专利名称：流水线传动链检测方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及流水线传动链(链节节距形变量)的在线自动检测、超差链节的剔除、以及对传动链安全的分析预测等方面的工作，特指一种流水线传动链的自动检测方法及装置。
背景技术：
现有技术中，生产流水线被广泛使用，流水线传动的形式，主要有传动链线、摩擦线、雪橇线、胶带线等多种。其中，传动链主要适用于大型装配行业，例如汽车行业中，汽车整车的装配、汽车发动机的装配、汽车变速箱的装配等等。由于这些重型产品的装配过程中，对传动链的重压，会造成传动链的链节磨损，对于一条流水线，有几千个链节，其中只要有一节断开，就会产生事故，从而使整个生产车间停止工作，给工厂造成巨大损失。为避免因流水线传动链的磨损给生产造成的破坏，如果能够实时检测链节的磨损状况，特别是问题链节定量的磨损数据，则可及时地替换已损链节，避免因链节的磨损问题而导致生产流水线停工的严重后果。目前，针对生产流水线传动链的检测，对于不同供应商提供的传动链质量，缺少实用的定量鉴别手段。现有技术中，针对传动链检测方法，主要是配备专门人员目测传动链情况，因为人眼的局限性，不能完整全面的发现问题链节。配备检修人员检测问题链节， 通过停产检测，安排检修人员用卡板检测链节，只能将尺寸超过超卡板的链节剔除，而无法解决传动链的定量检测问题。现有技术中，还有一种采用光电管来检测，其主要是采用两对光电管，形成一个光尺的方法，代替上面提到的卡板进行检测，相对使用卡板，解决了使用检修人员的人力浪费，避免了停止流水线检测传动链的不便。但是，这种检测手段具有偏差大，重复性差，无法获得定量的测量结果等缺陷。上述两种检测方法都缺少有效的检测链节或传动链定量数据功能。
发明内容
本发明的目的是提供一种针对流水线传动链的自动检测方法及其装置，通过对传动链链节的形变量的定量检测，解决传动链传动链的定量检测问题，实现对链节磨损程度分析和预测，并做出预警。
为了实现上述目的，本发明目的之一是提供一种针对流水线传动链的自动检测方法， 包含将检测装置与被检测平台连接的准备步骤，其特征在于，包括以下步骤 (1)开机初始化；
(2)选择测试功能或非测试功能； 当选择非测试功能时，转到步骤(3A)； 当选择测试功能时，转到步骤(3B)；(3A)查询或上传存储的检测数据，并结束关机； (3B)输入各项参数，准备开始测量；
(4)当检测装置探测到被测传动链链节的首端之后开始测量；
(5)当传动链链节经过时，对生成的像场信息进行选行处理，判断是否生成触发信
号；
若不生成触发信号，则继续执行(5)； 若生成触发信号，则转到步骤(6)；
(6)收到触发信号后，检测装置拍摄当前传动链链节图像，并将该图像与其存贮的对应的标准图像进行比较，计算出当前传动链链节的检测数据，并保存该数据；
(7)检测装置将当前传动链链节的检测数据与预先输入的临界值进行比较， 若检测数据超过临界值，且初始化时候选择喷涂选项，则转到步骤(8)； 若未超过临界值，转到步骤(14)；
(8)检测装置的报警部分对当前传动链链节实施操作；
(9)检测装置同时发送信号，准备确认是否需要控制对被检测平台停机的指令， 如不需要停止传动链，转到步骤(14)；
如需要停止传动链，转到步骤(10)；
(10)检测装置的传动链驱动电机控制近控制端与检测装置的传动链驱动电机控制远控制端有一个握手通信的环节，
若握手不成功，则继续等待； 若握手成功，转到步骤(11);
(11)由传动链电机定位控制远控制端93发出指令，控制被检测平台的传动链链节在预设的维修位置停下；
(12)在现场问题解决之后，并且检测主机接收到继续检测的指令， 若上述条件不满足，则继续等待；
若上述条件满足，转到步骤13;
(13)重新启动被检测平台；并转到步骤(14);
(14)传感器检测是否当前传动链链节为末端； 若当前传动链链节非末端，则转到步骤(5)； 若当前传动链链节为末端，则转到步骤(15)；
(15)上传检测数据到PC机；以便PC机上的专用数据分析软件对检测数据进行分析和预测并且得出分析报告；关机。 本发明目的之二是提供一种传动链检测装置，包含光学成像装置11与12、选行与拍摄触发装置2、人机交互装置3、主控制器4、数字信号处理装置5、数据存储与处理子系统6、测量辅助装置7、报警装置8、传动链电机定位控制装置9 ；其特征在于所述光学成像装置(11、12)包括驱动�？�(111、121)、光学�？�(112、122)和图像传感器(113、123)，两个光学成像装置成对配合使用，形成双光学成像系统，用于生成传动链链节的像�。