CN110174049B - 钢管螺纹图像检测装置及其移动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种钢管螺纹图像检测装置，包括底座、光学组件、钢管预定位组件、钢管预定位校正组件和钢管螺纹图像处理组件，光学组件，使钢管母线成像于图像采集器中心；钢管预定位组件，能够使图像检测装置靠近钢管，并使图像检测装置停在预定位置；钢管预定位校正组件，能够测出图像检测装置需要沿X轴方向的移动距离x、沿Y轴方向的移动距离y以及绕Z轴逆时针的转动角度θ，并进行预定位校正，使钢管螺纹图像检测装置的坐标系与钢管中心重合。本发明能够测得钢管在图像检测装置坐标系下的空间位置及姿态，从而能够做出对应的调整，满足了检测所需要的设备与钢管之间的位置关系。

Description

钢管螺纹图像检测装置及其移动方法
技术领域
本发明涉及钢管定位技术领域，具体地，涉及一种钢管螺纹图像检测装置及其移动方法。
背景技术
钢管在施工现场的位置是随机放置的，对钢管进行定位需要较高成本，是不现实。为了达到对施工现场钢管的精确测量，需要将钢管检测设备调整到与钢管的轴线有固定的位置关系。现有的非接触检测以及图像检测设备均没有考虑设备的精确定位，尤其是水平旋转方向上的精确定位。
申请号为CN201910087174.9的中国发明专利公开了一种钢管接箍螺纹密封性测试装置及方法，包括模套，所述的模芯为山形状，中间凸起高于外圈凸起，且中间凸起为梯台状，中间凸起的梯台上设有内胀密封圈和压环，压环压紧内胀密封圈；所述的接箍与钢管连接，所述的接箍插入模芯内，使得模芯内的内胀密封圈位于钢管内部；所述模芯的外圈凸起与模套之间通过大间隙外抱密封圈连接；所述的模芯上设置有排气孔、进水孔和预密封水孔。但该结构设计不合理，后期维护部方便，维护成本较高。
此外，由于施工现场的钢管位置是随机的，需要根据钢管的使用情况进行移动，因此，有必要设计一种能够测出钢管的空间位置并能够计算出检测设备的坐标系与钢管中心的在X轴和Y轴上的距离及绕Z轴的转动角度的钢管螺纹图像检测装置及其移动方法
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种钢管螺纹图像检测装置及其移动方法。
根据本发明提供的一种钢管螺纹图像检测装置，包括底座、光学组件、钢管预定位组件、钢管预定位校正组件和钢管螺纹图像处理组件，
所述光学组件，包括平行光源和图像采集器，所述平行光源与所述图像采集器相配合能够使钢管母线成像于所述图像采集器中心；
所述钢管预定位组件，能够使所述图像检测装置靠近钢管，并使所述图像检测装置停在预定位置；
所述钢管预定位校正组件，能够测出所述图像检测装置需要绕Z轴逆时针的转动角度θ、沿X轴方向的移动距离x以及沿Y轴方向的移动距离y，并进行预定位校正，使所述钢管螺纹图像检测装置的坐标系与钢管中心重合；
所述钢管螺纹图像处理组件，能够对钢管螺纹拍照并进行图片处理。
进一步地，所述钢管预定位组件包括钢管靠近传感器，所述钢管靠近传感器能够感应到钢管的位置并靠近钢管，所述钢管靠近传感器将位置信号发送给所述钢管预定位校正组件，所述钢管预定位校正组件接收到位置信号并进行预定位校正。
进一步地，所述钢管预定位校正组件包括位移传感器，所述位移传感器能够测出钢管的两端在所述钢管螺纹图像检测装置的坐标系上的坐标分别为：X轴的坐标为、Y轴的坐标为。
进一步地，所述钢管预定位校正组件还包括X轴移动平台、Y轴移动平台、联轴器、Z轴电机、中心轴和同步带，所述X轴移动平台、Y轴移动平台、联轴器、Z轴电机、中心轴和同步带相配合工作，用于移动所述钢管螺纹图像检测装置对钢管进行预定位校正，使所述钢管螺纹图像检测装置的坐标系与钢管中心重合。
进一步地，所述钢管螺纹图像检测装置需要沿X轴方向的移动距离
Figure BDA0002068606540000021
沿Y轴方向的移动距离
Figure BDA0002068606540000022
绕Z轴逆时针的转动角度
