一种燃料棒端塞锥状面打标字符的面阵识别系统的制作方法

本实用新型涉及一种燃料棒端塞锥状面打标字符的面阵识别系统。

背景技术：

燃料棒端塞上的打标字符在该端塞的锥状面上，现有技术一般是采用人工识别，其效率慢且人员劳动强度大。

因此，设计一款识别燃料棒端塞上的打标字符系统，以提高识别效率并降低人员劳动强度，成为所述技术领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种燃料棒端塞锥状面打标字符的面阵识别系统，解决现有技术识别燃料棒端塞锥状面打标字符效率低、以及识别人员劳动强度大的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种燃料棒端塞锥状面打标字符的面阵识别系统，包括机架，以及均设于所述机架上的上料存料架、下料存料架、自动上下料机构、纵传机构、设于所述机架上的PLC控制器、用于对燃料棒端塞锥状面打标字符进行光学成像的视觉系统、以及用于在视觉系统对燃料棒进行光学成像时对燃料棒起支撑作用的支撑机构；

所述上料存料架有四个，并且等距分布于所述机架顶面的一侧，用于暂时存放待识别字符的燃料棒，所述下料存料架有四个，并且等距分布于所述机架顶面的另一侧，用于暂时存放已识别字符燃料棒；

所述自动上下料机构设于所述机架上，包括固定于所述机架顶面下方的驱动气缸，位于所述机架顶面上方用于将所述上料存料架上待识别字符的燃料棒传移至所述纵传机构、或者将位于所述纵传机构上已识别字符的燃料棒传移至所述下料存料架的顶料板，以及连接所述驱动气缸和所述顶料板的伸缩杆；

所述纵传机构纵向设于所述机架上并位于所述上料存料架和所述下料存料架之间，用于将从所述顶料板传送过来的待识字符别的燃料棒传送至所述视觉系统、或将由所述视觉系统已识别字符的燃料棒送至所述顶料板处，包括等距分布于同一直线上用于夹持燃料棒并驱动燃料棒移动的传送主动轮组和用于对燃料棒起支撑作用的五组传送从动轮组；

所述视觉系统位于所述机架一端，包括视觉外壳、设于所述视觉外壳内侧用于夹持通过所述纵传机构传送过来的燃料棒的夹持调节件、均设于所述视觉外壳内的环形光源件和周向均匀分布于所述环形光源件外侧的四个面阵光学组件、以及设于所述视觉外壳外侧用于将燃料棒端塞锥状面打标字符定位在所述面阵光学组件视野内的定位组件，四个所述面阵光学组件用于同时对固定于所述夹持调节件上的燃料棒上的端塞锥状面打标字符进行光学成像，所述面阵光学组件包括面阵相机和固定于所述面阵相机前端的相机镜头，所述环形光源件与固定于所述夹持调节件上的燃料棒同轴。

所述PLC控制器分别与所述驱动气缸、所述支撑机构、所述传送主动轮组、所述面阵光学组件和所述环形光源件功能连接。

进一步地，所述传送主动轮组包括纵向设于所述机架上的导轨、固定于所述导轨上且相互平行的一对导杆、以及滑动设于所述导轨上并分别穿设于一对所述导杆上的一对主动传送基座，每个所述主动传送基座上分别设有一个平行气爪、一个固定于该平行气爪上的传送主动轮和一个用于驱动该传送主动轮运行的驱动电机，所述PLC控制器分别与所述平行气爪和所述驱动电机功能连接，两个所述传送主动轮在所述平行气爪的作用下将燃料棒夹紧，同时在所述驱动电机的作用下运行将燃料棒送至或送离所述视觉外壳。

进一步地，所述导杆上穿设有顶紧弹簧，所述主动传送基座穿设在所述导杆上时被所述顶紧弹簧向着所述视觉外壳顶紧，所述导杆的端部设有用于检测所述顶紧弹簧位移变化的位移传感器，所述PLC控制器与所述位移传感器功能连接。