⒃诮邮盏街噶畹那榭鱿拢纳愕鼻按戳唇诘耐枷瘢凰鲅⌒杏肱纳愦シ⒆爸�2由选行装置 (21、22)和选行信号处理与拍摄触发装置23构成，用于对光学成像装置(11、12)生成的像场行信号中选出最贴近该链节高度中心线的那一行视频信号，经过计算生成拍摄系统的拍摄触发信号，此信号将通知光学成像装置(11、12)拍摄当前传动链链节的图像；其中，所述的两个选行装置配合使用，用于接收由图像传感器传来的图像行信号，送出最贴近的行信号给选行信号处理与拍摄触发装置；所述选行信号处理与触发装置23收到两个选行装置 (21、22)传送过来的信号之后，计算后生成系统的拍摄触发信号；所述人机交互装置3用于输入数据与控制指令，并显示数据以及运行状态；所述主控制器4 (MCU)用于控制本检测装置的流程，并参与运算；所述数字信号处理装置5用于进行拍摄图像的比较与计算，并得出形变量的检测数据；所述数据存储与处理子系统6包括存储器、安装于pc机上的数据库与数据分析软件，用于保存检测数据、处理与分析检测数据；所述数据分析软件和所述数据库安装于外置的PC上，可以分析检测数据并给出测试分析报告；所述测试分析报告包括形变量的空间分布曲线，可以直观的获得形变量的平均值、最大值；统计分布曲线，统计链节形变各分布区间的数量，帮助了当下传动链链节变形的分布状况；时间分布曲线，链节随时间变化的趋势，帮助预测；
所述测量辅助装置7包括背景光装置71、激光定位器(72、73)和传动链首末端探测器 74，所述激光定位器(72、73)相互配合，用于测量开始前调整主机高度；所述传动链首末探测器74用于并确定测量的开始与结束。所述人机交互装置3可采用触摸屏或键盘控制面板； 所述报警装置8用于对被磨损的问题链节喷涂标记。所述传动链电机定位控制装置9用于控制传动链电机的停止，使涂有标记的问题链节停止在预先设定的，方便更换问题链节的位置。所述背景光装置71用于提供检测环境所需的背景照明光。所述各组成部分除安装于PC机上数据分析软件以及数据库与传动链电机控制装置9的的远控制端93之外，其余部分组成测试主机。本发明实现了传动链链节节距形变量的定量测量，并实现了上述测量的实用性、 精确性与重复性，并且能够根据测量数据给出分析报告，便于对传动链链节质量问题做出预防与处理。
图1是本发明的传动链检测方法的一个较佳实施例的流程图； 图2是本发明检测装置的一个较佳实施例的结构示意图3是本发明检测装置的较佳实施例中的选行装置原理图； 图4是本发明检测装置的较佳实施例中的选行装置运行流程图； 图5是本发明检测装置的该较佳实施例中的选行信号处理及触发装置原理图； 图6是本发明检测装置的较佳实施例中的选行信号处理及触发装置运行流程图； 图7是本发明检测装置的较佳实施例中的系统图像信号处理装置运行流程图； 图8是本发明检测装置的较佳实施例中传动链电机控制装置的原理图； 图9是本发明检测装置的该较佳实施例中的传动链电机控制装置的运行流程图； 标号说明
附图的运行流程图部分的流程标号以s开头，举例标号为101的步骤，在图中标记为S101。
具体实施例为详细说明本发明的技术内容，现结合附图和实施方式对本发明说明如下本发明的检测装置由检测主机和安装于PC上的数据库与数据分析软件以及安装于检测主机外的传动链电机定位控制装置的远控制端构成。本发明流水线传动链磨损的检测方法如图1所示，其包含如下步骤
第一步(1)将自动检测装置的检测主机安装在被检测的流水线上，并开机初始化；本步骤具体过程包括将HALL传感器插入测试主机对应信号口，并将一个磁钢部件安装于流水线某一传动链的链节上，此两部件形成配合后，主要用于确定测量开始与结束，又可并确认此周期为整个传动链传动一周，同时保证在测量过程中，及以后的测量中，能够确定链节的身份。此时开机上电，利用激光调整主机高度，使之与当前被检测流水线传动链的中心线对齐。本步骤主要为进一步的步骤做好准备。第二步(2)通过控制面板上的选择键，选择测试或非测试功能； 当选择非测试功能时，转到步骤(3A)；
当选择测试功能时，转到步骤(3B)； 本步骤的具体过程包括在检测主机开机上电之后，其显示面板提示功能选择键，所述功能包括测试功能和非测试功能两大类。选择测试功能时，对当前的流水线传动链进行检测；选择非测试功能时，调出测试主机内存贮的上次或历次的检测结果，并选择测试数据上传至PC机。具体容量由测试主机所使用的存贮单元决定，本实施例中可以存储8次测量的结果。第三步A (3A)查询或上传存储的传动链链节的检测数据； 第三步B C3B):输入各项参数，准备开始测量；
其中，所述各项参数是被检测传动链的信息，主要包括，传动链的名称、规格、型号、链速，并且可以输入预警所需的根据当前被测试传动链所选择的临界值。当实际检测过程中传动链的节距形变量达到此临界值，则系统自动采取报警操作，并由工作人员选择进一步的操作，如停止被检测传动链、更换问题链节或选择继续检测等。输入完各项参数后，启动传动链。第四步(4)当HALL传感器探测到被磁钢部件标记的传动链的首端之后，将形成一个触发脉冲，以此链节为起点，检测主机开始工作；
第五步(5):当传动链的某一链节通过检测主机时，检测主机利用收到的信息，判断是否生成拍摄图像的触发信号；
若不生成触发信号，则继续执行5 ； 若生成触发信号，则转到步骤6;
该步骤中，由光学成像装置(11、12)生成传动链链节像场。首先，由选行装置(21、22) 选择像场行信号的最贴近该链节高度中心线的那一行视频信号，发送给选行信号处理与触发装置23，选行信号处理与拍摄触发装置23将生成拍摄触发信号。第六步(6):收到触发信号后，检测主机拍摄当前的传动链链节图像，并将该图像与其存储装置61的对应标准图像进行比较，计算得出形变量数据，并保存该数据于检测主机的存储装置62 ；
