一种基于在线检测的微波旋磁铁氧体制备方法
阅读说明：本技术 一种基于在线检测的微波旋磁铁氧体制备方法 (Microwave gyromagnetic ferrite preparation method based on online detection ) 是由 张方远 于 2020-12-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于在线检测的微波旋磁铁氧体制备方法,包括如下步骤：混合；一次球磨；预烧；二次球磨；制料粉造粒,并通过在线含水率检测装置检测料粉的含水率；压制成型；烧结；磨加工；对完成磨加工的工件通过表面检测系统进行表面检测；记录连续存在表面缺陷的工件数量为N；若N的数值大于表面检测系统内存储的预设值；则启动警报装置；在工件完成后端上增设表面检测系统进行表面检测；检测表面是否存在表面缺陷；并记录连续存在缺陷工件的数量,及时检测产线状态；且增加在线含水率检测装置检测料粉的含水率,使得影响产品质量参数可视化；随时监测各道工序参数且能更快的排查出问题点。(The invention discloses a microwave gyromagnetic ferrite preparation method based on online detection, which comprises the following steps: mixing; performing primary ball milling; pre-burning; performing secondary ball milling; granulating the material powder, and detecting the water content of the material powder by an online water content detection device; pressing and forming; sintering; grinding; carrying out surface detection on the workpiece subjected to grinding processing by a surface detection system; recording the number of workpieces with continuous surface defects as N; if the numerical value of N is larger than a preset value stored in the surface detection system; the alarm device is started; a surface detection system is additionally arranged at the rear end of the finished workpiece for surface detection; detecting whether the surface has surface defects; recording the number of workpieces with continuous defects, and detecting the state of a production line in time; the water content of the material powder detected by the online water content detection device is increased, so that the product quality parameters are influenced to be visualized; each process parameter is monitored at any time and the problem points can be detected more quickly.)
