一种基于3D机器视觉的火车桁架装车鹤管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于3D机器视觉的火车桁架装车鹤管，属于罐口连接设备技术领域，包括：光源、固定在支架上的3D机器视觉系统、桁架、行走小车、驱动行走小车沿着桁架方向行走移动的动力装置、升降装置、鹤管、密封盖、微处理器、工控机。本实用新型专利技术的有益效果是：本实用新型专利技术能够使鹤管到目标罐口实现精准对位，降低人工操作带来的误操作风险。并且大大缩短对位时间，降低了人工劳动强度，提高劳动效率，并提高密封效果。在原有鹤管基础上做自动化升级改造简单，技术稳定有效，设备维护点少，投资小收益大。

【技术实现步骤摘要】
一种基于3D机器视觉的火车桁架装车鹤管
本技术涉及罐口连接设备
，具体是指一种基于3D机器视觉的火车桁架装车鹤管。
技术介绍
传统火车装油鹤管普遍使用的桁架式鹤管采用气动马达或防爆伺服电机驱动行走小车带动安装在行走小车上的鹤管及鹤管升降装置沿桁架轨道在槽车上方行走，靠人工操作气控阀或者电控箱控制小车轮的运转、转向和停止来实现与槽车罐口的对准，由于人员的目测和操作的误差，要反复多次正反向点动操作，才能将鹤管准确地对准在槽车罐口中心。如果对位不准，将会导致下放鹤管密封盖不能完全覆盖罐口，现场油气挥发造成安全隐患。中国专利201721024497.6，公开了一种基于激光距离传感器或超声波距离传感器对火车罐口进行探测识别，并通过PLC或单片机等控制器实现自动对位的火车桁架装车鹤管。该专利有效解决了人为操作对位的误差问题。但是该对位方式需要驱动鹤管在罐口未知的状态下进行探测扫描，目标罐口扫描确认后仍需要往返运行对准，运行周期长效率较低，对位精度不高。该控制器逻辑设计复杂，由于目标罐口相对于鹤管的位置需要人为判断，仍然存在人工误操作的风险。中国专利201320026014.1，公开了一种基于激光定位和视觉传感器技术的大鹤管自动对位装置。该项技术专利技术是借助于激光辅助定位，通过激光发射到罐口上，为工业相机提供标尺，再由工业相机对罐口进行图像捕捉识别，该方式并未实现全自动对位操作，仍需要人工使用激光引导工业相机实施火车罐口识别定位。且该定位技术应用在火车槽车装车大鹤管上，大鹤管的装车形式与工艺与本次申请的火车桁架式装车鹤管有本质区别。
技术实现思路
为全面解决上述问题，尤其是针对现有技术所存在的不足，本技术提供了一种新型车床装置能够全面解决上述问题。为实现上述目的，本技术采用以下技术手段：一种基于3D机器视觉的火车桁架装车鹤管，包括：光源、固定在支架上的3D机器视觉系统、桁架、行走小车、驱动行走小车沿着桁架方向行走移动的动力装置、升降装置、鹤管、密封盖、微处理器、工控机，所述光源设置于3D机器视觉系统侧面与支架连接，所述桁架设置于目标罐口上方，所述行走小车上设有与工控机连接的限位开关，所述限位开关包含限位开关A和限位开关B，所述限位开关A设置在行走小车行走方向的前方，所述限位开关B设置在行走小车行走方向的后方，所述升降装置设置于行走小车上并随着行走小车沿着桁架方向行走移动，所述鹤管设置于升降装置底端与升降装置连接，所述密封盖设置于升降装置上与升降装置连接，所述密封盖上设置有下限位开关和激光距离传感器，所述3D机器视觉系统与微处理器连接，所述工控机分别与动力装置、升降装置、微处理器、限位开关A、限位开关B、下限位开关、激光距离传感器连接。进一步的，所述光源为LED光源、光纤卤素光源或高频荧光灯。进一步的，所述3D机器视觉系统为集成了微处理器的CCD或CMOS一体化工业相机。进一步的，所述升降装置为垂直升降的装置或动力装置驱动多关节机械臂。进一步的，所述垂直升降的装置为PLC控制液压同步顶，所述动力装置驱动多关节机械臂为配备电机驱动控制的两轴机械臂自动工业机械手臂。进一步的，所述动力装置为带编码器的气动马达或防爆伺服电机。进一步的，所述桁架为平行于铁轨或侧立桁架。进一步的，所述微处理器为DS89C430系列微控制器。进一步的，所述工控机为PLC或单片机。本技术的有益效果是：本技术能够使鹤管到目标罐口实现精准对位，降低人工操作带来的误操作风险。并且大大缩短对位时间，降低了人工劳动强度，提高劳动效率，并提高密封效果。在原有鹤管基础上做自动化升级改造简单，技术稳定有效，设备维护点少，投资小收益大。附图说明图1为本技术实施例一的结构示意图。图2为本技术实施例二的结构示意图。图3为本技术视觉系统的结构图。具体实施方式下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。