第七步(7)检测主机将当前传动链链节的节距形变量与存储装置61中预先输入的临界值进行比较；
若检测数据超过临界值，主控制器发送报警信号，转到步骤8 ； 若未超过临界值，转到步骤14;
第八步(8)检测主机的报警部分对当前传动链链节实施操作，操作包括生成报警信号、 喷涂颜色于对应的问题链节；
第九步(9)显示屏提示，由根据初始化输入的选择确认是否需要控制对被检测的流水线传动链停止运动并控制问题链节停止在预定的位置； 如不需要停止传动链，转到步骤14 ； 如需要停止传动链，转到步骤10 ；
第十步(10)检测主机的传动链电机定位控制近控制端91与传动链电机定位控制远控制端有一个握手通信的环节；
若握手不成功，则继续等待； 若握手成功，转到步骤11; 第十一步(11)由传动链电机定位控制远控制端93发出指令，控制被检测的流水线传动链在预设的维修位置停下；
第十二步(12)在现场问题解决之后，并且检测主机接收到继续检测的指令， 若上述条件不满足，则继续等待； 若上述条件满足，转到步骤13 ； 第十三步(13)重新启动被检测传动链；并转到步骤14 ；
第十四部(14) HALL传感器检测是否检测到被磁钢部件标记的传动链的末端信号； 若未检测到磁钢部件信号，则未完成整条传动链的检测，则转到步骤5 ； 若检测到磁钢部件信号，则当前整条传动链的检测均已完成，则转到步骤15 ； 第十五步(15)上传检测数据到PC机；以便PC机上的专用数据分析软件对检测数据进行分析和预测并且得出分析报告；检测装置关机。图2所示的是本发明的检测装置的一种较佳优选实施例，包括光学成像装置(11、 12)、选行与拍摄触发装置2、人机交互装置3、主控制器MCU 4、数字信号处理装置5、数据存储与数据处理子系统6、测量辅助装置7、报警装置8、传动链电机控制装置9。其中，所述光学成像装置11包括驱动模块111、光学系统112、图像传感器113， 所述光学成像装置12结构与光学成像装置11相同，用于在于光学成像装置11与光学成像装置12配合使用，利用双光学成像装置成像避免了光学测量系统中远离主光轴成像造成的测量误差，从而提高测量精度。生成传动链实时的链节像�。⒃谑盏脚纳愦シ⑿藕诺那榭鱿拢纳懔唇谕枷瘢纳愕耐枷窠透中藕糯碜爸�5进行处理。所述选行信号处理与拍摄触发装置2包括选行装置21、选行装置22、选行信号处理和触发装置23，选行装置21与选行装置22配合使用，在图像传感器113生成的链节像场行信号中选出最贴近该链节高度的中心线的那一行视频信号，送交选行信号处理与触发装置。其中，所述选行装置21的电路结构参见图3所示，其组成部分包括一控制器 MCUi 231 (内有存储器 RAMi)、一显示器 LCDi 232、一存储器 EEPROMi 233,5 Schmitt触发器 SMTi (A) 234A-SMTi (E) 234E、二个放大器 AMPi (1) 235Α-ΑΜΡ (2) 235B、一双向开关 SffHi236和三个操作按钮Ki (1) 237-Ki (3) 239。时钟源、电源等辅助内容没有绘制出来。本部分各部件为标准配件，其功能为本领域内一般人员所周知，故不做介绍。本装置的运行流程图如图4所示，图4中的变量说明如下
τ 1取图像传感器的场消隐期时间长度的80%，τ 2取行周期的120%。Ll和L2分别为选择某一场视频信号中最佳行数Lm的下限和上限，这不仅需要参阅图像传感器的技术参数，而且要根据实际测试对象而选择。若测试对象的种类基本确定不变，Ll和L2的数值没有必要修改。Lt表示图像传感器一场信号(奇数场或偶数场)的行数。Nr是样本的大�。捎诖瓷系哪骋桓隽唇诘母叨戎行南呶恢孟喽杂谡醮吹母叨戎行南叨裕淦谕恢么嬖谝欢ǖ谜锹洌虼巳∫欢ǖ难玖拷屑扑阕罴训男惺齃e的数值。变量Le的含义首先在一个链节场信号中选最优的行编号Lm，然后Nr个样本链节对应Nr个Lm数值，由此样本获得Lm的期望值就是Le，也就是由选行装置选得的行编号。主要流程为
SlOl装置上电初始化，读取相关参数 S102装置提示是否需要重新选择最佳行数Le的数值； 若指令为是，则转到步骤S103; 若指令为否，则转到步骤S116; S103-S110在选行装置22的协助下选定最合适行编号Le ； S103通知选行装置22传送中间行信号；
S104装置是否收到选行信号处理与拍摄触发装置的传送拍摄信号； 若未收到则继续等待； 若收到则转到步骤S106 ； S105装置捕捉行号编号为Ll的行； S106装置捕捉Ll所在行的视频信号； S107确保装置在行号编号处于L1-L2之间的循环；
S108对循环内记录的视频信号对应数值进行排序；此次排序是针对当前链节产生的 L1-L2之间的行号进行的排序；
S109保证样本数目之内的循环； 为完成循环则继续进行； 达到样本数之后，退出循环，转到SllO ； SllO对样本数Nr内所有链节的单个链节所得的最佳行号进行取平均值，此平均值设为整条传动链的Le。此时，选行装置21的最佳行数值Le已经选定，将配合对选行装置22 选定最佳行数Le ；