Figure BDA0002068606540000023
相应地，本发明还提供了一种钢管螺纹图像检测装置的移动方法，包括如下步骤：
步骤1，钢管的母线成像于所述图像采集器中心；
步骤2，所述钢管靠近传感器感应到钢管的位置，将位置信号发送给所述钢管预定位校正组件，并使所述图像检测装置停在预定位置；
步骤3，所述位移传感器测出钢管的两端在所述钢管螺纹图像检测装置的坐标系上的坐标分别为：X轴的坐标为(x1、x2)、Y轴的坐标为(y1、y2)，位移传感器测出所述钢管螺纹图像检测装置需要沿X轴方向的移动距离x，沿Y轴方向的移动距离y，绕Z轴逆时针的转动角度θ；
步骤4，移动所述钢管螺纹图像检测装置，所述钢管螺纹图像检测装置的坐标系与钢管中心重合；
步骤5，钢管螺纹图像处理组件对钢管螺纹拍照并进行图片处理。
进一步地，所述钢管靠近传感器能够感应到钢管的位置并靠近钢管，所述钢管靠近传感器将位置信号发送给所述钢管预定位校正组件，所述钢管预定位校正组件接收到位置信号并进行预定位校正。
进一步地，所述位移传感器能够测出钢管的两端在所述钢管螺纹图像检测装置的坐标系上的坐标分别为：X轴的坐标为、Y轴的坐标为。
进一步地，所述X轴移动平台、Y轴移动平台、联轴器、Z轴电机、中心轴和同步带相配合工作，用于移动所述钢管螺纹图像检测装置对钢管进行预定位校正，使所述钢管螺纹图像检测装置的坐标系与钢管中心重合。
进一步地，所述钢管螺纹图像检测装置需要沿X轴方向的移动距离
Figure BDA0002068606540000031
沿Y轴方向的移动距离
Figure BDA0002068606540000032
绕Z轴逆时针的转动角度
Figure BDA0002068606540000033
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明的钢管螺纹图像检测装置，在施工现场的钢管位置随机的情况下，不需要移动钢管的位置，就能够测得钢管在图像检测装置坐标系下的空间位置及姿态，从而能够做出对应的调整，满足了检测所需要的设备与钢管之间的位置关系；
(2)本发明的钢管螺纹图像检测装置，结构简单，设计合理，体积紧凑，工作可靠稳定，能够广泛应用在施工现场以及钢管行业，通用性强，使用范围广，具有良好的市场前景和应用前景；
(3)本发明的钢管螺纹图像检测装置，检测平台的零点设置合理，旋转精度高、检测行程短、检测效率高；
(4)本发明的钢管螺纹图像检测装置，z轴电机及传动件能够拉出至底座之上，便于安装调试及维修；
(5)本发明的钢管螺纹图像检测装置，能够对待检测的钢管自动定位并夹紧，能够完成钢管螺纹几何尺寸的自动图像检测，实现螺纹全长度范围内的图像拍摄及处理功能，实现了对钢管位置的检测校正功能。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的钢管螺纹图像检测装置的立体结构示意图；
图2为本发明的钢管螺纹图像检测装置的主视图；
图3为本发明的钢管螺纹图像检测装置的仰视图；
图4为本发明的钢管螺纹图像检测装置的移动过程示意图；
图5为本发明的钢管螺纹图像检测装置的移动方法的过程图。
其中，图中对应的附图标记为：1-平行光源，2-图像采集器，3-工作平台，4-钢管靠近传感器，5-位移传感器，6-X轴移动平台，61-X轴电机，7-Y轴移动平台，71-Y轴电机，8-联轴器，9-Z轴电机，10-中心轴，11-同步带。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
请参阅图1-3。如图1-3所示，本发明实施例提供了一种钢管螺纹图像检测装置，包括底座、光学组件、钢管预定位组件、钢管预定位校正组件和钢管螺纹图像处理组件，所述光学组件，包括平行光源1和图像采集器2，所述平行光源1与所述图像采集器2相配合能够使钢管母线成像于所述图像采集器2中心，所述钢管预定位组件，能够使所述图像检测装置靠近钢管，并使所述图像检测装置停在预定位置；所述钢管预定位校正组件，能够测出所述图像检测装置需要绕Z轴逆时针的转动角度θ、沿X轴方向的移动距离x以及沿Y轴方向的移动距离y，并进行预定位校正，使所述钢管螺纹图像检测装置的坐标系与钢管中心重合，所述钢管螺纹图像处理组件，能够对钢管螺纹拍照并进行图片处理。