进一步地，所述传送从动轮组包括固定于所述机架上的从动传送基座、以及通过支杆与所述从动传送基座连接的传送从动轮。

进一步地，所述传送主动轮组和所述传送从动轮组之间、以及相邻所述动轮组之间的间距均为250mm。

进一步地，所述支撑机构包括五组支撑轮组，五组所述支撑轮组等距分布于与五组所述传送从动轮组相同的直线上，相邻所述支撑轮组之间的间距均为300mm，所述支撑轮组包括固定于所述机架上的支撑座，连接在所述支撑座上的伸缩支架，固定于所述伸缩支架上用于支撑燃料棒的一对聚氨酯支撑轮，以及设于所述支撑座上并且活塞杆与所述伸缩支架连接的升降气缸，所述升降气缸与所述PLC控制器功能连接，所述升降气缸用于驱动所述伸缩支架上升或下降。

进一步地，所述定位组件包括用于将燃料棒端塞锥状面打标字符定位在面阵光学组件视野内的定位杆，以及位于所述视觉外壳外侧并穿设在所述定位杆上的调整螺母，所述定位杆与固定于所述夹持调节件上的燃料棒同轴。

进一步地，所有所述上料存料架均与水平面呈一个小于3°的夹角，并且所述上料存料架位于所述机架的一端低于另一端，每一个所述上料存料架上均等距设有两个以上挡料板。

进一步地，所有所述下料存料架均与水平面呈一个小于3°的夹角，并且所述下料存料架位于所述机架的一端高于另一端。

进一步地，每一个所述下料存料架在远离所述机架的一端处设有挡料柱。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型结构简单、设计科学合理，使用方便，燃料棒端塞锥状面打标字符识别效率高，打标字符识别精度高，系统运行稳定，自动化程度高，能极大降低识别人员劳动强度。

(2)本实用新型通过设机架、上料存料架、下料存料架、自动上下料机构、纵传机构、PLC控制器、视觉系统和支撑机构，燃料棒端塞锥状面打标字符识别效率高，打标字符识别精度高，系统运行稳定，自动化程度高，能极大降低识别人员劳动强度。待识别燃料棒上料至上料存料架，自动上下料机构将待识别燃料棒从上料存料架移至纵传机构内，驱动电机启动将待识别燃料棒送至视觉系统内，到位后，驱动电机停止运行，视觉系统内夹持调节件夹持待识别燃料棒，同时支撑机构内的升降气缸运行，聚氨酯支撑轮上升支撑待识别燃料棒，视觉系统开始识别待识别燃料棒端塞锥状面打标字符，完成后驱动电机启动将已识别燃料棒退出视觉系统，自动上下料机构将已识别燃料棒翻至下料存料架，已识别燃料棒在下料存料架暂存。

过程中，自动上下料机构负责将上料存料架上的待识别燃料棒移至纵传机构，并将纵传机构上的已识别燃料棒移至下料存料架；自动上下料机构中的顶料板由驱动气缸带动做上下运动，初始时顶料板在下位，需要上下料时，驱动气缸启动将顶料板上移至上位，此工位燃料棒流入下工位(即流入纵传机构内)，上工位燃料棒流入此工位。上料存料架和下料存料架均倾斜角度3度以下，角度可调，燃料棒停于上料存料架的挡料板处或停于下料存料架的挡料柱处。

过程中，当自动上下料机构将燃料棒从上料存料架移至纵传机构后，此时由传送主动轮和传送从动轮共同支撑燃料棒，传送从动轮是无动力轮，燃料棒被传送主动轮带动至视觉系统，视觉系统夹持燃料棒，两个传送主动轮打开并离开燃料棒，此时聚氨酯支撑轮上升支撑燃料棒，燃料棒离开纵传机构，视觉系统开始识别燃料棒，待识别完成后，由两个传送主动轮夹持送出燃料棒。