Slll装置发送信号通知选行装置22，为其发送中间行视频信号； S112装置收到选行装置22的回复 没收到，则等待； 收到，则转到Sl 13 ；Sl 13装置捕捉到编号为Lt/2的行；
S114装置将捕捉到的行发送给选行处理与触发装置23，完成当前链节的选行工作； S115装置收到选行装置22完成选行的信号 没收到，转到Sl 13; 收到，转到Sl 16 ； S116装置捕捉到最佳行编号Le ；
S117装置将捕捉到的编号为Le的行发送给选行处理与触发装置23，完成当前链节的选行；
Sl 18是否接到控制器发送的测量完成信号； 未收到则继续循环； 收到则关机；
选行装置22的情况与选行装置21类似，只是两者相互配合的时间循序上有先后。所述选行信号处理与触发装置23的作用在选行装置21和选行装置22的配合下，根据测试装置与被测试流水线传动链的相对位置，智能地选择出与整条传动链的高度中心线期望位置最贴近的那一行视频信号；从而给出整个测试系统的拍摄触发信号。由此获得的触发信号有以下特点 1对每个链节只给出一个触发信号；
1当现场存在干扰物时，例如传动链链节边缘被磨损后引起的金属段脱落将引起额外触发信号的问题时，能排除干扰并按原要求继续给出正常的拍摄触发信号；
1触发信号给出时刻恰好传动链被拍摄与测量敏感点刚移动到光学系统的主光轴处； 1触发信号与拍摄图像严格同步，排除了工业现场对异步方式的震动干扰。这些特点保证了每次成像都从像场空间中相同的参考点上进行，从而提高了测量的准确性与重复性。所述的选行信号处理与触发装置23的线路如图5所示。其组成部分包括控制器MCUs 251，计数器CNTs(I) 252A，计数器CNTs ( 252B，多路开关MPXs 253， 与非门 254A-2MB，或门 255，与门 256，非门 257A-257B，khmitt 触发器 258A- 258E。时钟源、电源等辅助内容没有绘制出来。本部分各部件为标准配件，其功能为本领域内一般人员所周知，故不做介绍。其中多路开关的作用在于需要为选行装置设定Le数值时，则只收到某一选行信号发送的已选择指定行的信息之后，依然可以发出系统的拍摄触发信号，供设定Le数值的过程使用。当然，在Le选定的情况下，在收到两个选行装置的已选择指定行的信息之后，本装置才会给出拍摄触发信号，供完整的测试过程使用。图6是选行信号处理与触发装置23的运行流程图，图中的变量说明如下
τ 3取图像传感器的行周期的10倍，存储于本装置内的控制器MCUs的内部存储器。 RA是装置内控制器M⑶s的端口组，此实施例中一共有8个端口 RA0，RAl,…，RA7。tal 是图6上MCUs的RAl端口收到信息的时刻；ta2 图6上MCUs的RA2端口收到信息的时刻。ccpl与ccp2是图6上控制器MCUs的多个外围�？榈牧礁觯珻CPl和CCP2是其中的一类，其功能为(捕获)Capture，(比较)Compare，(脉宽调制)PWM。这类的模块共有两个，分别为CCPl和CCP2。其流程主要包括三个阶段S201-S203上电初始化；S204-S210协助选行装置 21和选行装置22选定Le ；S211-S214为测量提供图像拍摄触发信号。
具体运行流程为
S201初始化，读入数据；
S202测RA1、RA2端口信号时间差；
S203判断此信号时间差；
若在设定的周期数值之内，则转到步骤S211，为提供拍摄触发信号做准备； 若在设定的周期数值之外，则需要帮助选行装置在设定的周期内选择Le数值，转
S204 ；
S204判断此差值；
若大于设定周期数值，转到步骤S205 ； 若小于设定周期数值，转到步骤S208 ； S205协助选行器2确定Le值，设置端口 RA3的状态； S206捕捉端口 CCP1、CCP2的信号
S207向RA5端口发送一个脉冲，并改变RA3端口电平状态；完成一个拍摄触发信号的发送，循环进入下一个链节的拍摄触发；
S208协助选行器1确定Le，设置RA4端口的电平状态； S209捕捉CCPl CCP2的信号；
S210向RA5端口发送一个脉冲；改变RA4端口的电平状态；完成一个拍摄拍摄触发信号的发送，循环进入下一个链节的拍摄触发；
S211因为此时选行装置的Le数值已定，捕捉CCPl与CCP2的信号； S212向RAO端口发送一个拍摄触发脉冲； S213判断是否整个检测过程结束
若没有结束，转到下一个循环过程，准备发送为下一个链节发送触发信号； 若检测结束，转到S214; S214关机；
所述人机交互装置3包括输入与控制面板31显示装置32，输入与控制面板31为输入参数与控制命令的面板，显示装置32可以显示状态数据与测量参数等。所述主控制器MCU 4采用带有RAM的单片机，为标准器件，主要控制整个检测装置的流程。所述数字信号处理装置5包括图像信号预处理�？�51、数字信号处理器DSC 52 ；图像信号预处理�？�51首先对光学成像装置拍摄的图像进行二值化处理，以便减少数据量；数字信号计算器DSC 52进行预处理之后的图像与存储的标准图像的比较，并计算得出检测数据；
本装置作用在于
