；反复移动直到把所有指定位置测量点的距离深度图和图像都取得，然后由智能图像识别与检测软件进行分析处理，内容包括图像的去噪声处理，有关特征量提取，模具安装原点和X-Y坐标方向确定，安装钢筋网片的竖横钢筋根数和间隔距离，出筋位置长度，桁架梁筋位置，预埋件位置等与图纸相应参数数据一致性检查；如有不符则发出警示信号，由操作人员进行修正，而后按下按钮再次检查，直到安装正确检查全部合格。

8、进入浇筑工位，完成PC构件浇筑。

另外还要说明的是，如图6所示，本实用新型中的智能图像识别与检测软件主要内容包括：

(1)从CAD设计图纸的DXF文件中获取各种检查参数数据模块。其功能是从DXF格式文件中寻找相关参数区域段，在相关区域段中找到相应的关键参数，读取对应参数并保存到输出列表中。

(2)模具安装位置检查模块。

(3)接线盒位置检查模块。

(4)浇筑前统合检查模块。

(5)相机拍摄控制图像取得，X-Y执行组模移动控制，警示灯信号控制和输入输出控制模块。

(6)模具安装原点以及坐标XY方向识别确定模块。

最后，需要说明的是，以上列举的仅是本实用新型的一个具体实施例。显然，本实用新型还可以有许多变形，凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种建筑PC构件工厂自动生产线的智能检查系统，包括相连接的工控机(1)、HUB千兆网集线器(2)和若干安装于各检查工位上的高分辨率相机(8)；其特征在于，所述各检查工位按工艺流转顺序至少包括：模具安装检查工位(3)、接线盒安装检查工位(4)、浇筑前统合检查工位(5)；

所述模具安装检查工位(3),其平面摆放一用于标定坐标原点的L型原点坐标位置标定器(10)；其上方安装所述高分辨率相机(8)；所述高分辨率相机(8)拍摄后的图像通过所述HUB千兆网集线器(2)输入所述工控机(1)，并通过软件检查分析，将合格检查结果由外置的警示灯(9)显示；

所述接线盒安装检查工位(4)，其上方安装所述高分辨率相机(8)；所述高分辨率相机(8)拍摄后的图像通过所述HUB千兆网集线器(2)输入所述工控机(1)，并通过软件检查分析，将合格检查结果由外置的警示灯(9)显示；

所述浇筑前统合检查工位(5)，其上方架设可纵横移动的X-Y直线模组(12)；所述高分辨率相机(8)与TOF相机(7)一起安装在所述X-Y直线模组(12)的X横梁(14)上，并可沿所述X横梁(14)左右运行；所述X横梁(14)可沿X-Y直线模组(12)的Y直梁(13)前后运行；所述高分辨率相机(8)用于拍摄物件的图像位置，所述TOF相机(7)用于拍摄物件的距离深度；二相机所拍摄的图像数据通过所述HUB千兆网集线器(2)输入所述工控机(1)，并通过软件检查分析，将合格检查结果由外置的警示灯(9)显示。

2.根据权利要求1所述的建筑PC构件工厂自动生产线的智能检查系统，其特征在于，所述L型原点坐标位置标定器(10)包括直角单边的X轴尺和Y轴尺；各轴尺上设有若干用于拍摄识别的发亮光体(11)；所述发亮光体(11)按间距150mm排列设置。

3.根据权利要求1所述的建筑PC构件工厂自动生产线的智能检查系统，其特征在于，所述X-Y直线模组(12)的Y直梁(13)为平行的二根，横跨架设在所述浇筑前统合检查工位(5)两侧的龙门架(16)上。

4.根据权利要求3所述的建筑PC构件工厂自动生产线的智能检查系统，其特征在于，所述Y直梁(13)和X横梁(14)上都设有控制运行的步进电机(15)；所述步进电机(15)的运行受所述工控机(1)指挥控制。

5.根据权利要求1所述的建筑PC构件工厂自动生产线的智能检查系统，其特征在于，所述工控机(1)还可以通过以太网与上位计算机联网通信，并与生产执行管理MES系统对接。

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