技术领域
本发明涉及旋磁铁氧体制作技术领域，具体为一种基于在线检测的微波旋磁铁氧体制备方法。
背景技术
微波铁氧体又称旋磁铁氧体，在高频磁场作用下，平面偏振的电磁波在铁氧体中按照一定方向传播时，偏振面会不断绕传播方向旋转的铁氧体材料。具有铁磁共振线宽小、自旋波共振线宽大、在低频段，饱和磁化强度低和磁晶各向异性常数小、介质损耗低、稳定、性高等性能。采用电子陶瓷工艺，热压烧结或氧气氛中烧结制造而成，主要用于制作毫米波铁氧体器件。
铁氧体目前的是粉料混合、压铸、烧结、机加工、刷银层制作而成；然而工业生产得到的铁氧体磁片在生产、打磨过程中，无法避免导致部分磁片出现断痕、缺口等缺陷问题，现有的流水线生产过程中，由于的缺陷不明显的特点，很难用机械的方式进行准确区分识别，所以大多采用人工肉眼识别的方法，将导致其在次品识别生产工序中需要大量的人工进行手动辅助区分，生产效率低下，无法满足快速、高品质的生产；
且当发现有缺陷的样品时，需要对各道工序参数进行排查，而现有的影响参数，包括原材料配方含量、铁氧体造粒粉料含水率、压制压力、烧结温度，打磨力度等，其中，除了铁氧体造粒粉料含水率需要采用取少量样品称重、烘干、再称重，计算含水率外，其他主要参数均能在线控制监测，由此，若将铁氧体造粒粉料含水率实现在线连续检测，便能更加快速排查出各道工序参数是否合适。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于在线检测的微波旋磁铁氧体制备方法，用以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于在线检测的微波旋磁铁氧体制备方法，包括如下步骤：
步骤1：混合；以NiO、CuO、ZnO和Fe2O3为原料，按照分子式Ni0.2Cu0.2Zn0.6Fe2O4中金属元素的比例折算出NiO、CuO、ZnO和Fe2O3的质量百分比，进行称料、混料；
步骤2：一次球磨；一次球磨10小时，使原料充分混合，得到一次球磨后的混合粉料；
步骤3：预烧；将步骤2得到的一次球磨后的混合粉料放在烘箱中，采用120℃的温度进行干燥，然后放入烧结炉内进行第一次预烧，预烧温度为820℃，时间为3小时，随炉冷却至室温，得到第一次预烧后的预烧粉体；
步骤4：二次球磨；在步骤3得到的第一次预烧后的预烧粉体进行第二次球磨，得到二次球磨后的混合粉料；
步骤5：制料粉造粒，并通过在线含水率检测装置检测料粉的含水率；将步骤4得到的二次球磨后的混合粉料加入15wt％的草酸制得料粉并检测含水率后进行造粒；
步骤5：压制成型；造粒完成后，压制成2～6mm厚的环；
步骤6：烧结；将压制成型的工件按一定的摆放顺序放入烧结炉内进行烧结；
步骤7：磨加工；
步骤8：对完成磨加工的工件通过表面检测系统进行表面检测；检测表面是否存在表面缺陷包括裂痕和/或缺口；若检测出存在表面缺陷则通过推料装置将工件推入待回收区；
步骤9：记录连续存在表面缺陷的工件数量为N；若N的数值大于表面检测系统内存储的预设值；则启动警报装置；其中，表面检测包括工件的上下表面检测以及工件的侧面检测；
步骤10：表面检测合格的工件进行焙银。
优选的，表面检测系统包括工件顶面图像获取装置、工件底面图像获取装置以及工件侧面图像获取装置，所述工件顶面图像获取装置、工件底面图像获取装置以及工件侧面图像获取装置连接图像处理系统，通过所述图像处理系统识别工件的顶面、底面以及侧面是否存在裂痕和/或缺口；
图像处理系统识别工件的顶面、底面以及侧面是否存在裂痕和/或缺口的方法，包括如下步骤：
S1：将获取得到的工件顶面图像、工件底面图像以及工件侧面图像，进行编号形成第一待测图像、第二待测图像以及第三待测图像；
S2：提取第一待测图像，对图像进行预处理，包括几何校正、辐射校正以及去噪；
S3：通过Canny算子边缘检测确定第一待测图像中工件的边界轮廓，并提取边界轮廓内的图像；
S4：将步骤S3中获取的图像转换成第一待测灰度图像；