所述钢管预定位组件包括钢管靠近传感器4，所述钢管靠近传感器4能够感应到钢管的位置并靠近钢管，所述钢管靠近传感器4将位置信号发送给所述钢管预定位校正组件，所述钢管预定位校正组件接收到位置信号并进行预定位校正。
所述钢管预定位校正组件包括位移传感器5，所述位移传感器5能够测出钢管的两端在所述钢管螺纹图像检测装置的坐标系上的坐标分别为：X轴的坐标为(x1、x2)、Y轴的坐标为(y1、y2)。
所述钢管预定位校正组件还包括X轴移动平台6、Y轴移动平台7、联轴器8、Z轴电机9、中心轴10和同步带11，所述X轴移动平台6、Y轴移动平台7、联轴器8、Z轴电机9、中心轴10和同步带11相配合工作，用于移动所述钢管螺纹图像检测装置对钢管进行预定位校正，使所述钢管螺纹图像检测装置的坐标系与钢管中心重合。
所述钢管螺纹图像检测装置需要沿X轴方向的移动距离
Figure BDA0002068606540000051
沿Y轴方向的移动距离
Figure BDA0002068606540000052
绕Z轴逆时针的转动角度
Figure BDA0002068606540000053
实施例2
请参阅图4-5。如图4-5所示，在实施例1的基础上，本发明实施例提供了一种钢管螺纹图像检测装置的移动方法，包括如下步骤：
步骤1，钢管的母线成像于所述图像采集器中心；
步骤2，所述钢管靠近传感器感应到钢管的位置，将位置信号发送给所述钢管预定位校正组件，并使所述图像检测装置停在预定位置；
步骤3，所述位移传感器测出钢管的两端在所述钢管螺纹图像检测装置的坐标系上的坐标分别为：X轴的坐标为(x1、x2)、Y轴的坐标为(y1、y2)，位移传感器测出所述钢管螺纹图像检测装置需要沿X轴方向的移动距离x，沿Y轴方向的移动距离y，绕Z轴逆时针的转动角度θ；
步骤4，移动所述钢管螺纹图像检测装置，所述钢管螺纹图像检测装置的坐标系与钢管中心重合；
步骤5，钢管螺纹图像处理组件对钢管螺纹拍照并进行图片处理。
所述钢管靠近传感器4能够感应到钢管的位置并靠近钢管，所述钢管靠近传感器4将位置信号发送给所述钢管预定位校正组件，所述钢管预定位校正组件接收到位置信号并进行预定位校正。
所述位移传感器5能够测出钢管的两端在所述钢管螺纹图像检测装置的坐标系上的坐标分别为：X轴的坐标为(x1、x2)、Y轴的坐标为(y1、y2)。
所述X轴移动平台6、Y轴移动平台7、联轴器8、Z轴电机9、中心轴10和同步带11相配合工作，用于移动所述钢管螺纹图像检测装置对钢管进行预定位校正，使所述钢管螺纹图像检测装置的坐标系与钢管中心重合。
所述钢管螺纹图像检测装置需要沿X轴方向的移动距离
Figure BDA0002068606540000054
沿Y轴方向的移动距离
Figure BDA0002068606540000061
绕Z轴逆时针的转动角度
Figure BDA0002068606540000062
综上所述，本发明的钢管螺纹图像检测装置，在施工现场的钢管位置随机的情况下，不需要移动钢管的位置，就能够测得钢管在图像检测装置坐标系下的空间位置及姿态，从而能够做出对应的调整，满足了检测所需要的设备与钢管之间的位置关系；结构简单，设计合理，体积紧凑，工作可靠稳定，能够广泛应用在施工现场以及钢管行业，通用性强，使用范围广，具有良好的市场前景和应用前景；检测平台的零点设置合理，旋转精度高、检测行程短、检测效率高；z轴电机及传动件能够拉出至底座之上，便于安装调试及维修；能够对待检测的钢管自动定位并夹紧，能够完成钢管螺纹几何尺寸的自动图像检测，实现螺纹全长度范围内的图像拍摄及处理功能，实现了对钢管位置的检测校正功能。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (4)

