CN212904583U - 一种合金成分检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及冶金技术领域，特别涉及一种成分检测系统。一种合金成分检测系统，它包括：加工单元、视觉检测单元以及成分检测单元；加工单元用于对样品进行铣削加工；视觉检测单元用于对样品的检测面进行检测，判断该检测面上是否具备合格检测点；成分检测单元用于具备合格检测点的样品进行成分检测。本实用新型中的加工单元对样品表面进行铣削去除不平整表面层，视觉检测单元再进一步对样品进行筛选，保证了最终成分检测的准确性。

Description

一种合金成分检测系统

技术领域

本实用新型涉及冶金技术领域，特别涉及一种成分检测系统。

背景技术

在冶金生产过程中，炉前取样以进行成分检测，是对金属液中合金化学成分是否达到配比的依据，也是长期保证产品质量的重要依据和主要手段。

现有取样方法为将金属液从熔化炉总舀出后灌浇到成型模具内，待金属液冷却到固态状后，将成型模具内的样品取出，并放到水中进行冷却；成型模具内的样品冷却到常温后，将样品拿到检测机中检测成分及其配比。

高温金属液盛在成型模具内，曝露在空气中成型，其表面物质与空气中的氧气等产生了化学反应，故冷却后检测前，需将样品某个有利于检测的面，用机械加工的方式将表面层去除，但由于舀取金属液量的多少、灌浇时间的长短的影响，加工后的表面偶尔会残留一些小面积的反应面，还会有一些残渣毛刺等，样品放到检测机中检测时，容易将这些反应面或残渣毛刺等对到检测点上，这样检测结果与样品实际严重偏差。

实用新型内容

本实用新型的目的是：针对现有技术的不足，提供一种合金成分检测系统。

本实用新型的技术方案是：一种合金成分检测系统，它包括：加工单元、视觉检测单元以及成分检测单元。

加工单元用于对样品进行铣削加工。高温金属液在成型模具中冷却的过程中，样品的外表面易变质，同时受舀取金属液量的多少、灌浇时间的长短的影响，待检测样品的顶部会出现不平整现象，大多呈现中间圆凹坑的状态。为避免在成分析检测时表面变质及不平整所带来的影响，在检测前需要对待检测样品的顶部进行铣削，加工出未变质的面作为检测面。

待检测样品铣后的面可能还会残留有一些与空气反应的面，也可能有一些较粗糙的加工面，这些也会影响到检测的结果；因此，本方案中进一步设置了视觉检测单元用于对样品的检测面进行检测，判断该检测面上是否具备合格检测点。

具体所采用的检测方法为：

A.检测面的中心处是否存在无缺陷且直径符合设定值的完整圆面，如有则标记为荧光机检测点，进入步骤B；若无则不符合检测标准。

B.去除荧光机检测点的检测面剩余面积内是否存在缺陷，如无则执行步骤D；如有，则确定缺陷位置及大小后执行步骤C。

C.在检测面上去除缺陷及荧光机检测点的剩余面积内是否能选取1个以上直径符合设定的圆，若能则执行步骤D；若无则不符合检测标准。

D.在检测面上去除缺陷及荧光机检测点的剩余面积内，选取多个直径符合设定值的完整圆面，标记为光谱仪检测点。

最终，由成分检测单元用于具备合格检测点的样品进行成分检测。

在上述方案的基础上，进一步的，检测系统还包括：转移机械手；转移机械手用于对样品进行夹取，并将样品在加工单元、视觉检测单元、成分检测单元之间进行转移。

在上述方案的基础上，进一步的，检测系统还包括：激光打标机；激光打标机用于对成分检测单元检测完成后的样品进行标码。

在上述方案的基础上，进一步的，检测系统还包括：归档盒；归档盒用于对经视觉检测单元检测后不具备合格检测点的样品、经激光打标机标码后的样品进行分类收集。

在上述方案的基础上，进一步的，检测系统还包括：控制单元；控制单元与转移机械手、加工单元、视觉检测单元、成分检测单元以及激光打标机建立信号连接，用于对转移机械手、加工单元、视觉检测单元、成分检测单元以及激光打标机进行控制。

在上述方案的基础上，进一步的，考虑到需要经常对成分检测单元进行校准，检测系统还包括：置物架；置物架用于放置标准样品，转移机械手将标准样品转移至成分检测单元，利用标准样品对成分检测单元进行校准。校准完成后，转移机械手从将耗尽的样品转移至归档盒。

光谱仪进行校准时会对标准样品表面造成灼损，标准样品在使用一定次数后需要铣床出新的校准面，当校准面损耗到一定的程度后，需要更换新的标准样品；因此，在上述方案的基础上，进一步的，检测系统还包括：人机交互台；工人将标准样品放置在人机交互台，转移机械手将放置在人机交互台的标准样品转移至置物架。

