具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

实施例

由于熔融金属的取样检测作业工作面临高温、高飞溅、高粉尘等恶劣环境因素，人工操作具有较高的危险性与不稳定性，目前部分环节已通过机器人或其他自动化设备的投用来替换人工操作，如测温取样机器人、自动分离装置、风动送样系统、检验机器人的使用，但针对取样检测全流程的无人化作业，相关系统和方法还较为欠缺，并没有实现完全的无人化作业。

为了解决上述问题，本实施例提供了一种熔融金属无人化检验系统，包括：机器人站点以及中央控制单元，机器人站点设置有多个，各机器人站点相互独立并依时序执行控制指令；中央控制单元分别与各机器人站点通信，并通过各机器人站点实时反馈的执行结果，对各机器人站点进行统一调度。中央控制单元还用于按时序生成控制指令，控制指令包括取样指令、送样指令以及检验指令，然后分别控制对应机器人站点执行对应控制指令。

机器人站点包括：

一、第一机器人站点

第一机器人站点，用于执行取样指令，对熔融金属融液进行取样。第一机器人站点包括：第一机械臂、测枪装置、样品自动分离装置、取样器、存放架、站点控制单元以及用于生成取样点位置信息的第一视觉装置；测枪装置固定于第一机械臂的末端，并受第一机械臂带动；取样器放置在存放架上。

第一视觉装置包括：

图像采集模块，用于对炉口信息以及熔融液面信息进行采集，即采集炉口图像以及熔融液面图像。

炉口状态判断模块，用于根据炉口信息判断炉口是否处于开启状态，若炉口处于开启状态，则生成炉口状态信息。对炉口状态进行判断，以便于判断取样器是否能够进入到炉内进行取样。

取样点位置判断模块，用于根据熔融液面信息和炉口状态信息判断炉口与熔融液面之间的位置距离，生成判断结果，之后根据判断结果生成取样点位置信息。取样器取样时，需要将取样器插入熔融金属液面之下，对熔融液面与炉口之间的距离进行判断，以便于控制取样器到达对应取样点位置。

第一机器人站点的站点控制单元包括：

对接控制模块，用于获取取样指令后，控制第一机械臂动作，使得第一机械臂末端的测枪装置与取样器对接；

取样控制模块，用于根据取样点位置信息控制第一机械臂动作，使取样器到对应取样点取样；

样品分离控制模块，控制第一机械臂运动至样品自动分离装置，样品自动分离装置将固化后的样品与取样器分离。

本方案中对接控制模块、取样控制模块以及样品分离控制模块之间可以依次数据连接，对接控制模块执行完成对应指令后，发送执行结果给取样控制模块，使得取样控制模块执行相应指令，待取样控制模块执行完成相应执行后，生成执行结果，控制样品分离控制模块工作，使得对接控制模块、取样控制模块以及样品分离控制模块依次执行对应指令。本方案中对接控制模块、取样控制模块以及样品分离控制模块还可以分别与中央控制单元数据连接，通过中央控制单元统一控制。

二、第二机器人站点

第二机器人站点包括第二机械臂、移送小车、第一电动抓手、避障装置、站点控制单元以及用于识别样品位置的第二视觉装置，第二机械臂安装在移送小车上，第一电动抓手安装在第二机械臂上并受第二机械臂带动对样品进行抓取，将取样器中脱离的样品抓取送至风动送样管道的入口；移送小车的设置，以实现第二机械臂的移动，避免第二机械臂因自身驱使范围而影响样品的抓取。本实施例中第二机械臂为轻载协作型机器人，移动小车为自动引导运输车(AGV)，避障装置为激光雷达，避障装置设置在移动小车上。

第二机器人站点的站点控制模块包括：

样品抓取控制模块，用于获取送样指令，然后根据送样指令控制移动小车运动至样品自动分离装置旁，第一电动抓手对分离出来的样品进行抓取；

样品移送控制模块，用于获取样品抓取完成信息后，控制移动小车运动至风动送样装置，然后控制第一电动抓手将样品放置到风动送样装置的风动送样入口，使风动送样装置对样品进行传送。

本方案中样品抓取控制模块与样品移送控制模块可以依次数据连接，在样品抓取控制模块执行完成相应指令后生成执行结果，使样品移送控制模块获取执行结果后动作；本方案中样品抓取控制模块和样品移送控制模块还可以分别与中央控制单元数据连接，通过中央控制单元控制样品抓取控制模块和样品移送控制模块依次工作。