过程中，传送主动轮安装在导轨上，顶紧弹簧将主动传送基座向着视觉系统顶紧，当送料到位后，燃料棒与视觉系统内定位杆限位接触，燃料棒不能再向前传送，传送主动轮通过主动传送基座就开始压缩顶紧弹簧，系统检查到顶紧弹簧压缩后停止送料，此处可以在所述PLC控制器和所述顶紧弹簧之间设位移传感器，位移传感器实时检测顶紧弹簧的位移变化并将检测到的信息实时传送至PLC控制器，当PLC控制器接收到顶紧弹簧有位移变化时，实时控制传送主动轮组停止送料。

过程中，因燃料棒本身是细长结构，再加之壁薄，易变形，传送从动轮组设五组，并且传送主动轮组和传送从动轮组之间、以及相邻所述动轮组之间的间距均为250mm；同时，支撑轮组也设五组，且相邻支撑轮组之间的间距设为300mm，支撑轮组主要由一对聚氨酯支撑轮支撑燃料棒。使燃料棒能有效的被支撑，防止燃料棒在两送料轮之间因重力下坠。

过程中，燃料棒被传送至视觉系统后，燃料棒端塞锥状面打标字符被定位杆定位在面阵光学组件视野内进行光学成像，四套面阵光学组件内的面阵相机均布在燃料棒端塞锥状面打标字符四周，由四个面阵相机所成像的四张图片拼接即是燃料棒端塞锥状面打标字符锥面的展开图形，在视觉外壳外侧设调整螺母，以及对燃料棒进行调整，以使本实用新型能适用于对不同规格的燃料棒端塞锥状面打标字符进行识别。

过程中，PLC控制器分别与所述驱动气缸、所述支撑机构、所述传送主动轮组、所述面阵光学组件和所述环形光源件功能连接，由PLC控制器控制本系统运行，系统运行稳定，自动化程度高，能极大降低识别人员劳动强度。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型机架示意图。

图3为本实用新型纵传机构及支撑机构结构示意图。

图4为图3的右视图。

图5为图3的俯视图。

图6为本实用新型下料存料架示意图。

图7为本实用新型上料存料架示意图。

图8为本实用新型自动上下料机构示意图。

图9为本实用新型视觉系统外部示意图。

图10为本实用新型视觉系统内部示意图。

图11为本实用新型视觉系统内部正视示意图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-机架、2-上料存料架、3-下料存料架、4-驱动气缸、5-顶料板、6-伸缩杆、7-导轨、8-主动传送基座、9-平行气爪、10-传送主动轮、11-驱动电机、12-从动传送基座、13-传送从动轮、14-导杆、15-顶紧弹簧、16-升降气缸、17-夹持调节件、18-定位杆、19-调整螺母、20-环形光源件、21-面阵光学组件、22-面阵相机、23-相机镜头、24-视觉外壳、25-挡料板、26-挡料柱、28-支撑座、29-伸缩支架、30-聚氨酯支撑轮。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。

如图1-9所示，一种燃料棒端塞锥状面打标字符的面阵识别系统，结构简单、设计科学合理，使用方便，燃料棒端塞锥状面打标字符识别效率高，打标字符识别精度高，系统运行稳定，自动化程度高，能极大降低识别人员劳动强度。本实用新型包括机架1，以及均设于所述机架1上的上料存料架2、下料存料架3、自动上下料机构、纵传机构、设于所述机架1上的PLC控制器、用于对燃料棒端塞锥状面打标字符进行光学成像的视觉系统、以及用于在视觉系统对燃料棒进行光学成像时对燃料棒起支撑作用的支撑机构。

本实用新型所述支撑机构包括五组支撑轮组，五组所述支撑轮组等距分布于与五组所述传送从动轮组相同的直线上，相邻所述支撑轮组之间的间距均为300mm，所述支撑轮组包括固定于所述机架1上的支撑座28，连接在所述支撑座28上的伸缩支架29，固定于所述伸缩支架29上用于支撑燃料棒的一对聚氨酯支撑轮30，以及设于所述支撑座28上并且活塞杆与所述伸缩支架29连接的升降气缸16，所述升降气缸16与所述PLC控制器功能连接，所述升降气缸16用于驱动所述伸缩支架29上升或下降。