1控制图像传感器输出信号的捕获时间点，以保证图像信号的完整性； 1对收到的图像信号进行二值化处理； 1采用自动化的方法对传动链规格的正确性进行检验； 1将收到的图像信号与标准图像信号进行比较，计算出链节形变量并存盘。图7是这部分的运行流程图，其具体过程为 S401上电初始化，读取相应的数据；S402判断图像信号预处理�？�51收到拍摄触发信号； 未收到，继续等待收到，转到S403 ； S403判断图像信号预处理�？�51收到拍摄触发信号； 未收到，继续等待； 收到，转到S404 ；
S402、S403含义在于当拍摄触发信号到来时，并不可马上捕获此刻的图像信号，否则获得的将是不完整的图像信号；拍摄触发信号到来后第一个场同步信号出现时，此刻才能捕获完整的图像信号。S404图像信号预处理�？�51收到选行装置发送的图像信号，并对收到的图像信号进行二值化处理，并将处理后的图片信号发送给数字信号计算器DSC 52；
其中步骤S404中二值化处理方法的含义在于整幅图像灰度的平均值为ε，将捕获整幅图像中的每一个元素的灰度与ε进行比较 If G” (i, j) < ε , Then G，(i, j) = 0 If G” (i, j) >= ε，Then G，(i, j) = 1 式中G”(i，j)为二值化处理之前捕获图像在点(i，j)上的灰度； 式中G’ (i, j)为二值化处理之后图像在点(i，j)上的灰度； 式中i为图像传感器SR点阵上的行； 式中j为图像传感器SR点阵上的列；
经过上述处理，图像的信号数据量大幅减少，使其符合数字线路的信号处理要求，同时提高了信号处理的精度。另外由于测量的光源由图1中的背景光装置34提供，这样就基本排除了每次测量现场照度对测量结果的明显影响。S405数字信号计算器DSC 52对收到的图片信号与存储器中储存的标准图像信息做纵向对比；此步骤的的含义在于现场测量过程中，数字信号处理器DSC自动检验图像信号对应传动链规格的正确性，这一过程必不可少，否则会造成标准图像与输入图像属于不同的规格导致测量结果无法解释，由于这一过程是自动化进行的，无须操作者介入。仅当检验结果为否定时，系统会提醒操作者重新在操作与控制面板31上输入传动链规格即可。另外由于使用嵌入式系统进行计算，而且测量快速运行的传动链，导致系统处理每一个链节的时间有限。因此，不能使用以往现成的理论(如指纹比对算法)进行链节节距形变量的比较。考虑到传动链的特性，即对于同一种类的传动链，其高度就决定了其规格。利用高度来检验传动链规格的正确性，其计算量比以往现成的理论的计算量大幅减少，而且满足现有条件下的测量要求。S406判断拍摄图像与标准图像的相似度
若二者的相似度不大于系统的设定值，说明传动链规格输入错误，转到S407 ； 若二者的相似度大于系统的设定值，说明传动链规则输入正确，转到S411 ； 其中步骤S406的含义在于在本测试系统中，相似度Y定义如下
Y = 1 - (H - H，)/ H 其中H为标准图像信号在传感器SR上反映的点阵高度，H’为拍摄获得的图像信号在传感器SR上反映的点阵高度。
相似度常量Γ的确定根据传动链规格排列密度而定，密度越大则相似度常量Γ 也必须设得大一些。在本测试系统中Γ=0.95。S407发出警报提示传动链规格选错，转到S401重新输入传动链规格； S411对拍摄图像与标准图像先纵向移位，然后做横向比对；计算得出差值并存储
其中步骤S411的含义在于如果捕获的链节图象存在明显的偏高或偏低，进行高度调整，这样使横向比对计算过程简单许多，利于节省计算的时间和所需的内存空间。横向比对计算的结果仅仅反映传感器SR点阵上的值U(U)，而我们真正需要的是传动链节距的形变量V (η)，两者的关系为
V (n) = U (η) * β 上式中β为光学系统111和121的光学放大倍数； 上式中η为被测链节的身份编号；
测量结果V (η)按照η的顺序存放在EEPRM2 63内。S412判断测量是否结束；
未结束，转到S408做下一个循环； 结束，转到S413; S408图像信号预处理�？�51是否接收到拍摄触发信号； 接到，则转到步骤S409; 未接到，则继续等待； S409图像预处理装置51是否接收到场同步信号； 接到，则转到S410; 未接到，则继续等待；
S410图像预处理装置51是接收选行装置21、22发送的图像信号，并对图像信号进行二值化处理，将处理之后的图片信号发送到数字信号处理装置DSC 52 ； S413相应处理，关机；
其中步骤S413的含义在于测量过程中除了对链节的身份编号η进行跟踪外，还记录传动链的运行时间，其中还将停链的时间予以扣除。这样，测量结束时就可以获得链节总数 N和传动链运行周期Τ，并将此两个数据也存入EEPROM 62内。所述数据存储与处理子系统6包括EEPROM 6UEEPROM 62、通信控制模块63和数据分析软件与数据库64 ；所述EEPROM 61用作只读存储器来储存标准图像信息，避免重要数据由于偶然情况而被丢失，其中存储的基准数据可以在收到通过所述操作与控制面板 31输入正确的密码后，输入到EEMPR0M 61内。所述EEPROM 62用做测量结果存储器来存储检测数据，并与EEPROM 61分开，进一步的保护重要基准数据。检测数据可以通过通信控制�？�63上传至安装于计算机上的数据分析软件与数据库64进行进一步的分析处理，以便得出分析与预测；