上述方案中，具体的，成分检测单元包括：光谱仪以及荧光机。荧光机用于对样品检测面中心处的荧光机检测点进行检测，光谱仪用于对光谱仪检测点进行检测。

上述方案中，具体的，加工单元、视觉检测单元、成分检测单元、激光打标机、归档盒、置物架、人机交互台呈环状排布，转移机械手位于加工单元、视觉检测单元、成分检测单元、激光打标机、归档盒、置物架、人机交互台的中心处。

本实用新型的工作流程为：

A.转移机械手将待检测样品转移至加工单元，加工单元对待检测样品的顶部进行铣削。

B.铣削后，转移机械手将待检测样品转移至视觉检测单元，视觉检测单元对待检测样品的检测面进行检测，若检测面符合标准，则由转移机械手将该合检测标准的样品转移至成分检测单元，若检测面不符合标准，则由转移机械手将该不合格检测标准的样品转移至归档盒。

进一步的，若连续三次检测检测面不符合标准，控制单元则发出报警提示。

C.成分检测单元对符合检测标准的样品进行成分检测，并将成分检测结果发送至控制单元。工作人员根据成分检测结果，对高温熔炉进料的配比进行调整。

D.转移机械手将检测完成的样品从成分检测单元中取出，并送至激光打标机处，激光打标机根据控制单元的指令对检测完成的样品进行标码。

进一步的，若在设定时间内，控制单元没有给激光打标机下发指定编码，则控制单元发出警报提示。

E.标码完成后，转移机械手将该样品取出，送至归档盒内。

在成分检测的过程中，需要经常对成分检测单元进行校准。

有益效果：本实用新型中的加工单元对样品表面进行铣削去除不平整表面层，视觉检测单元再进一步对样品进行筛选，保证了最终成分检测的准确性。优选设置的转移机械手能够实现样品位置的精确摆放，解决了因样品摆放位置造成检测结果偏差的问题。

附图说明

图1为实施例1中本实用新型的结构示意图；

图2为实施例2中本实用新型的信号控制图；

图3为本实用新型的工作流程图。

图中：1-转移机械手、2-加工单元、3-视觉检测单元、4-成分检测单元、4.1-光谱仪、4.2-荧光机、5-激光打标机、6-归档盒、7-控制单元、8-置物架、9-人机交互台。

具体实施方式

实施例1，参见附图1，一种合金成分检测系统，它包括：加工单元2、视觉检测单元3以及成分检测单元4。

高温金属液在成型模具中冷却的过程中，样品的外表面易变质，同时受舀取金属液量的多少、灌浇时间的长短的影响，待检测样品的顶部会出现不平整现象，大多呈现中间圆凹坑的状态。为避免在成分析检测时表面变质及不平整所带来的影响，在检测前需要利用加工单元2对待检测样品的顶部进行铣削，加工出未变质的检测面。

待检测样品铣后的面可能还会残留有一些与空气反应的面，也可能有一些较粗糙的加工面，这些也会影响到检测的结果；因此，设置视觉检测单元3用于对样品的检测面进行检测，判断该检测面上是否具备合格检测点。

本例中，采用对待检测样品的检测面拍照，并对图像进行识别的方式判断是否存在合格检测点：

A.检测面的中心处是否存在无缺陷且直径符合设定值的完整圆面，如有则标记为荧光机检测点，进入步骤B；若无则不符合检测标准。

B.去除荧光机检测点的检测面剩余面积内是否存在缺陷，如无则执行步骤D；如有，则确定缺陷位置及大小后执行步骤C。

C.在检测面上去除缺陷及荧光机检测点的剩余面积内是否能选取1个以上直径符合设定的圆，若能则执行步骤D；若无则不符合检测标准。

D.在检测面上去除缺陷及荧光机检测点的剩余面积内，选取4个直径符合设定值的完整圆面，标记为光谱仪检测点。

最终，由成分检测单元4用于具备合格检测点的样品进行成分检测。本例中，成分检测单元4包括：光谱仪4.1以及荧光机4.2，光谱仪4.1以及荧光机4.2各有两台。荧光机4.2、光谱仪4.1分别对符合检测标准的样品的荧光机检测点、光谱仪检测点进行检测，并分别进行成分检测，得到分析结果。

较优的，为实现样品位置的精确摆放，本例中利用转移机械手1对样品进行夹取，并将样品在加工单元2、视觉检测单元3、成分检测单元4之间进行转移。

进一步的，检测系统还包括：激光打标机5；激光打标机5用于对成分检测单元4检测完成后的样品进行标码。

进一步的，检测系统还包括：归档盒6；归档盒6用于对经视觉检测单元3检测后不具备合格检测点的样品、经激光打标机5标码后的样品进行分类收集。

进一步的，检测系统还包括：置物架8；置物架8用于放置标准样品，转移机械手1将标准样品转移至成分检测单元4，利用标准样品对成分检测单元4进行校准。

进一步的，检测系统还包括：人机交互台9；工人将标准样品放置在人机交互台9，转移机械手1将放置在人机交互台9的标准样品转移至置物架8。

本例中，加工单元2、视觉检测单元3、成分检测单元4、激光打标机5、归档盒6、置物架8、人机交互台9呈环状排布，转移机械手1位于加工单元2、视觉检测单元3、成分检测单元4、激光打标机5、归档盒6、置物架8、人机交互台9的中心处。

