[发明专利]焊缝表面质量智能检测系统及实现方法

说明书

本发明涉及一种焊缝表面质量智能检测系统及实现方法，属于焊缝表面质量检测领域。包括挖机斗杆变位机、工业计算机、六轴机器人、机器人基座、机器人地轨、表面扫查仪器、视觉传输相机、挖机斗杆；所述六轴机器人通过机器人基座固定于机器人地轨之上，夹持表面扫查仪器沿着焊缝进行表面扫查，表面扫查仪器与工业计算机相连。优点在于：构思新颖、结构简单，使用方便。解决了挖掘机斗杆焊缝人工检测精度差和效率低下的问题，利用六轴机器人夹持表面扫查仪器对焊缝进行智能扫查，表面扫查仪器将线激光垂直打在焊缝表面，同时对斗杆焊缝表面质量进行定量检测。极大提高工件焊缝表面质量检测效率，缩短工时50%以上，实用性强。

技术领域

本发明涉及焊缝表面质量检测领域，特别涉及一种工程结构件中挖掘机斗杆的焊缝表面质量智能检测系统及实现方法。

背景技术

目前对于大型工程结构件中挖掘机斗杆焊缝表面检测，通常采用如下人工方式：

(1)卡尺测量焊缝外观尺寸参数：取点采用专用卡尺测量焊缝余高、宽度、焊脚尺寸等参数。该方式因为卡尺磨损和人为因素导致的测量误差可达2mm；对于挖掘机斗杆焊缝余高、宽度、焊脚尺寸等难以准确测量，且检测时只是单纯的取点测量，数据对于整条焊缝并不完整，不能有效反映焊缝的全貌信息。因此一般的人工方法难以高效、准确地检测焊缝表面质量。

(2)视觉观测：通过焊接工人观测焊缝表面状态，不做精确测量，仅凭借着工人经验判定焊缝表面质量的合格性，该方式对于焊缝表面质量的评判不具有可靠数据依据。

综上所述，不论是取点卡尺测量焊缝外观尺寸参数，还是视觉观测确定焊缝表面质量，都存在检测数据不全面、不精确、效率低下等问题。亟待改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种焊缝表面质量智能检测系统及实现方法，解决了现有技术存在的人工表面质量检测技术低精度、效率低下等问题。本发明利用六轴机器人夹持表面扫查仪器对焊缝进行智能扫查，表面扫查仪器将线激光垂直打在焊缝表面，利用软件自动提取焊缝质检特征点，提取焊缝形态学特征，获取对接焊缝余高、宽度、凸起、下凹等参数，获取角接焊缝焊脚尺寸参数，进而根据国家标准对焊缝表面质量进行智能评估。极大提高工件焊缝表面质量检测效率，缩短工时50％以上。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

焊缝表面质量智能检测系统，包括挖机斗杆变位机、工业计算机1、六轴机器人2、机器人基座3、机器人地轨7、表面扫查仪器9、视觉传输相机10、挖机斗杆13；所述六轴机器人2通过机器人基座3固定于机器人地轨7之上，夹持表面扫查仪器9沿着焊缝进行表扫查，表面扫查仪器9与工业计算机1相连。

所述的挖机斗杆变位机由挖机斗杆变位机主支撑架4、挖机斗杆变位机副支撑架5、挖机斗杆变位机副支撑架地轨6、变位机旋转电机8构成，所述挖机斗杆变位机主支撑架4固定在地面，挖机斗杆变位机副支撑架5固定在挖机斗杆变位机副支撑架地轨6的平移滑块上，相对挖机斗杆变位机主支撑架4平移移动，挖机斗杆变位机副支撑架5通过在挖机斗杆变位机副支撑架地轨6上平行滑移配合挖机斗杆变位机主支撑架4夹持挖机斗杆，且通过变位机旋转电机8使挖机斗杆13实现360°旋转；固定于机器人地轨7上的六轴机器人2夹持表面扫查仪器9，通过挖机斗杆变位机的配合，实现不同空间位置和姿态的斗杆焊缝表面质量检测。

所述的表面扫查仪器9与视觉传输相机10通过连接板11固定在六轴机器人2前端，视觉传输相机10通过侧翼连接板固定于表面扫查仪器9上；表面扫查仪器9由线激光发生器、CCD工业相机构成，视觉传输相机10通过USB连接线与工业计算机1连接，将待检测焊缝的表面状态传输于工业计算机1中；表面扫查仪器9内线激光发生器产生的线激光投射于焊缝表面，CCD工业相机拍摄带有激光线的焊缝照片，获取单条激光线的黑白图像，依据CCD工业相机拍摄的频率以及扫查速度，将无数个单条激光线组合为焊缝表面几何状态的三维模拟图，利用焊缝表面几何状态的三维模拟图直观与形象的观测焊缝质量等级。