上传到PC上的流程为
1通信控制�？�63和PC握手以防意外的PC介入损坏数据；
1握手成功后主控制器将EEPR0M2 62中的检测数据通过与通信控制�？�63和数据通信电缆发送给PC存盘；
IPC上的数据分析软件与数据库64对收到的检测数据进行一系列的分析，以完整地呈现被测链传动链节距变化量的现状、以往规律、发展趋势。数据分析软件可以做出的测试分析报告包括但不限于 1空间分布曲线图
该曲线图的横坐标为链节身份编号，纵坐标为形变量，即从空间分布的角度出发，可分析出链节形变的平均值(传动链的整体状况)、链节形变的最大值(事故风险最大的隐患处)、链节形变的涨落概况。1统计分布曲线图
该曲线图的横坐标为按照链节形变量大小而划分的区间，纵坐标为形变量落在对应区间内的链节数量，即从统计分布的角度出发，用定量的方法详细地分析出链节形变的涨落情况，准确地反映整条传动链的链节形变离散程度。从该曲线图能直接看出统计意义上士1 σ范围之内的链节主体在哪个范围，这比平均值更详细而全面地反映传动链的整体状况，从而能精确地确定是采取整体更换的方法还是采取个别剔除的方法更加符合安全性和经济性的要求。如果分析的结论是采取个别剔除的方法，则由该曲线图最右端的区间能直接得出需要剔除风险最大链节的数量，由此结合排序表(下面有介绍)，就能直接确定哪几个链节需要被剔除。1时间分布曲线图
该曲线图的横坐标为日期，纵坐标为形变量，该曲线图客观地反映了以往链节形变量随着时间而增大的情况，即形变随时间发展的过程，由此可以展望未来的发展趋势，从而可以确定该传动链的自然工作寿命，还可以确定人为介入(剔除形变最大的几个链节)后传动链的工作寿命。1排序表
此排序表不但列出了形变量由大到小的自然排序表，还列出了真实排序表(超差的形变纯粹由链节本身形变而引起)、虚排序表(超差的形变不是由于链节本身引起，而是由于油污等档光引起)，对于必须马上采取剔除/更换措施的超差链节都标以星号“*”。另外该数据分析软件还可以给出由上述前三种图所对应的测试报告。由于使用了数据分析软件，该数据应用处理子系统能分析处理测量获得的数据， 并产生分析报告。便于工作人员之间关于设备状况的信息沟通与相互传达，从而在设备的管理人员与技术人员的层面进一步提高了实用性。所述测量辅助装置7包括背景光装置71、激光定位器72、激光定位器73、传动链首末探测器74 ；其中所述背景光装置71用于提供成像环境所需的均勻环境光照条件，从而减少受环境影响而导致的测量误差；所述激光定位器72与激光定位器73配合使用，于测量开始前调整测量平台使之基准为当前被测试平台的实际中心高度；其作用在于生成两束激光并将两束激光对准，其特点是改善了测试系统中由两个光学系统主光轴形成的主光平面相对于在线检测中链节动态高度中心线递进调节过程。所述传动链首末探测器74用于检测被测试传动链的首末链节，从而确定一个测试流程的起始，从而控制检测过程的开始与结束。在本实施例中具体来说是将一个HALL传感器(不使用时从测试主机取出单独放置)插入测试主机对应的信号口，并将一个磁钢安装于流水线传动链滑架的上臂凹槽内，此两部件形成配合，用于确定的测量与结束，当HALL传感器感应到随传动链运动的磁钢时， 产生一个触发信号用于驱动测试主机开始测量过程，并当此HALL传感器再次感应到磁钢时，结束整个测量过程，此一个周期为整个传动链传动一周运行所需的周期。所述报警装置8由喷标记控制装置81通信电缆82喷标记装置83构成，其中所述喷标记装置当接收到来自主控制器MCU的报警信号之后，将颜色喷涂于问题链节上。其中所述喷标记控制装置81的作用在于当接收到来自主控制器MCU的报警信号之后，发送喷涂信号给喷标记装置83，所述喷标记装置83在接收到喷标记控制装置81的信号之后将颜色鲜明的显色剂喷射在该问题链节上，该过程为自动完成无需人工介入，并且便于操作人员查找问题链节，从而提高了实用性。因为喷标记过程中形成的电信号很强， 为避免此电信号对测量的影响，该部分在实际使用中应采用隔离措施。隔离措施具体包括保证电信号单向传输或使用光信号用于传输。所述传动链控制装置9包括近控制端91通信电缆92远控制端93，其中所述近控制端91安装于测试主机，用于接收主控制器MCU发出的报警信号，此信号通过所述通讯电缆传输到所述远控制端93 ；所述远控制端93根据信号情况选择控制传动链驱动电机停止在预定的位置。该装置作用在于，检测时遇到超差(超过预先输入的设定值)的问题链节，则通过远程控制传动链驱动电机的方式，让整条传动链自动在预定的位置停下。此预定位置一般是便于更换/剔除的操作工位，因此，传动链控制装置的应用提高了传动链检测的实用性。其中所述的传动链控制装置的近控制端91安装于测试主机内，远控制端93 安装于测试主机外与传动链电机控制装置连接。该部分的线路图如图9所示。其组成部分控制器MCUt 941，光耦合器942， M488t 芯片 943，施密特触发器 SMTt (A) 944A—SMTt (B) 944B,发光二极管 LEDt (A) 945A—LEDt (B) 945B，网络电源 PWRt 946，MCUu 951，LCDu 952，M488u 芯片 953，晶体管 954，继电器 955，施密特触发器 SMTu (A) 956A—SMTu (D) 956D,按纽 Ku (A) 957A—Ku (C) 957C，发光二极管LEDu (A) 958A—LEDu (B) 958B，网络电源PWRu 959，远程通信网络923。 两MCU的时钟源、电源等辅助内容没有绘制。本部分功能与特点如下
