专利名称：工业原材料几何参数自动检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动检测系统，尤其涉及一种工业原材料几何参数自动检测系统。
背景技术：
角钢、圆钢等工业原材料被广泛用于各种工业结构和工程结构，如输电塔、起重运输机械、桥梁、船舶、反应塔等。而这些工业原材料的几何参数是判断原材料是否合格的主要参数，在某些工程结构中，如各种电压等级的输电线路铁塔、广播电视塔、微波通信铁塔、 变电站构支架对相关工业结构和工程结构的现场顺利拼接及结构的性能都有较大的影响。 为了保证各种工业结构和工程结构现场拼接的顺利进行，需要对这些工业原材料的几何参数进行严格控制与精密检测。其中，角钢原材料的几何参数(如附图1所示，2个宽度dl、d2， 2个厚度d3、d4，共4个值/断面)检测的精度要求较高，根据国家相关标准，实际参数值与设计值比较误差应在0. 4mm之内，否则角钢原材料视为不合格。圆钢原材料的几何参数是外圆的半径，该检测的精度要求较高，参数值与设计值比较误差应在0. 4mm之内(即误差允许范围为士0. 4mm)，否则圆钢原材料视为不合格。目前，国内外还没有合适的工业原材料几何参数精密自动检测系统。国内目前的传统做法是对原材料的几何参数不进行精密检测，直接在原材料生产地按相关结构设计要求进行拼接，如果原材料不满足要求立即现场更换，结构拼接无误后将原材料拆卸，然后再运往需求地进行现场拼接。传统做法技术落后，效率低下，人力、物力严重浪费，同时工业原材料几何参数的误差没有得到科学的控制与检测，因此各种结构的性能与质量无科学保证。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术所存在的效率低下、质量难以保证的不足，提供一种工业原材料几何参数自动检测系统，该系统能够实现工业原材料几何参数现场高精度、快速获取，并将参数值与设计值进行比较，根据比较结果将合格/不合格原材料分离开，从而实现工业原材料几何参数精密检测及各种结构的性能与质量控制。本实用新型具体采用以下技术方案一种工业原材料几何参数自动检测系统，包括上料分解系统、自动传送系统、尺寸测量系统、下料分拨系统、测量检测控制系统；所述测量检测控制系统包括计算机控制系统、计算机测量检测系统；所述上料分解系统由皮带传送机构成，用于将工业原材料逐个分离，并将分离后的工业原材料逐个送入自动传送系统；所述自动传送系统，由皮带传送机构成，其作用是将工业原材料逐个传送至扫描系统；所述尺寸测量系统包括设置于自动传送系统两边的尺寸测量仪器与机械手臂；所述下料分拨系统包括分拣输送机，分拣输送机有两个出口 合格原材料出口、不合格原材料出口。上述技术方案中，所述尺寸测量仪器可以使用现有的各类测量仪器，例如X射线尺寸测量仪、基于CCD图像的尺寸测量仪等，只要测量精度能够达到要求即可，优选地，所述尺寸测量仪器为三维激光扫描仪。进一步地，所述三维激光扫描仪为两台，相对设置在所述自动传送系统两边。本实用新型能够实现角钢、圆钢等工业原材料几何参数现场高精度、快速获取，并将参数值与设计值进行比较，根据比较结果将合格/不合格原材料分离开，从而实现工业原材料几何参数精密在线检测及各种结构的性能与质量控制。本实用新型自动化程度高， 测量精度高，能节省大量的人力、物力，适用于工业上高速在线检测。
图1为角钢原材料几何参数示意图；图2为本实用新型的结构示意图，图中，1为上料分解系统，2为传送系统，3为三维激光扫描仪，4为扫描系统，5为下料分拨系统，6为合格原材料出口，7为不合格原材料出口，8为测量检测控制平台，9为机械手臂，18为工业原材料，19为传送带，20为输送平台，21 为扫描平台，22为分拣输送机；图3为本实用新型的扫描系统原理示意图，其中图(a)为角钢原材料的一个扫描状态，图(b)为角钢原材料旋转180°后的扫描状态，图中3为三维激光扫描仪，9为机械手臂，18为角钢原材料；图4为本实用新型的控制结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案进行详细说明本实用新型的工业原材料几何参数自动检测系统，如附图2所示，包括上料分解系统1、自动传送系统2、扫描系统4、下料分拨系统5、测量检测控制系统8 ；上料分解系统 1由皮带传送机构成，通过计算机系统控制将工业原材料逐个分离，并将分离后的工业原材料18逐个送入自动传送系统2的传送带19上；自动传送系统2包含传送带19和输送平台 20 ；传送带19分为两段，中间有一扫描平台21，扫描平台21沿传送带走向的两侧分别设置有三维激光扫描仪3与机械手臂9，扫描平台21、三维激光扫描仪3、机械手臂9 一起构成本具体实施方式