S5：获取步骤S4中第一待测灰度图像的中心点像素灰度值，以中心点为圆心向外呈圆周辐射；将相邻点像素灰度值与中心点灰度值做差值比较运算，得到差值为T1；并记录对比数量为S1；若T1≤10；则记录该相邻点灰度值；若T1＞10，则舍弃该相邻点灰度值；依此类推，当S1值大于图像像素点的50％时，将记录的各相邻点的灰度值求取平均值，得到标准灰度值；并形成标准灰度图像，标准灰度图像各个像素点的灰度值为标准灰度值，且标准灰度图像的像素与第一待测灰度图像相同；
S6：将标准灰度图像与第一待测灰度图像做“与”运算，得到第一待测灰度图像中区别于标准灰度图像的像素点；
S7：判断区别像素点是否为裂痕或是缺口；若区别像素点为呈线性排列则判断为裂痕；若区别像素点为块状排列，则判断为缺口；
S8：提取第二待测图像，根据步骤S1-S7判断工件底面是否存在裂痕或是缺口；
S9：提取第三待测图像，根据步骤S1-S4形成第二待测灰度图像；
S10：获取步骤S9中第二待测灰度图像的中心点像素灰度值，以中心点为中心向外呈矩形辐射；将相邻点像素灰度值与中心点灰度值做差值比较运算，得到差值为T2；并记录对比数量为S2；若T2≤10；则记录该相邻点灰度值；若T2＞10，则舍弃该相邻点灰度值；依此类推，当S2值大于图像像素点的50％时，将记录的各相邻点的灰度值求取平均值，得到标准灰度值；并形成标准灰度图像，标准灰度图像各个像素点的灰度值为标准灰度值，且标准灰度图像的像素与第二待测灰度图像相同；
S11：将标准灰度图像与第二待测灰度图像做“与”运算，得到第二待测灰度图像中区别于标准灰度图像的像素点；
S12：判断区别像素点是否为裂痕或是缺口；若区别像素点为呈线性排列则判断为裂痕；若区别像素点为块状排列，则判断为缺口。
优选的，所述在线含水率检测装置包括第一输送轨道；所述第一输送轨道的侧边上设置有安装架，安装架上连接有旋转测试机头，所述旋转测试机头上设置有近红外水分仪。
优选的，旋转测试机头包括中空壳体，中空壳体的底部设置有转轴，所述转轴通过轴承与安装架连接，转轴的末端与第一电机的输出轴连接。
优选的，表面检测系统包括振动盘，振动盘的输出通道末端上连接有第一提升架组件，所述第一提升架组件包括托板，所述托板的底部与第一气缸的活塞杆连接；初始状态时，托板与振动盘输出通道末端在同一平面并相互连接；还包括检测通道，检测通道垂直于所述振动盘输出通道末端，且位于所述振动盘输出通道的上方；沿所述检测通道上依次设置有工件顶面侧面检测工位和工件底面检测工位；所述工件顶面图像获取装置以及工件侧面图像获取装置设置在工件顶面侧面检测工位上，包括第一拍摄腔室，所述第一拍摄腔室位于检测通道的上方，所述第一拍摄腔室的顶部设置有第一摄像设备；所述第一拍摄腔室的侧部设置有扫描摄像设备，还包括工件固定盘组件，所述工件固定盘组件包括第一托盘，所述第一托盘的底部连接有第二气缸，所述第二气缸的底端连接有第一电机输出轴；所述第一托盘通过第二气缸带动上下运动，其初始状态与检测通道在同一平面并相互连接；第一托盘的顶面上设置有偶若干气孔，第一托盘内部中空，底部设置有排气孔，所述排气孔上连接有第一微型气泵；
当工件由检测通道传输至第一托盘上时，第一第一微型气泵吸气，将工件吸住；第一托盘上升至第一拍摄腔室内，第一摄像设备对其顶面进行拍摄；第一电机带动第一托盘转动，扫描摄像设备扫描得到工件侧面图像；
工件底面图像获取装置包括设置与检测通道顶部的第二拍摄腔室，所述第二拍摄腔室顶部设置有第三气缸，所述第三气缸连接有吸盘组件，还包括第二摄像设备，所述第二摄像设备通过第四气缸设置于第二拍摄腔室的侧壁上，拍摄时，第二摄像设备摄像头位于工件底部上。
优选的，所述吸盘组件包括第二托盘，所述第二托盘的底面上设置有若干气孔，内部中空，顶部设置有通孔，通孔上设置有第二微型气泵。
优选的，检测通道端部设置有第一推料装置，所述第一推料装置包括第一推板，第一推板连接第五气缸，第一推板与检测通道在同一平面上，用于将托板上的工件推入检测通道内。