1远程通信网络923插入对应的信号口后开机时，采用双保险的方式确保远程通信网络能正常工作(1)指示灯LEDt(B) 945B和LEDu(B) 958B直接显示网络的状态；(2)由两端控制器941和951分别检测电位来判断网络的状态，并将检测结果通过指示灯LEDt(A) 945A、LEDu (A) 958A和显示屏MCUu 952显示出来。1在上述措施的前提下，两端的控制器941和951还有一个带密码的握手过程，以防任何随机插入的信号线中的误操作信号。仅当握手成功本控制系统才接受主控制器发送来的报警信号，并开启对驱动电机控制线路的介入作用。1在整个检测过程中，两个控制器941和951还用CCPl�？榧觳庠冻掏缈赡芊⑸娜魏我馔馇榭觥Ｒ坏┓⑾郑⒖坦乇战槿牍δ埽⑺统鲂藕盘崆牍ぷ魅嗽奔笆迸懦缥侍�。1上述安排能确保凡是任何意外导致连接双方的信号电缆(如双绞网线)脱落， 导电接触性能不良等种种问题发生时，都能立刻关闭本系统的介入作用。1每当MCUt 941从主控制器MCU收到一个报警信号(WRN)，它给MCUu 951发送的不是一个普通的信号或脉冲，而是一个特殊的信息，MCUu 951收到该特殊信息后须核对其完整性。这样的安排，既能防止任何偶然信息的介入，又能进一步确保远程网络的正常工作状态1 一条传动链测量结束时，两端的控制器941、951及时关闭上述介入，以防止任何误操作。1为了确保远程通信，使用了 488芯片，该芯片本身可以确保1200米的稳定通信。1为了避免本系统可能对整个测试系统带来的电信号冲击，采用了光耦合器942。图9是传动链驱动电机控制装置的运行流程图。主要包括三个阶段
S301上电初始化；S302-S309检验通信网络状态确保通信安全；S310-S316对电机的定位停机控制。具体流程为 S301初始化，接好网络 S302测试网络是否连通 S303判断电平数值
正常，则转到S305; 不正常，则转到S304; S304提示网络有问题，转到S303 ； S305打开网络监视端口，监控网络情况； 有问题，转到S306; 没有问题，转到S307; S306给出错误指示，并等待问题解决； S307两端的控制器进行通信握手； S308判断握手成功与否 成功，转到S310 ； 不成功，转到S309 ； S309给出错误提示，等待问题解决，回到S308 ； S310远控制端打开CCP2端口 ； S311端口 CCP2是否捕捉到报警信息 有报警信息，则转到S312; 没有报警信息，则继续等待； S312近控制端向远控制端的USART 口发送特殊确认信息 S313远控制端判断确认结果是否一致 若一致，则转到S314 ； 若不一致，则转到S311 ； S314设置端口状态，读取设置的停机位，控制传动链驱动电机停在设定的停机位； S315接收指令
操作未完成，则转到S315继续等待； 若操作完成，则转到S316; S316判断整个测量状态
未完成，则等待下一次的传动链电机控制指令； 完成，则关机； 图9中的变量说明如下τ 4是确定电机停机位置的延时时间量，由此可以合理地确定电机的停机位置，也就是传动链的停链位置，为操作人员更换/剔出超差链节提供了空间上的方便。通过三个按钮Ku(A)457A—Ku(C)457C将τ 4输入到控制器MCUu 451自带的 EEPROMu内，每条传动链的τ 4值不同，根据现场空间位置的测绘后进行计算而得。所述各组成部分除安装于PC机上数据分析软件以及数据库与传动链驱动电机的远程定位控制系统的远控制端之外，其余部分组成测试主机，用于与测试平台连接，所述的数据分析软件与数据库安装于PC机上，用于对测试数据进行存储、分析。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应该理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利所确定的保护范围内。
权利要求
1.一种流水线传动链检测方法，包含将检测装置与被检测平台连接的准备步骤，其特征在于，其特征在于，包括以下步骤 (1)开机初始化；(2)选择测试功能或非测试功能； 当选择非测试功能时，转到步骤(3A)； 当选择测试功能时，转到步骤(3B)；(3A)查询或上传存储的检测数据，并结束关机； (3B)输入各项参数，准备开始测量；(4)当检测装置探测到被测传动链链节的首端之后开始测量；(5)当传动链链节经过时，对生成的像场信息进行选行处理，判断是否生成触发信号；若不生成触发信号，则继续执行(5)； 若生成触发信号，则转到步骤(6)；(6)收到触发信号后，检测装置拍摄当前传动链链节图像，并将该图像与其存贮的对应的标准图像进行比较，计算出当前传动链链节的检测数据，并保存该数据；(7)检测装置将当前传动链链节的检测数据与预先输入的临界值进行比较， 