实施例2，参见附图2，在实施例1的基础上，进一步的，检测系统还包括：控制单元7；控制单元7与转移机械手1、加工单元2、视觉检测单元3、成分检测单元4以及激光打标机5建立信号连接，用于对转移机械手1、加工单元2、视觉检测单元3、成分检测单元4以及激光打标机5进行控制。

具体的，控制单元7对转移机械手1的各自由度进行控制，控制其对样品的抓取，以及对样品的转移。

控制单元7对加工单元2的启停、加工模式进行控制。

控制单元7对视觉检测单元3的启停进行控制，并接收视觉检测单元3的检测结果。

控制单元7对成分检测单元4的启停进行控制，并接收成分检测单元4的检测结果。

控制单元7对激光打标机5的启停进行控制，并对激光打标机5下发指定编码。

实施例3，参见附图3，在实施例2的基础上，进一步的，本实用新型的工作流程为：

A.转移机械手1将待检测样品转移至加工单元2，加工单元2对待检测样品的顶部进行铣削。

B.铣削后，转移机械手1将待检测样品转移至视觉检测单元3，视觉检测单元3对待检测样品的检测面进行检测，若检测面符合标准，则由转移机械手1将该合检测标准的样品转移至成分检测单元4，若检测面不符合标准，则由转移机械手1将该不合格检测标准的样品转移至归档盒6。

进一步的，若连续三次检测检测面不符合标准，控制单元7则发出报警提示。

C.成分检测单元4对符合检测标准的样品进行成分检测，并将成分检测结果发送至控制单元7。工作人员根据成分检测结果，对高温熔炉进料的配比进行调整。

D.转移机械手1将检测完成的样品从成分检测单元4中取出，并送至激光打标机5处，激光打标机5根据控制单元7的指令对检测完成的样品进行标码。

进一步的，若在设定时间内，控制单元7没有给激光打标机5下发指定编码，则控制单元7发出警报提示。

E.标码完成后，转移机械手1将该样品取出，送至归档盒6内。

在每次工人换班、更换金属液后均需要对成分检测单元4进行校正。合金成分检测系统工作达到一定时长后，也需要对成分检测单元4进行校正。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种合金成分检测系统，其特征在于，它包括：加工单元(2)、视觉检测单元(3)以及成分检测单元(4)；

所述加工单元(2)用于对样品进行铣削，加工出检测面；

所述视觉检测单元(3)用于对所述样品的检测面进行检测，判断该检测面上是否具备合格检测点；

所述成分检测单元(4)用于具备合格检测点的样品进行成分检测。

2.如权利要求1所述的一种合金成分检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括：转移机械手(1)；所述转移机械手(1)用于对所述样品进行夹取，并将所述样品在所述加工单元(2)、所述视觉检测单元(3)、所述成分检测单元(4)之间进行转移。

3.如权利要求2所述的一种合金成分检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括：激光打标机(5)；所述激光打标机(5)用于对所述成分检测单元(4)检测完成后的样品进行标码。

4.如权利要求3所述的一种合金成分检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括：归档盒(6)；所述归档盒(6)用于对经所述视觉检测单元(3)检测后不具备合格检测点的样品、经所述激光打标机(5)标码后的样品进行分类收集。

5.如权利要求4所述的一种合金成分检测系统，其特征在于，所述成分检测单元(4)包括：光谱仪(4.1)以及荧光机(4.2)。

6.如权利要求5所述的一种合金成分检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括：控制单元(7)；所述控制单元(7)与所述转移机械手(1)、所述加工单元(2)、所述视觉检测单元(3)、所述成分检测单元(4)以及所述激光打标机(5)建立信号连接，用于对所述转移机械手(1)、所述加工单元(2)、所述视觉检测单元(3)、所述成分检测单元(4)以及所述激光打标机(5)进行控制。

7.如权利要求6所述的一种合金成分检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括：置物架(8)；所述置物架(8)用于放置标准样品，所述转移机械手(1)将所述标准样品转移至所述成分检测单元(4)，利用所述标准样品对所述成分检测单元(4)进行校准。

8.如权利要求7所述的一种合金成分检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括：人机交互台(9)；工人将所述标准样品放置在所述人机交互台(9)，所述转移机械手(1)将放置在所述人机交互台(9)的所述标准样品转移至所述置物架(8)。

9.如权利要求8所述的一种合金成分检测系统，其特征在于，所述加工单元(2)、所述视觉检测单元(3)、所述成分检测单元(4)、所述激光打标机(5)、所述归档盒(6)、所述置物架(8)、所述人机交互台(9)呈环状排布，所述转移机械手(1)位于所述加工单元(2)、所述视觉检测单元(3)、所述成分检测单元(4)、所述激光打标机(5)、所述归档盒(6)、所述置物架(8)、所述人机交互台(9)的中心处。

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