第二视觉装置包括：

图像采集模块，用于对样品放置信息进行采集，样品放置信息即采集的样品放置的图像。

样品位置判断模块，用于根据样品放置信息判断样品位置，以便于第一电动抓手能够准确抓取样品。

三、第三机器人站点

第三机器人站点包括站点控制单元、第三机械臂、第二电动抓手、制样机、分析装置以及用于对样品位置进行识别的第三视觉装置，第三机械臂用于从风动送样管道抓取样品至制样机上进行打磨，并抓取打磨后的样品放置于分析装置生成检验数据。样品经制样机打磨后再进行检验，避免因样品表面氧化或有其它附着物而影响检验结果。

第三机器人站点的站点控制单元包括：

打磨控制模块，用于获取检验指令，然后控制第三机械臂带动第二抓手至风动送样装置的风动送样出口，将样品抓取至制样机上进行打磨；

检验控制单元，用于控制第三机械臂带动第二抓手，将打磨后的样品抓取至分析装置进行检验。

第三视觉装置包括：

图像采集模块，用于对样品放置信息进行采集，样品放置信息即采集的样品放置的图像。

样品位置判断模块，用于根据样品放置信息判断样品位置，以便于第二电动抓手能够准确抓取样品。

本实施例中，第一视觉装置、第二视觉装置以及第三视觉装置均中的图像识别模块均包括双目相机，通过相机进行图像采集，通过现有的图像识别技术对双目相机采集的图像进行识别。图像识别技术可以为神经网络的图像识别技术、非线性降维的图像识别技术等。

具体实施时，本方案中通过第一机器人站点、第二机器人站点以及第三机器人站点分别执行对应控制指令，通过中央控制单元集中控制，以实现整个检验过程的无人化。本实施例中的中央控制单元和站点控制单元可以设置在同一控制器中，也可以分别设置在不同的控制器内。

如图1至图4所示，为了解决上述问题，本实施例还提供了一种熔融金属无人化检验方法，包括：

S1、按时序生成取样指令、送样指令以及检验指令。

中央控制单元按时序生成取样指令、送样指令以及检验指令，并在接收机器人站点反馈的执行结果，对机器人站点进行统一调度。

S2、第一机器人站点执行取样指令，进行熔融金属取样；

S201、第一机械臂带动测枪装置从零位到探头存放架上取取样器；

S202、第一视觉装置生成取样点位置信息；

第一视觉装置生成取样点位置信息时，包括：

获取第一机械臂到达停靠点的到位信息；判断第一机械臂是否到达停靠点可以通过第一视觉装置、到位检测传感器等进行检测判断。

通过第一视觉装置进行炉口信息判断，判断炉口是否开启，生成炉口状态信息；

炉口开启时，第一视觉装置进行熔融液面信息判断，计算取样点位置和炉口之间的距离，生成取样点位置信息。

S203、第一机械臂根据取样点位置信息到对应取样点进行熔融金属取样；

S204、将样品在自动分离装置上进行冷却、脱模，样品与取样器分离。

S205、第一机械臂回到零位。

S3、第二机器人站点执行送样指令，将样品送至风动送样装置的风动送样入口；

S301、移送小车从零位运动至取样装置旁的停靠点；对于移送小车是否停靠到位，可以通过第二视觉装置拍摄停靠位置图像后进行图像识别判断，也可以通过设置行程开关、到位检测传感器等实现。

S302、第二视觉装置获取样品在取样分离装置上的位置；本实施例中通过第二视觉装置拍取样分离装置的图像，通过图像识别技术判断样品在取样分离装置上的具体位置，生成样品位置信息发送给移送小车。

S303、移送小车上的第二机械臂带动第一电动抓手从取样分离装置上抓取样品至风动送样入口；风动送样通道对样品进行传送，将样品传送至风动送样出口，移送小车回到零位。

S4、第三机器人站点执行检验指令，从风动送样管道出口抓取样品，将样品进行打磨后进行检验分析；

S401、第三机械臂从零位带动第二电动抓手至风动送样管道的出口抓取样品至制样机；

S402、制样机对样品进行打磨，去除表面氧化层和附着物，以避免氧化层和附着物影响后续检验结果。

S403、第三机械臂带动第二电动抓手抓取打磨后的样品至分析装置进行检验分析。

S404、第三机械臂回到零位。

由于方法部分的实施例与系统部分的实施例相互对应，因此，方法部分的实施例具体请参见系统部分实施例的描述，在此暂不赘述。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。