[发明专利]一种焊管检测装置及利用该装置进行质量检测的方法

摘要

本发明涉及一种焊管检测领域，特别公开了一种焊管检测装置及利用该装置进行质量检测的方法，它包括轨道和PLC控制系统，轨道上由能移动的框架，框架包括横向梁和纵向梁，横向梁和纵向梁的长短都可以调节，在框架上设有三组相机和光源和距离传感器，通过框架在轨道上的移动，由相机从不同角度拍摄待测管表面的情况，然后将拍得的情况传递给PLC控制系统进行分析，从而达到检测待测管的目的。本发明针对依靠人工检测焊管，安全性差、精确度低，结果缺乏说服力的问题，结合图像采集和图像处理技术，将焊管检测全面自动化和可视化，做到自动检测，自动存档，保证每根钢管都有源可查，提高了检测效率，检测的安全性和可靠性。

主权项

1.焊管检测装置对高压注水螺旋焊管进行质量检测的方法，其特征是：焊管检测装置包括PLC控制系统及空中的轨道（1），所述轨道（1）上设有能在轨道（1）上由步进电机（22）带动移动的连接伸缩杆，所述连接伸缩杆为中空结构，它包括固定部分（2）和伸缩部分（3），固定部分（2）内设有总液压缸（4），总液压缸（4）的输出端与伸缩部分（3）固定连接，所述连接伸缩杆连接框架，所述框架包括横向梁（23）和横向梁两端的纵向梁（24），在横向梁的中间部位设有镜头朝下的上相机和光源和距离传感器（8），在两根纵向梁下端设有镜头斜朝上的下相机和光源和距离传感器（9），两根所述纵向梁之间的距离能够调节，所述下相机和光源和距离传感器（9）与横向梁之间的距离也能够调节；所述轨道（1）两头设有用于测量距离的参照杆（5），所述连接伸缩杆上设有两个距离传感器（21）；所述横向梁和纵向梁都为中空结构，所述横向梁包括中间的横向固定段（6）和两端的横向伸缩段（7），所述横向固定段（6）内设有双输出油缸（11），所述双输出油缸（11）分别与横向伸缩段（7）固定连接；所述纵向梁包括纵向固定段（12）和纵向伸缩段（13），所述纵向固定段（12）内设有输出端朝下的液压油缸（14），所述液压油缸（14）与纵向伸缩段（13）固定连接；所述横向梁和纵向梁之间滑动连接，所述横向梁两端均设有第一步进电机（15）和横向齿条（16），所述第一步进电机（15）输出端设有第一齿轮（17），所述第一齿轮（17）与横向齿条（16）啮合连接，所述第一步进电机（15）与纵向梁固定连接，所述纵向梁上设有第二步进电机（18）和能上下滑动的纵向齿条（19），所述第二步进电机（18）的输出端设有第二齿轮（20），所述第二齿轮（20）与纵向齿条（19）啮合连接，所述下相机和光源和距离传感器（9）固定在纵向齿条（19）上；检测步骤为：1）首先进行故障检测，确保框架的可靠性；高压注水螺旋焊管的质量检测首先要求检测方法的可用性和可靠性，框架采用故障检测算法进行自身故障检测，确定框架位置的判断、框架大小的调节、框架准确的下降、相机的图像采集和光源开闭是否发生故障，即每个部分的可用性，如果框架某个部分发生故障则报警，并在PLC控制系统显示故障部位，避免框架故障对检测结果的影响，保证检测结果的唯一性和可靠性；2）当框架无故障时，框架通过在PLC控制系统的控制下来到待测钢管的一端，通过距离传感器来判断框架是否到达预设位置，当到达预设位置时则判断框架位置正确；位置判断完毕后，总液压缸启动，伸缩部分下降，带动框架下降，此时焊管的管径信息是通过PLC控制系统输入的，则PLC控制系统经过计算后直接将框架的下降高度和框架可伸缩部分的变化量直接传送给框架，框架在下降的过程中完成长宽变化过程，下降完成后可直接测量；如果PLC控制系统不做处理，在框架下降过程中，纵向梁向两端运动，加大两个纵向梁之间的距离，防止在下降过程中下相机和光源和距离传感器碰触管道，同时上相机和光源和距离传感器中的距离传感器工作，当下降到最适宜上相机工作的位置停止，将下降高度上传，经PLC控制系统计算后将框架可伸缩部分的变化量回传给框架，框架完成长宽的变化，同时通过下相机和光源和距离传感器中的距离传感器进行校正；框架的下降和大小调节完毕后打开上相机和光源和距离传感器、下相机和光源和距离传感器中的光源、上相机和下相机，步进电机带动框架匀速从待测钢管一端向另一端运动，运动信息通过PLC控制系统内的速度采集模块采集后反馈到旋转编码器完成对步进电机的速度校正，利用速度采集模块对框架的速度进行监测和调整，以增强相机和待测管道相对位移的平顺性和平稳性，减少系统误差，增加检测图像的稳定性和可信度，同时将得到待测钢管的表面信息实时传输到PLC控制系统；3）视频监控软件对实时传输的每个位置的图像信息进行处理和识别，图像处理包括图像滤波、增强和变换处理流程，缺陷检测的相机在光源和被检测物体相对运动速度计算的配合下完成缺陷光电信号的获取，将异常的光变化与背景分离，当检测到光变化有异常，即待测焊管有缺陷时，步进电机停止，框架左右伸长并上升，同时发出警报将异常信息传送到PLC控制系统，显示待测钢管异常；4）实时的传送和显示能够保证在视觉检测期间操作员可以看到连续更新的最新的图像信息和缺陷信息，将采集的连续的数字图像进行存储，可以使操作员调取以前图像的各类信息，存储的图像可以作为钢管的“身份卡”长期保存，支持随时查看，保证每根出场的钢管都有源可查，增加检测结果的可信度。