优选的，检测通道侧部设置有第二推料装置和第三推料装置；第二推料装置和第三推料装置的结构与第一推料装置一致，且第二推料装置与工件顶面侧面检测工位对应设置用于将工件顶面或侧面有表面缺陷的工件推入相对侧设置的第一待回收区，第三推料装置与工件底面工位对应设置用于将工件底面有表面缺陷的工件推入相对侧设置的第二待回收区。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供一种基于在线检测的微波旋磁铁氧体制备方法，在工件完成后端上增设表面检测系统进行表面检测；检测表面是否存在表面缺陷；并记录连续存在缺陷工件的数量，及时检测产线状态；且增加在线含水率检测装置检测料粉的含水率，使得影响产品质量参数可视化；随时监测各道工序参数且能更快的排查出问题点。
附图说明
图1为本发明的在线含水率检测装置结构示意图；
图2为图1的另一方向的结构示意图；
图3为本发明的第一提升架组件的结构示意图；
图4为本发明的表面检测系统的结构示意图；
图5为本发明的工件图像获取装置的结构示意图；
图6为图5的第二摄像设备安装结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：
一种基于在线检测的微波旋磁铁氧体制备方法，包括如下步骤：
步骤1：混合；以NiO、CuO、ZnO和Fe2O3为原料，按照分子式Ni0.2Cu0.2Zn0.6Fe2O4中金属元素的比例折算出NiO、CuO、ZnO和Fe2O3的质量百分比，进行称料、混料；
步骤2：一次球磨；一次球磨10小时，使原料充分混合，得到一次球磨后的混合粉料；
步骤3：预烧；将步骤2得到的一次球磨后的混合粉料放在烘箱中，采用120℃的温度进行干燥，然后放入烧结炉内进行第一次预烧，预烧温度为820℃，时间为3小时，随炉冷却至室温，得到第一次预烧后的预烧粉体；
步骤4：二次球磨；在步骤3得到的第一次预烧后的预烧粉体进行第二次球磨，得到二次球磨后的混合粉料；
步骤5：制料粉造粒，并通过在线含水率检测装置检测料粉的含水率；将步骤4得到的二次球磨后的混合粉料加入15wt％的草酸制得料粉并检测含水率后进行造粒；
步骤5：压制成型；造粒完成后，压制成2～6mm厚的环；
步骤6：烧结；将压制成型的工件按一定的摆放顺序放入烧结炉内进行烧结；
步骤7：磨加工；
步骤8：对完成磨加工的工件通过表面检测系统进行表面检测；检测表面是否存在表面缺陷包括裂痕和/或缺口；若检测出存在表面缺陷则通过推料装置将工件推入待回收区；
步骤9：记录连续存在表面缺陷的工件数量为N；若N的数值大于表面检测系统内存储的预设值；则启动警报装置；其中，表面检测包括工件的上下表面检测以及工件的侧面检测；
步骤10：表面检测合格的工件进行焙银。
表面检测系统包括工件顶面图像获取装置、工件底面图像获取装置以及工件侧面图像获取装置，所述工件顶面图像获取装置、工件底面图像获取装置以及工件侧面图像获取装置连接图像处理系统，通过所述图像处理系统识别工件的顶面、底面以及侧面是否存在裂痕和/或缺口；
图像处理系统识别工件的顶面、底面以及侧面是否存在裂痕和/或缺口的方法，包括如下步骤：
S1：将获取得到的工件顶面图像、工件底面图像以及工件侧面图像，进行编号形成第一待测图像、第二待测图像以及第三待测图像；
S2：提取第一待测图像，对图像进行预处理，包括几何校正、辐射校正以及去噪；
S3：通过Canny算子边缘检测确定第一待测图像中工件的边界轮廓，并提取边界轮廓内的图像；
S4：将步骤S3中获取的图像转换成第一待测灰度图像；
S5：获取步骤S4中第一待测灰度图像的中心点像素灰度值，以中心点为圆心向外呈圆周辐射；将相邻点像素灰度值与中心点灰度值做差值比较运算，得到差值为T1；并记录对比数量为S1；若T1≤10；则记录该相邻点灰度值；若T1＞10，则舍弃该相邻点灰度值；依此类推，当S1值大于图像像素点的50％时，将记录的各相邻点的灰度值求取平均值，得到标准灰度值；并形成标准灰度图像，标准灰度图像各个像素点的灰度值为标准灰度值，且标准灰度图像的像素与第一待测灰度图像相同；