的扫描系统4，三维激光扫描仪3的镜头与传送带19基本垂直，机械手臂9 可通过计算机系统控制，将传送带19传送至扫描平台21的工业原材料抓起，并在计算机系统控制下实现工业原材料180°旋转；三维激光扫描仪3对工业原材料进行360°扫描，附图3显示了扫描系统的原理，其中图(a)为角钢原材料的一个扫描状态，图(b)为角钢原材料旋转180°后的扫描状态，扫描获得的高精度点云数据自动传输入测量检测系统8。下料分拨系统5包括分拣输送机22，分拣输送机22有两个出口 合格原材料出口 6和不合格原材料出口 7，可在计算机控制系统的控制下自动将合格原材料与不合格原材料分离，合格原材料进入下一道工序，不合格材料检出进行进一步处理。测量检测控制系统8由计算机控制系统、计算机测量检测系统组成；计算机控制系统，对整个检测系统进行协调控制；计算机测量检测系统包括数据接收模块、三维建模模块和几何参数检测模块，接收点云数据，并进行建模，将模型与设计数据进行比较，根据比较结果判断原材料是否合格，并将检测信息传入计算机控制系统，整个控制结构如附图4所示。[0016]本实用新型的工业原材料几何参数自动检测系统可以对角钢、圆钢等工业原材料的几何尺寸进行自动在线检测，其中，角钢的几何参数为角钢的2个宽度dl、d2，以及2个厚度d3、d4(如图1所示)；圆钢的几何参数为圆钢的外径；该系统的工作过程包括步骤1、工业原材料18在上料分解系统1被逐个分离，并被逐个送入自动传送系统 2 ；步骤2、自动传送系统2将工业原材料18送至扫描系统21 ；机械手臂9在测量检测控制系统8的控制下拿起待检测的工业原材料18并进行180°旋转，三维激光扫描仪3 对工业原材料18进行360°扫描；步骤3、扫描系统21获得的工业原材料18的点云数据传入测量检测控制系统8 ；步骤4、测量检测控制系统8的计算机检测系统(三维建模模块)利用角钢原材料点云数据建立工业原材料的三维模型，并获取工业原材料模型的几何参数；根据工业原材料的三维模型获得原材料的几何参数值并与几何参数的设计值进行比对，得到工业原材料各个几何参数的误差值；误差值超出误差允许范围即视为不合格，以此判断工业原材料是否合格；步骤5、工业原材料是否合格信息传送给测量检测控制系统8的计算机控制系统 (模块)；测量检测控制系统8将工业原材料是否合格信息传送给下料分拨系统5 ；步骤6、下料分拨系统5的分拣输送机22根据工业原材料是否合格信息将工业原材料进行分拨，合格原材料进入合格原材料出口 6，不合格原材料进入不合格原材料出口 7。上述实施例中，仅使用了一台三维激光扫描仪，机械手臂需要将原材料进行180° 旋转从而获得完整的数据，这个过程需要占用一定时间，一定程度上降低了系统的在线检测效率，为解决这个问题，可采用两台相对设置在自动传送系统两边的三维激光扫描仪同时对原材料进行扫描检测，从而在检测精度不变的情况下可节省将原材料旋转耗费的时间，提高了整个系统的检测效率。
权利要求1.一种工业原材料几何参数自动检测系统，其特征在于，包括上料分解系统、自动传送系统、尺寸测量系统、下料分拨系统、测量检测控制系统；所述测量检测控制系统包括计算机控制系统、计算机测量检测系统；所述上料分解系统由皮带传送机构成，用于将工业原材料逐个分离，并将分离后的工业原材料逐个送入自动传送系统；所述自动传送系统，由皮带传送机构成，其作用是将工业原材料逐个传送至扫描系统；所述尺寸测量系统包括设置于自动传送系统两边的尺寸测量仪器与机械手臂；所述下料分拨系统包括分拣输送机，分拣输送机有两个出口 合格原材料出口、不合格原材料出口。
2.如权利要求1所述工业原材料几何参数自动检测系统，其特征在于，所述尺寸测量仪器为三维激光扫描仪。
3.如权利要求2所述所述工业原材料几何参数自动检测系统，其特征在于，所述三维激光扫描仪为两台，相对设置在所述自动传送系统两边。
4.如权利要求1-3任一项所述工业原材料几何参数自动检测系统，其特征在于，所述工业原材料为角钢，所述几何参数为角钢的2个宽度dl、d2，以及2个厚度d3、d4。
5.如权利要求1-3任一项所述工业原材料几何参数自动检测系统，其特征在于，所述工业原材料为圆钢，所述几何参数为圆钢的外径。
专利摘要本实用新型公开了一种工业原材料几何参数自动检测系统。该自动检测系统包括上料分解系统、自动传送系统、扫描系统、下料分拨系统、测量检测控制系统；测量检测控制系统包括计算机控制系统、计算机测量检测系统；上料分解系统由皮带传送机构成，用于将工业原材料逐个分离，并逐个送入自动传送系统；自动传送系统由皮带传送机构成，将工业原材料逐个传送至扫描系统；扫描系统包括设置于自动传送系统两边的三维激光扫描仪与机械手臂，三维激光扫描仪的镜头与传送皮带基本垂直；下料分拨系统包括分拣输送机，分拣输送机有两个出口合格原材料出口、不合格原材料出口。本实用新型自动化程度高，测量精度高，适用于工业上高速在线检测。
文档编号G01B11/10GK202101647SQ20112017622
公开日2012年1月4日 申请日期2011年5月30日 优先权日2011年5月30日
发明者孙景领, 张冠今, 王新志, 薛丰昌, 赵显富 申请人:南京信息工程大学