1.一种钢管螺纹图像检测装置，其特征在于，包括底座、光学组件、钢管预定位组件、钢管预定位校正组件和钢管螺纹图像处理组件，
所述光学组件，包括平行光源(1)和图像采集器(2)，所述平行光源(1)与所述图像采集器(2)相配合能够使钢管母线成像于所述图像采集器(2)中心；
所述钢管预定位组件，能够使所述图像检测装置靠近钢管，并使所述图像检测装置停在预定位置；
所述钢管预定位组件包括钢管靠近传感器(4)，所述钢管靠近传感器(4)能够感应到钢管的位置并靠近钢管，所述钢管靠近传感器(4)将位置信号发送给所述钢管预定位校正组件，所述钢管预定位校正组件接收到位置信号并进行预定位校正；
所述钢管预定位校正组件，能够测出所述图像检测装置需要绕Z轴逆时针的转动角度θ、沿X轴方向的移动距离x以及沿Y轴方向的移动距离y，并进行预定位校正，使所述钢管螺纹图像检测装置的坐标系与钢管中心重合；
所述钢管预定位校正组件包括位移传感器(5)，所述位移传感器(5)能够测出钢管的两端在所述钢管螺纹图像检测装置的坐标系上的坐标分别为：X轴的坐标为(x1、x2)、Y轴的坐标为(y1、y2)；
所述钢管螺纹图像检测装置需要沿X轴方向的移动距离
Figure FDA0002448805380000011
沿Y轴方向的移动距离
Figure FDA0002448805380000012
绕Z轴逆时针的转动角度
Figure FDA0002448805380000013
所述钢管螺纹图像处理组件，能够对钢管螺纹拍照并进行图片处理。
2.根据权利要求1所述的钢管螺纹图像检测装置，其特征在于，所述钢管预定位校正组件还包括X轴移动平台(6)、Y轴移动平台(7)、联轴器(8)、Z轴电机(9)、中心轴(10)和同步带(11)，所述X轴移动平台(6)、Y轴移动平台(7)、联轴器(8)、Z轴电机(9)、中心轴(10)和同步带(11)相配合工作，用于移动所述钢管螺纹图像检测装置对钢管进行预定位校正，使所述钢管螺纹图像检测装置的坐标系与钢管中心重合。
3.一种钢管螺纹图像检测装置的移动方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，钢管的母线成像于所述图像采集器中心；
步骤2，所述钢管靠近传感器感应到钢管的位置，将位置信号发送给所述钢管预定位校正组件，并使所述图像检测装置停在预定位置；
所述钢管靠近传感器(4)能够感应到钢管的位置并靠近钢管，所述钢管靠近传感器(4)将位置信号发送给所述钢管预定位校正组件，所述钢管预定位校正组件接收到位置信号并进行预定位校正；
步骤3，位移传感器测出钢管的两端在所述钢管螺纹图像检测装置的坐标系上的坐标分别为：X轴的坐标为(x1、x2)、Y轴的坐标为(y1、y2)，位移传感器测出所述钢管螺纹图像检测装置需要沿X轴方向的移动距离x，沿Y轴方向的移动距离y，绕Z轴逆时针的转动角度θ；
所述位移传感器(5)能够测出钢管的两端在所述钢管螺纹图像检测装置的坐标系上的坐标分别为：X轴的坐标为(x1、x2)、Y轴的坐标为(y1、y2)；步骤4，移动所述钢管螺纹图像检测装置，所述钢管螺纹图像检测装置的坐标系与钢管中心重合；
所述钢管螺纹图像检测装置需要沿X轴方向的移动距离
Figure FDA0002448805380000021
沿Y轴方向的移动距离
Figure FDA0002448805380000022
绕Z轴逆时针的转动角度
Figure FDA0002448805380000023
步骤5，钢管螺纹图像处理组件对钢管螺纹拍照并进行图片处理。
4.根据权利要求3所述的钢管螺纹图像检测装置的移动方法，其特征在于，所述X轴移动平台(6)、Y轴移动平台(7)、联轴器(8)、Z轴电机(9)、中心轴(10)和同步带(11)相配合工作，用于移动所述钢管螺纹图像检测装置对钢管进行预定位校正，使所述钢管螺纹图像检测装置的坐标系与钢管中心重合。
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