本实用新型所述上料存料架2有四个，并且等距分布于所述机架1顶面的一侧，用于暂时存放待识别字符的燃料棒，所述下料存料架3有四个，并且等距分布于所述机架1顶面的另一侧，用于暂时存放已识别字符燃料棒。所有所述上料存料架2均与水平面呈一个小于3°的夹角，并且所述上料存料架2位于所述机架1的一端低于另一端，每一个所述上料存料架2上均等距设有两个以上挡料板25；所有所述下料存料架3均与水平面呈一个小于3°的夹角，并且所述下料存料架3位于所述机架1的一端高于另一端，每一个所述下料存料架3在远离所述机架1的一端处设有挡料柱26。

本实用新型所述自动上下料机构设于所述机架1上，包括固定于所述机架1顶面下方的驱动气缸4，位于所述机架1顶面上方用于将所述上料存料架2上待识别字符的燃料棒传移至所述纵传机构、或者将位于所述纵传机构上已识别字符的燃料棒传移至所述下料存料架3的顶料板5，以及连接所述驱动气缸4和所述顶料板5的伸缩杆6。

本实用新型所述纵传机构纵向设于所述机架1上并位于所述上料存料架2和所述下料存料架3之间，用于将从所述顶料板5传送过来的待识字符别的燃料棒传送至所述视觉系统、或将由所述视觉系统已识别字符的燃料棒送至所述顶料板5处，包括等距分布于同一直线上用于夹持燃料棒并驱动燃料棒移动的传送主动轮组和用于对燃料棒起支撑作用的五组传送从动轮组，所述传送主动轮组和所述传送从动轮组之间、以及相邻所述动轮组之间的间距均为250mm。

本实用新型所述传送主动轮组包括纵向设于所述机架1上的导轨7、固定于所述导轨7上且相互平行的一对导杆14、以及滑动设于所述导轨7上并分别穿设于一对所述导杆14上的一对主动传送基座8，每个所述主动传送基座8上分别设有一个平行气爪9、一个固定于该平行气爪9上的传送主动轮10和一个用于驱动该传送主动轮10运行的驱动电机11，所述PLC控制器分别与所述平行气爪9和所述驱动电机11功能连接，两个所述传送主动轮10在所述平行气爪9的作用下将燃料棒夹紧，同时在所述驱动电机11的作用下运行将燃料棒送至或送离所述视觉外壳24。

本实用新型所述导杆14上穿设有顶紧弹簧15，所述主动传送基座8穿设在所述导杆14上时被所述顶紧弹簧15向着所述视觉外壳24顶紧，所述导杆14的端部设有用于检测所述顶紧弹簧15位移变化的位移传感器，所述PLC控制器与所述位移传感器功能连接。

本实用新型所述传送从动轮组包括固定于所述机架1上的从动传送基座12、以及通过支杆与所述从动传送基座12连接的传送从动轮13。

本实用新型所述视觉系统位于所述机架1一端，包括视觉外壳24、设于所述视觉外壳24内侧用于夹持通过所述纵传机构传送过来的燃料棒的夹持调节件17、均设于所述视觉外壳24内的环形光源件20和周向均匀分布于所述环形光源件20外侧的四个面阵光学组件21、以及设于所述视觉外壳24外侧用于将燃料棒端塞锥状面打标字符定位在所述面阵光学组件21视野内的定位组件，四个所述面阵光学组件21用于同时对固定于所述夹持调节件17上的燃料棒上的端塞锥状面打标字符进行光学成像，所述面阵光学组件21包括面阵相机22和固定于所述面阵相机22前端的相机镜头23，所述环形光源件20与固定于所述夹持调节件17上的燃料棒同轴。

本实用新型所述定位组件包括用于将燃料棒端塞锥状面打标字符定位在面阵光学组件视野内的定位杆18，以及位于所述视觉外壳24外侧并穿设在所述定位杆上的调整螺母19，所述定位杆18与固定于所述夹持调节件17上的燃料棒同轴。

