山东科技大学杨通获国家专利权
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龙图腾网获悉山东科技大学申请的专利自动取放撞块并对钵壁物料残留进行检测的装置及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117797932B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-27发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311859962.8,技术领域涉及:B02C19/16;该发明授权自动取放撞块并对钵壁物料残留进行检测的装置及方法是由杨通;丁昊;吴宗坤;张华宇;梁慧斌;李学艺设计研发完成,并于2023-12-31向国家知识产权局提交的专利申请。
本自动取放撞块并对钵壁物料残留进行检测的装置及方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种自动取放撞块并对钵壁物料残留进行检测的装置及方法,该装置包括位置调整机构、撞块取放机构和视觉检测机构;位置调整机构包括旋转平台、升降平台和平移平台;撞块取放机构包括电磁铁和T形支架,电磁铁设置在T形支架上,T形支架与移动丝杠模组连接;视觉检测机构包括翻转气缸、电动分度盘和工业相机,翻转气缸设置在T形支架上,翻转气缸的翻转头连接电动分度盘,电动分度盘连接工业相机。撞块取放机构和视觉检测机构都固定安装在位置调整机构上,通过位置调整机构实现升降、平移收缩、整体旋转等功能,从而进行检测作业。本发明可以对研磨钵侧壁残留进行在线、全自动检测,解决了目前人工检测操作繁琐、耗时费力的问题。
本发明授权自动取放撞块并对钵壁物料残留进行检测的装置及方法在权利要求书中公布了:1.一种自动取放撞块并对钵壁物料残留进行检测的装置的工作方法,将检测装置整体安装在振荡平台上并位于研磨钵一侧,首先建立装置坐标系o-xyz,装置坐标系以内啮合回转支承的回转轴线与振荡平台上表面的交点作为原点o,沿回转轴线向上的方向为z轴方向,在装置处于零位时,过原点o与移动丝杠模组移动方向平行且远离内啮合回转支承的回转轴线的方向为x轴方向,y轴方向根据x轴和z轴的方向由右手定则确定; 其中,所述的检测装置包括位置调整机构、撞块取放机构和视觉检测机构; 位置调整机构包括旋转平台、升降平台和平移平台;其中,旋转平台包括内啮合回转支承、第一伺服电机、直齿轮和主支撑架,第一伺服电机的输出轴与直齿轮驱动连接,直齿轮与内啮合回转支承传动连接,主支撑架的底端设置在内啮合回转支承上;升降平台包括第二伺服电机和升降丝杠模组,升降丝杠模组固定在主支撑架上,第二伺服电机的输出轴与升降丝杠模组传动连接;平移平台包括第三伺服电机和移动丝杠模组,移动丝杠模组与升降丝杠模组连接,第三伺服电机的输出轴与移动丝杠模组传动连接; 撞块取放机构包括电磁铁和T形支架,电磁铁设置在T形支架上,T形支架与移动丝杠模组连接; 视觉检测机构包括翻转气缸、电动分度盘和工业相机,翻转气缸设置在T形支架上,翻转气缸的翻转头连接电动分度盘,电动分度盘连接工业相机; 其特征在于,所述工作方法包括以下步骤: 1检测装置上电后首先对各轴进行回零操作,到达设定好的初始化位置后,翻转气缸的翻转头处于初始位姿,此时工业相机的光轴与研磨钵底部平面垂直; 2第二伺服电机驱动升降丝杠模组工作,带动移动丝杠模组及与之相连的撞块取放机构和视觉检测机构沿z轴方向下降到工业相机的第一工位; 3当工业相机到达第一工位后,开启环形光源,工业相机在研磨钵上方进行多次拍照以确定撞块在研磨钵中的位置; 4将拍摄得到的图片按照拍摄顺序依次进行特征点提取后,利用特征点进行图像配准,将相邻图像相互拼接并去除重叠边界,最终利用拍摄的全部图片拼接成一张完整的图片,利用霍夫圆检测技术获取撞块上表面圆的中心点在装置坐标系o-xyz下的坐标,由于撞块高度已知,则可得到撞块上表面中心点在装置坐标系o-xyz下的坐标;然后第一伺服电机和第三伺服电机作业使电磁铁中心点移动到撞块上表面圆中心点的正上方,第二伺服电机作业使电磁铁缓慢下降,至电磁铁底部距离撞块上方1-2mm处停止,保存电磁铁的当前位置; 5开启电磁铁,从而将撞块吸附在电磁铁上,启动第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机,位置调整机构按照程序设定的运动路径进行运动,将撞块移动到振荡平台上预先设定好的位置,控制设备记录此时三个轴的位置信息,电磁铁关闭使撞块落在振荡平台上,然后检测装置执行回零操作,回到初始位置; 6装置回零操作完成后,翻转气缸启动,翻转头回转90度,第二伺服电机启动,驱动视觉检测机构沿z轴下降至相机底部至研磨钵底部5-8mm处且电动分度盘的回转轴与研磨钵中心轴线重合时停止,此时工业相机到达第二工位;此时工业相机位于第二工位时光心到研磨钵侧壁的距离与工业相机位于第一工位时光心到研磨钵上表面的距离一致; 7环形光源打开,工业相机在第二工位完成首次拍照,然后电动分度盘沿研磨钵周向进行间歇式分度旋转,带动工业相机旋转对研磨钵侧壁进行拍照;相连两次拍摄的图像应有一定量的重叠,基于此,电动分度盘每次分度的转角θd为θd=0.7Vr11 为了获得研磨钵整个侧壁的图像,电动分度盘的分度数nd为nd=ceiling2πθd12 控制设备驱动电动分度盘按照上述分度的转角完成nd次分度,在每一分度位置上,工业相机完成一次拍照,并保存获取的图像; 8拍照完成后,关闭工业相机和环形光源,控制设备驱动检测装置执行回零操作;控制设备中的计算机基于图像柱面映射方法,将拍摄的图像依次映射为柱面展开图像,利用相邻图像之间重叠区域的图像特征匹配,按照拍照顺序依次进行图像拼接,从而得到完整的研磨钵侧壁残留物分布平面展开图像; 9检查获得的图像为有效图像后,控制设备驱动位置调整机构运动,带动撞块取放机构的电磁铁返回到第4步中放置撞块时的位置,然后打开电磁铁,电磁铁将撞块吸住; 10控制设备驱动位置调整机构运动,带动撞块取放机构及撞块返回到系统保存的吸取撞块时电磁铁位置,关闭电磁铁,撞块掉落到钵体内部,然后检测装置执行回零操作回到初始位置等待下一次操作。
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