S6：将标准灰度图像与第一待测灰度图像做“与”运算，得到第一待测灰度图像中区别于标准灰度图像的像素点；
S7：判断区别像素点是否为裂痕或是缺口；若区别像素点为呈线性排列则判断为裂痕；若区别像素点为块状排列，则判断为缺口；
S8：提取第二待测图像，根据步骤S1-S7判断工件底面是否存在裂痕或是缺口；
S9：提取第三待测图像，根据步骤S1-S4形成第二待测灰度图像；
S10：获取步骤S9中第二待测灰度图像的中心点像素灰度值，以中心点为中心向外呈矩形辐射；将相邻点像素灰度值与中心点灰度值做差值比较运算，得到差值为T2；并记录对比数量为S2；若T2≤10；则记录该相邻点灰度值；若T2＞10，则舍弃该相邻点灰度值；依此类推，当S2值大于图像像素点的50％时，将记录的各相邻点的灰度值求取平均值，得到标准灰度值；并形成标准灰度图像，标准灰度图像各个像素点的灰度值为标准灰度值，且标准灰度图像的像素与第二待测灰度图像相同；
S11：将标准灰度图像与第二待测灰度图像做“与”运算，得到第二待测灰度图像中区别于标准灰度图像的像素点；
S12：判断区别像素点是否为裂痕或是缺口；若区别像素点为呈线性排列则判断为裂痕；若区别像素点为块状排列，则判断为缺口。
所述在线含水率检测装置包括第一输送轨道1；所述第一输送轨道的侧边上设置有安装架2，安装架上连接有旋转测试机头3，所述旋转测试机头上设置有近红外水分仪4，旋转测试机头包括中空壳体5，中空壳体的底部设置有转轴6，所述转轴通过轴承7与安装架连接，转轴的末端与第一电机8的输出轴连接。
表面检测系统包括振动盘9，振动盘9的输出通道10末端上连接有第一提升架组件11，所述第一提升架组件包括托板12，所述托板的底部与第一气缸13的活塞杆连接；初始状态时，托板与振动盘输出通道末端在同一平面并相互连接；还包括检测通道14，检测通道垂直于所述振动盘输出通道末端，且位于所述振动盘输出通道的上方；沿所述检测通道上依次设置有工件顶面侧面检测工位15和工件底面检测工位16；所述工件顶面图像获取装置以及工件侧面图像获取装置设置在工件顶面侧面检测工位上，包括第一拍摄腔室17，所述第一拍摄腔室位于检测通道的上方，所述第一拍摄腔室的顶部设置有第一摄像设备18；所述第一拍摄腔室的侧部设置有扫描摄像设备19，还包括工件固定盘组件，所述工件固定盘组件包括第一托盘20，所述第一托盘的底部连接有第二气缸21，所述第二气缸的底端连接有第一电机输出轴22；所述第一托盘通过第二气缸21带动上下运动，其初始状态与检测通道在同一平面并相互连接；第一托盘的顶面上设置有偶若干气孔，第一托盘内部中空，底部设置有排气孔，所述排气孔上连接有第一微型气泵24；
当工件由检测通道传输至第一托盘上时，第一第一微型气泵吸气，将工件吸住；第一托盘上升至第一拍摄腔室内，第一摄像设备对其顶面进行拍摄；第一电机带动第一托盘转动，扫描摄像设备扫描得到工件侧面图像；
工件底面图像获取装置包括设置与检测通道顶部的第二拍摄腔室25，所述第二拍摄腔室顶部设置有第三气缸26，所述第三气缸连接有吸盘组件，还包括第二摄像设备27，所述第二摄像设备通过第四气缸28设置于第二拍摄腔室的侧壁上，拍摄时，第二摄像设备摄像头位于工件底部上，所述吸盘组件包括第二托盘29，所述第二托盘的底面上设置有若干气孔，内部中空，顶部设置有通孔，通孔上设置有第二微型气泵30。
检测通道端部设置有第一推料装置31，所述第一推料装置包括第一推板，第一推板连接第五气缸32，第一推板与检测通道在同一平面上，用于将托板上的工件推入检测通道内，检测通道侧部设置有第二推料装置33和第三推料装置34；第二推料装置和第三推料装置的结构与第一推料装置一致，且第二推料装置与工件顶面侧面检测工位对应设置用于将工件顶面或侧面有表面缺陷的工件推入相对侧设置的第一待回收区35，第三推料装置与工件底面工位对应设置用于将工件底面有表面缺陷的工件推入相对侧设置的第二待回收区36。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。