本实用新型所述PLC控制器分别与所述驱动气缸4、所述支撑机构、所述传送主动轮组、所述面阵光学组件和所述环形光源件20功能连接。

本实用新型通过设机架、上料存料架、下料存料架、自动上下料机构、纵传机构、PLC控制器、视觉系统和支撑机构，燃料棒端塞锥状面打标字符识别效率高，打标字符识别精度高，系统运行稳定，自动化程度高，能极大降低识别人员劳动强度。待识别燃料棒上料至上料存料架，自动上下料机构将待识别燃料棒从上料存料架移至纵传机构内，驱动电机启动将待识别燃料棒送至视觉系统内，到位后，驱动电机停止运行，视觉系统内夹持调节件夹持待识别燃料棒，同时支撑机构内的升降气缸运行，聚氨酯支撑轮上升支撑待识别燃料棒，视觉系统开始识别待识别燃料棒端塞锥状面打标字符，完成后驱动电机启动将已识别燃料棒退出视觉系统，自动上下料机构将已识别燃料棒翻至下料存料架，已识别燃料棒在下料存料架暂存。

过程中，自动上下料机构负责将上料存料架上的待识别燃料棒移至纵传机构，并将纵传机构上的已识别燃料棒移至下料存料架；自动上下料机构中的顶料板由驱动气缸带动做上下运动，初始时顶料板在下位，需要上下料时，驱动气缸启动将顶料板上移至上位，此工位燃料棒流入下工位(即流入纵传机构内)，上工位燃料棒流入此工位。上料存料架和下料存料架均倾斜角度3度以下，角度可调，燃料棒停于上料存料架的挡料板处或停于下料存料架的挡料柱处。

过程中，当自动上下料机构将燃料棒从上料存料架移至纵传机构后，此时由传送主动轮和传送从动轮共同支撑燃料棒，传送从动轮是无动力轮，燃料棒被传送主动轮带动至视觉系统，视觉系统夹持燃料棒，两个传送主动轮打开并离开燃料棒，此时聚氨酯支撑轮上升支撑燃料棒，燃料棒离开纵传机构，视觉系统开始识别燃料棒，待识别完成后，由两个传送主动轮夹持送出燃料棒。

过程中，传送主动轮安装在导轨上，顶紧弹簧将主动传送基座向着视觉系统顶紧，当送料到位后，燃料棒与视觉系统内定位杆限位接触，燃料棒不能再向前传送，传送主动轮通过主动传送基座就开始压缩顶紧弹簧，系统检查到顶紧弹簧压缩后停止送料，此处可以在所述PLC控制器和所述顶紧弹簧之间设位移传感器，位移传感器实时检测顶紧弹簧的位移变化并将检测到的信息实时传送至PLC控制器，当PLC控制器接收到顶紧弹簧有位移变化时，实时控制传送主动轮组停止送料。

过程中，因燃料棒本身是细长结构，再加之壁薄，易变形，传送从动轮组设五组，并且传送主动轮组和传送从动轮组之间、以及相邻所述动轮组之间的间距均为250mm；同时，支撑轮组也设五组，且相邻支撑轮组之间的间距设为300mm，支撑轮组主要由一对聚氨酯支撑轮支撑燃料棒。使燃料棒能有效的被支撑，防止燃料棒在两送料轮之间因重力下坠。

过程中，燃料棒被传送至视觉系统后，燃料棒端塞锥状面打标字符被定位杆定位在面阵光学组件视野内进行光学成像，四套面阵光学组件内的面阵相机均布在燃料棒端塞锥状面打标字符四周，由四个面阵相机所成像的四张图片拼接即是燃料棒端塞锥状面打标字符锥面的展开图形，在视觉外壳外侧设调整螺母，以及对燃料棒进行调整，以使本实用新型能适用于对不同规格的燃料棒端塞锥状面打标字符进行识别。

过程中，PLC控制器分别与所述驱动气缸、所述支撑机构、所述传送主动轮组、所述面阵光学组件和所述环形光源件功能连接，由PLC控制器控制本系统运行，系统运行稳定，自动化程度高，能极大降低识别人员劳动强度。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。