实施例一如图1和图3所示，一种基于3D机器视觉的火车桁架装车鹤管，包括：光源1、固定在支架3上的3D机器视觉系统2、平行于铁轨10、行走小车4、驱动行走小车4沿着平行于铁轨10方向行走移动的动力装置6、垂直升降的装置5、鹤管7、密封盖8、微处理器11、工控机12，所述光源1设置于3D机器视觉系统2侧面与支架3连接，所述平行于铁轨10设置于目标罐口9上方，所述行走小车4上设有与工控机12连接的限位开关，所述限位开关包含限位开关A41和限位开关B42，所述限位开关A41设置在行走小车4行走方向的前方，所述限位开关B42设置在行走小车4行走方向的后方，所述垂直升降的装置5设置于行走小车4上并随着行走小车4沿着平行于铁轨10方向行走移动，所述鹤管12设置于垂直升降的装置5底端与垂直升降的装置5连接，所述密封盖8设置于垂直升降的装置5上与垂直升降的装置5连接，所述密封盖8上设置有下限位开关81和激光距离传感器82，所述3D机器视觉系统2与微处理器11连接，所述工控机12分别与动力装置6、垂直升降的装置5、微处理器11、限位开关A41、限位开关B42、下限位开关81、激光距离传感器82连接。使用3D机器视觉系统2作为目标罐口9识别定位器。白天以自然光作为光源条件，夜间或光线较暗情况下以光源1进行前向照明。使用工控机12作为控制器，使用配置编码器的行走小车4。使用限位开关A41，限位开关B42，激光距离传感器82作为行走小车4的位置传感器。以鹤管7作为装油装置。机器视觉系统2首先会对罐车的图像进行采集，然后对目标罐口9进行识别和定位。机器视觉系统2把采集的信息传送给微处理器11进行计算并得出目标罐口9中心的世界坐标，微处理器11将坐标值进行保存并传送给工控机12。工控机12通过调用该坐标值，做出相应的运动学分解，驱动行走小车4运动到目标位置。密封盖8上的激光距离传感器82能对鹤管7的位置进行检测并反馈信号，确认鹤管7与目标罐口9对准。工控机12驱动垂直升降的装置5下降，当密封盖8与鹤管7下降到下限位开关81设定距离时，则垂直升降的装置5停止下降，工控机12确认对位完成等候装车。油品灌装完毕后，垂直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于3D机器视觉的火车桁架装车鹤管，其特征在于，包括：光源、固定在支架上的3D机器视觉系统、桁架、行走小车、驱动行走小车沿着桁架方向行走移动的动力装置、升降装置、鹤管、密封盖、微处理器、工控机，所述光源设置于3D机器视觉系统侧面与支架连接，所述桁架设置于目标罐口上方，所述行走小车上设有与工控机连接的限位开关，所述限位开关包含限位开关A和限位开关B，所述限位开关A设置在行走小车行走方向的前方，所述限位开关B设置在行走小车行走方向的后方，所述升降装置设置于行走小车上并随着行走小车沿着桁架方向行走移动，所述鹤管设置于升降装置底端与升降装置连接，所述密封盖设置于升降装置上与升降装置连接，所述密封盖上设置有下限位开关和激光距离传感器，所述3D机器视觉系统与微处理器连接，所述工控机分别与动力装置、升降装置、微处理器、限位开关A、限位开关B、下限位开关、激光距离传感器连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于3D机器视觉的火车桁架装车鹤管，其特征在于，包括：光源、固定在支架上的3D机器视觉系统、桁架、行走小车、驱动行走小车沿着桁架方向行走移动的动力装置、升降装置、鹤管、密封盖、微处理器、工控机，所述光源设置于3D机器视觉系统侧面与支架连接，所述桁架设置于目标罐口上方，所述行走小车上设有与工控机连接的限位开关，所述限位开关包含限位开关A和限位开关B，所述限位开关A设置在行走小车行走方向的前方，所述限位开关B设置在行走小车行走方向的后方，所述升降装置设置于行走小车上并随着行走小车沿着桁架方向行走移动，所述鹤管设置于升降装置底端与升降装置连接，所述密封盖设置于升降装置上与升降装置连接，所述密封盖上设置有下限位开关和激光距离传感器，所述3D机器视觉系统与微处理器连接，所述工控机分别与动力装置、升降装置、微处理器、限位开关A、限位开关B、下限位开关、激光距离传感器连接。2.根据权利要求1所述的一种基于3D机器视觉的火车桁架装车鹤管，其特征在于，所述光源为LED光源、光纤卤素光源或高频荧光灯。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖世健，吴德清，秦瑞胜，
申请(专利权)人：新疆普视星云智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：新疆,65