若检测数据超过临界值，且初始化时候选择喷涂选项，则转到步骤(8)； 若未超过临界值，转到步骤(14)；(8)检测装置的报警部分对当前传动链链节实施操作；(9)检测装置同时发送信号，准备确认是否需要控制对被检测平台停机的指令， 如不需要停止传动链，转到步骤(14)；如需要停止传动链，转到步骤(10)；(10)检测装置的传动链驱动电机控制近控制端与检测装置的传动链驱动电机控制远控制端有一个握手通信的环节，若握手不成功，则继续等待； 若握手成功，转到步骤(11);(11)由传动链电机定位控制远控制端93发出指令，控制被检测平台的传动链链节在预设的维修位置停下；(12)在现场问题解决之后，并且检测主机接收到继续检测的指令， 若上述条件不满足，则继续等待；若上述条件满足，转到步骤S13 ；(13)重新启动被检测平台；并转到步骤(14);(14)传感器检测是否当前传动链链节为末端； 若当前传动链链节非末端，则转到步骤(5)； 若当前传动链链节为末端，则转到步骤(15)；(15)上传检测数据到PC机；以便PC机上的专用数据分析软件对检测数据进行分析和预测并且得出分析报告；关机。
2.一种流水线传动链检测装置，包含光学成像装置11与12、选行与拍摄触发装置2、 人机交互装置3、主控制器4、数字信号处理装置5、数据存储与处理子系统6、测量辅助装置7、报警装置8、传动链电机定位控制装置9 ；其特征在于所述光学成像装置(11、12)包括驱动�？�(111、121)、光学�？�(112、122)和图像传感器(113、123)，两个光学成像装置成对配合使用，形成双光学成像系统，用于生成传动链链节的像场，并在接收到指令的情况下，拍摄当前传动链链节的图像；所述选行与拍摄触发装置2由选行装置(21、22)和选行信号处理与拍摄触发装置23构成，用于从光学成像装置(11、12)生成的像场行信号中选出最贴近该链节高度中心线的那一行视频信号，经过计算生成拍摄系统的拍摄触发信号，此信号将通知光学成像装置(11、12)拍摄当前传动链链节的图像；其中，所述的两个选行装置配合使用，用于接收由图像传感器传来的图像行信号，送出最贴近的行信号给选行信号处理与拍摄触发装置；所述选行信号处理与触发装置23收到两个选行装置(21、22)传送过来的信号之后，计算后生成系统的拍摄触发信号；所述人机交互装置3用于输入数据与控制指令，并显示数据以及运行状态；所述主控制器4 (MCU)用于控制本检测装置的流程， 并参与运算；所述数字信号处理装置5用于进行拍摄图像的比较与计算，并得出形变量的检测数据；所述数据存储与处理装置6包括存储器、安装于pc机上的数据库与数据分析软件，用于保存检测数据、处理与分析检测数据；所述数据分析软件和所述数据库安装于外置的PC上，可以分析检测数据并给出测试分析报告；所述测试分析报告包括形变量的空间分布曲线、统计分布曲线、时间分布曲线；所述测量辅助装置7包括激光定位器(72、73)和传动链首末端探测器74，所述激光定位器(72、73)相互配合，设置在传动链的左右两侧，生成激光并对准这两束水平激光，用于测量开始前调整主机高度；所述传动链首末探测器74用于并确定测量的开始与结束；所述报警装置8用于对被磨损的问题链节喷涂标记；所述传动链电机定位控制装置9用于控制传动链电机的停止，使涂有标记的问题链节停止在预先设定的，方便更换问题链节的位置；所述各组成部分除安装于PC机上数据分析软件以及数据库与传动链电机控制装置9的的远控制端93之外，其余部分组成测试主机。
3.如权利要求2所述的传动链检测装置，其特征在于，所述人机交互装置3可采用触摸屏或键盘控制面板。
4.如权利要求2所述的传动链检测装置，其特征在于，该装置可进一步包含背景光装置71，所述背景光装置用于提供检测环境所需的背景照明光。
5.如权利要求2所述的检测装置，其特征在于，其装置内各部件所需的时钟源必须要统一，一致。
6.如权利要求2所述的传动链检测装置，其特征在于，该装置包含测量和非测量的两种使用功能。
全文摘要
本发明提供一种流水线传动链的自动数码检测方法以及装置，其特征在于提供一种定量、精确、实用的传动链在线检测方法与设备。该检测装置包括光学成像装置，选行与拍摄触发信号生成装置，图像信号处理装置和测量数据存储与分析部分，人机交互装置和测量辅助部分，报警处理部分和驱动电机远程定位控制部分，以及电源。本发明提供了一种方法和一种装置用以检测流水线传动链执行检测。本发明实现了传动链链节节距形变量的定量测量，并实现了上述测量的实用、精确性与重复性，并且能够根据测量数据给出分析报告，便于对传动链链节质量问题做出预防与处理。
文档编号G01B11/16GK102494629SQ20111042268
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者关宏英, 吴学海, 吴寿海, 宋�？�, 朱红孝, 柴本荣, 葛大伟 申请人:上海诚诚欣信息科技有限公司
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