一种烧结台车车轮高效在线间接检测方法与装置与流程

本发明涉及冶金行业烧结机台车车轮在线润滑，尤其涉及一种可在烧结机运行过程中对台车车轮油嘴实施实时在线监测的方法与系统，为后续自动注脂机器人提供高精度“对准”引导，同时实现油嘴健康状态评估。

背景技术：

1、在烧结机的生产过程中，烧结机台车需要保持连续工作状态。由于烧结机台车运行过程中车轮承受高温、重载、冲击振动、粉尘冲刷和水冲淋等恶劣工况，轴承磨损加剧，若润滑脂补充不及时，轻则轴承磨损加剧与游隙增大，重则轴承卡死或烧死，从而导致车轮抱死或偏转。

2、近年来，相继出现了一些在线自动加油装置，能够跟随车轮运动，实现“边走边加”，减轻工人劳动强度，但是在实践过程中设备稳定性差，其原因是（1）车轮油嘴的检测系统因高温多粉尘环境影响退化或失效，如电子器件≥55℃即降额或宕机、激光雷达在粉尘中性能衰减，视觉系统在明暗交替和热浪扰动下识别错误等感知退化现象，无法在上述“高温强扰”复杂制造环境长期可靠运行，控制信号受干扰导致定位漂移或通讯中断。

技术实现思路

1、为解决以上技术问题，本发明提供一种烧结台车车轮高效低成本视觉在线监测方法与装置，通过机械式传动机构间接测量、传感器或机器视觉直接读数、数据处理系统推算实现了在烧结机运行过程中对台车车轮油嘴的在线监测，为后续自动注脂机器人提供高精度“对准”引导。本发明具有成本低、可靠性高、适应恶劣环境等优点，能够有效解决现有技术中存在的设备稳定性差、感知退化、定位漂移等问题。

2、为达上述目的，本发明的烧结台车车轮高效在线间接检测装置，所述装置包括：机架、测高单元、测偏单元、测量单元、隔热保护单元及数据处理系统。

3、安装在台车轨道外侧的机架，在所述的机架上对应车轮上部设置有测高单元；

4、在所述的测高单元上方对应车架设置有测偏单元；

5、隔热保护单元设置在机架和台车之间，将测高单元、测偏单元的传动部分进行隔热保护；

6、所述测量单元安装在距离台车较远位置，对测高单元、测偏单元采集数据，并将采集的数据传输到数据处理系统进行数据处理，执行坐标计算、速度计算、健康评估。

7、进一步地，所述测量单元为工业相机。

8、进一步地，所述测高单元包括：

9、在所述机架上安装测高基座；

10、在所述测高基座上竖直设置有测高导向件；

11、在所述的测高导向件上滑动套设有测高滑动平台；

12、在所述的测高滑动平台上一侧水平设置有测高支撑件，支撑件前端设置有测高滚轮；

13、在测高滑动平台另一侧安装有测高指针，测高指针端指向刻度表。

14、进一步地，所述测偏单元包括：

15、水平设置的测偏滑动基座；所述测偏滑动基座一端与机架固连；

16、在所述的测偏滑动基座上安装有测偏水平导向件；

17、在所述的测偏水平导向件上安装有测偏滑动件，测偏滑动件可以沿测偏水平导向件滑动；

18、在测偏滑动件前端设置测偏滚轮；

19、在测偏滚轮与测偏水平导向件之间的测偏滑动件上套设有测偏弹性元件；

20、在测偏滑动件后端接钢丝绳；所述的钢丝绳尾部通过滑轮组件连接有测偏滑动指针组件。

21、进一步地，所述滑轮组件包括对应钢丝绳尾部设置的定滑轮，在所述的机架上端设置有滑轮座，在所述的滑轮座上对应定滑轮设置有两个转向滑轮。

22、进一步地，所述测偏滑动指针组件包括在机架一侧设置有的测偏支撑座；

23、所述测偏支撑座上竖直安装有测偏导向部件；

24、在测偏导向部件上安装有测偏滑动平台，测偏滑动平台可以沿测偏导向部件滑动；

25、在测偏滑动平台上安装有测偏指针，测偏指针端指向测偏深度刻度尺；所述钢丝绳经过滑轮组件与测偏滑动指针组件的测偏指针相连。

26、为达到上述目的，本发明的烧结台车车轮高效在线间接检测方法，是基于上述的烧结台车车轮高效在线间接检测装置实现的，包括以下步骤：

27、s1：实时识别每一个车轮，并通过测高单元及测偏单元，将每个车轮直径d及跑偏误差δz从高温高粉尘区域远传至低温洁净区域；

28、s2：在所述低温洁净区域，通过工业相机或位移传感器直接读取经位移放大后的车轮高度hdi及跑偏量δzi；

29、s3：根据hdi、δzi的波动范围评估车轮健康状态：

30、当同一车轮连续三次测量hdi与d的差值大于设定阈值σset时，发出“车轮磨损”预警；当δzi长时间大于设定阈值βset时，发出“跑偏”预警。

31、进一步地，还包括s4：基于同一车轮在t1、t2及最大高度时刻tm的测量值，采用最大高度-时刻法计算车轮运行速度v，并结合预设油嘴安装几何模型，实时推算出油嘴的三维坐标(xi,yi,zi)；

32、s5：将所述三维坐标(xi,yi,zi)及速度v发送给自动注脂机器人，实现对准注脂。

33、进一步地，所述的步骤s4中的最大高度-时刻法计算车轮运行速度v的方法包括:

34、确定车轮行进方向为x轴正向，车轮高度方向为z轴正向；垂直于车轮油嘴安装面为y轴；设正常状态下，油嘴的三维坐标可以表示为（

vt，0，d/2），其中

v为台车车轮运动速度；

35、实时读取测量数据，t1时刻，车轮高度测量值hd1、车轮跑偏误差为δz1；t2时刻，车轮高度测量值hd2、车轮跑偏误差为δz2，；读取车轮高度测量值最大值为hdmax，此时时间为tm，计算出车轮运行速度为：

36、

37、因此，油嘴的三维坐标修正为（

vt，δzi，hdmax/2）。

38、本发明无需在高温区布置电子器件，即可实现高精度的重复定位，为自动注脂机器人提供高可靠“对准”引导，同时完成油嘴健康评估。具有成本低、免维护、抗高温粉尘、抗电磁干扰等优点，可彻底消除现有在线加油系统因感知退化导致的定位漂移、通讯中断等问题。

1.一种烧结台车车轮高效在线间接检测装置，其特征在于，所述装置包括：机架、测高单元、测偏单元、测量单元、隔热保护单元及数据处理系统；

2.根据权利要求1所述的一种烧结台车车轮高效在线间接检测装置，其特征在于，所述测量单元为工业相机。

3.根据权利要求1所述的一种烧结台车车轮高效在线间接检测装置，其特征在于，所述测高单元包括：

4.根据权利要求1所述的一种烧结台车车轮高效在线间接检测装置，其特征在于，所述测偏单元包括：

5.根据权利要求4所述的一种烧结台车车轮高效在线间接检测装置，其特征在于，所述滑轮组件包括对应钢丝绳尾部设置的定滑轮，在所述的机架上端设置有滑轮座，在所述的滑轮座上对应定滑轮设置有两个转向滑轮。

6.根据权利要求4所述的一种烧结台车车轮高效在线间接检测装置，其特征在于，所述测偏滑动指针组件包括在机架一侧设置有的测偏支撑座；

7.一种烧结台车车轮高效在线间接检测方法，其特征在于，所述的方法是基于权利要求1至6任意一项权利要求所述的烧结台车车轮高效在线间接检测装置实现的，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种烧结台车车轮高效在线间接检测方法，其特征在于，还包括s4：基于同一车轮在t1、t2及最大高度时刻tm的测量值，采用最大高度-时刻法计算车轮运行速度v，并结合预设油嘴安装几何模型，实时推算出油嘴的三维坐标(xi,yi,zi)；

9.根据权利要求8所述的一种烧结台车车轮高效在线间接检测方法，其特征在于，所述的步骤s4中的最大高度-时刻法计算车轮运行速度v的方法包括: