CN112067621A - 一种化工设备用筒体智能化检验设备及筒体检验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种化工设备用筒体智能化检验设备及筒体检验方法，设备包括通过提升单元与筒体配合设置的载台，载台上设有成像单元，成像单元及载台间配合设有旋转单元；提升单元、成像单元和旋转单元与控制器配合设置。本发明通过提升单元、使筒体上至载台，以载台上的成像单元及成像单元和载台间配合的旋转单元配合作用，获取筒体的全方位图像，并基于图像的识别结果，了解筒体的状态、识别筒体的瑕疵。本发明摒弃了人工识别的方式，以图样识别的方式识别化工设备的外观是否合标，对于不合标的化工设备可以即时处理；客观识别瑕疵，可以对肉眼难以分辨的瑕疵进行辨认，保障检测合格的产品使用的安全性；检测流程顺畅，识别率高，人工成本低。

Description

一种化工设备用筒体智能化检验设备及筒体检验方法

技术领域

本发明涉及利用光学手段，即利用红外光、可见光或紫外光来测试或分析材料的技术领域，特别涉及一种化工设备用筒体智能化检验设备及筒体检验方法。

背景技术

化工设备是化工机械的一部分，其主要是指部件是静止的机械，诸如塔器等分离设备、容器、反应器设备等，有时也称为非标准设备。化工产品生产过程的正常运转，产品质量和产量的控制和保证，离不开各种化工设备的适应和正常运转。

化工设备的选配必需通过对整个化工生产过程的详细计算、设计、加工、制造和选配，要适应化工生产所需要；对于大型设备来说，塔器是非常常见的一种化学反应，其品质的高低对于反应的进行来说尤为重要。

现有技术中，塔器（塔体）存在的缺陷一般包括表面坑洞、表面存在明显歪曲、接口不正，在常规的检测中，一般对于塔体表面的问题采用目测的形式进行检测，存在主观性，且除了明显缺陷外，无法对肉眼难以分辨的瑕疵进行辨认，为后续的使用埋下风险，而对于接口处的检测需要采用辅助设备，检查其水平度和垂直度；整个检测流程繁琐、误差率高，人工成本高，客观度差。

发明内容

本发明解决了现有技术中存在的问题，提供了一种优化的化工设备用筒体智能化检验设备及筒体检验方法。

本发明所采用的技术方案是，一种化工设备用筒体智能化检验设备，所述设备包括载台，所述载台通过提升单元与筒体配合设置；所述载台上设有成像单元，所述成像单元及载台间配合设有旋转单元；所述提升单元、成像单元和旋转单元与控制器配合设置。

优选地，所述提升单元为与载台配合的传送带，所述传送带自地面向载台呈坡道设置；所述传送带配合设有主动轮和传动轮，所述主动轮套设于驱动电机的输出轴上；所述驱动电机与控制器配合设置。

优选地，所述成像单元包括配合载台设置的支撑杆，所述支撑杆朝向载台设有线性摄像机，所述支撑杆与旋转单元配合设置；所述线性摄像机与控制器配合设置。

优选地，所述旋转单元包括设于载台底部轴心处的第一旋转电机，所述第一旋转电机与控制器配合设置；配合所述旋转单元的支撑杆底部设于载台外侧。

优选地，所述旋转单元包括设于载台外缘的环形轨道，配合所述环形轨道设有滑块，所述滑块的顶部与支撑杆底部配合，所述滑块的底部抵设于导杆的一端，所述导杆的另一端与第二旋转电机的输出端配合设置；所述第二旋转电机与控制器配合设置。

优选地，所述支撑杆为倒L型，支撑杆的竖直边与筒体的侧面间配合设有线性摄像机，支撑杆的水平边与筒体的顶面间配合设有线性摄像机。

优选地，所述支撑杆的水平边通过可伸缩机构与竖直边配合设置，所述可伸缩机构与控制器配合设置。

一种所述的化工设备用筒体智能化检验设备的筒体检验方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：获得筒体的基础数据，调节提升单元与载台间的适配关系、支撑杆的初始状态；

步骤2：启动设备，提升单元将筒体自初始位置提升至载台，获得到位指令后，控制器控制旋转单元和成像单元配合作业，成像单元采集筒体一周的照片；

步骤3：将支撑杆上的成像单元采集的照片进行拼接，获得完整的筒体外周图样及顶面图样；

步骤4：基于筒体外周图样进行瑕疵识别；基于支撑杆上的成像单元采集的照片进行出入口检测；

步骤5：对筒体外周的瑕疵识别结果和出入口检测结果进行组合分析，若满足要求，则筒体检验合格，否则，标识位置，进行调整。

优选地，对筒体外周图样进行瑕疵识别包括以下步骤：

步骤4.1.1：对筒体外周图样进行复制，对其中一图样进行二值化处理；

步骤4.1.2：对二值化处理后的图像中的黑色部分进行标识；

步骤4.1.3：对所有的黑色部分划定最小外接矩形；

步骤4.1.4：对所有的最小外接矩形进行处理；

若任一最小外接矩形的面积小于阈值a，则取消当前黑色部分的标识，对黑色部分进行抹除；

若任一最小外接矩形的面积大于等于阈值a且最小外接矩形的长宽比大于b，则保留当前最小外接矩形；

步骤4.1.5：以另一图样与保留的最小外接矩形进行对应，对瑕疵进行确认，基于瑕疵在当前图样上的呈现效果和最小外接矩形的长宽比，确认瑕疵类型，进行标识。

优选地，对顶面图样进行出入口检测包括以下步骤：

步骤4.2.1：对顶面图样进行中心点识别、对出入口进行标识；

步骤4.2.2：对任一出入口，获取轮廓，令轮廓与顶面图样中筒体的连接线为经线，以两经线间的轮廓为纬线；

步骤4.2.3：基于纬线、通过中心点制作平行参考线，延长经线至平行参考线；

步骤4.2.4：若经线垂直于平行参考线，则出入口正常，进行下一步，否则，出入口存畸；

步骤4.2.5：取所述平行参考线的中点为参考点，以经过参考点的垂直线为中轴线，获取对应任一出入口的侧视图；

步骤4.2.6：侧视图中，若任一出入口的上轮廓线和下轮廓线平行于水平面，则出入口正常，否则，出入口存畸。

本发明涉及一种优化的化工设备用筒体智能化检验设备及筒体检验方法，通过提升单元、使筒体上至载台，以载台上的成像单元及成像单元和载台间配合的旋转单元配合作用，获取筒体的全方位图像，并基于图像的识别结果，了解筒体的状态、识别筒体的瑕疵。

本发明的有益效果在于：

1.摒弃了人工识别的方式，以图样识别的方式识别化工设备的外观是否合标，对于不合标的化工设备可以即时处理；

2. 客观识别瑕疵，可以对肉眼难以分辨的瑕疵进行辨认，保障检测合格的产品使用的安全性；

3.检测流程顺畅，识别率高，人工成本低。

附图说明

图1为本发明的省略与水平地面的支撑的载台、提升单元、成像单元与筒体配合的结构示意图；

图2为本发明中实施例1的结构示意图；

图3为本发明中实施例2的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述，但本发明的保护范围并不限于此。

本发明涉及一种化工设备用筒体智能化检验设备，所述设备包括载台1，所述载台1通过提升单元与筒体2配合设置；所述载台1上设有成像单元，所述成像单元及载台1间配合设有旋转单元；所述提升单元、成像单元和旋转单元与控制器配合设置。

本发明中，设备针对筒体2进行检测。

本发明中，在检测过程中，筒体2被置于载台1上，在载台1配置成像单元，并以旋转单元连接，即可以通过控制器的控制，旋转单元工作，载台1和成像单元相对转动，获得载台1上的筒体2的全方位图像，基于图像的识别结果，了解筒体2的状态、识别筒体2的瑕疵。

本发明中，载台1的结构包括不同的模块，对于不同的筒体2、可在载台1上换装不同的模块，保证适配性。

本发明中，一般来说，通过提升单元使筒体2上至载台1。

本发明中，控制器完成的工作可以分解为多个动作，此为本领域技术人员容易理解的内容，本领域技术人员可以依据需求自行设置。

所述提升单元为与载台1配合的传送带3，所述传送带3自地面向载台1呈坡道设置；所述传送带3配合设有主动轮4和传动轮5，所述主动轮4套设于驱动电机6的输出轴上；所述驱动电机6与控制器配合设置。

本发明中，提升单元的具体实现方式可以为多种形式。

本发明中，给出一种实施方式，以与载台1配合的传送带3兼顾提升和运输，传送带3自地面向载台1呈坡道设置，控制器控制驱动电机6驱动主动轮4、主动轮4通过传送带3带动传动轮5进行转动，进而传送带3工作，可以完成筒体2的向上输送和向下输出。

本发明中，为了加速检测，可以设置两个传送带3，分别配置在载台1两侧，当一侧的传送带3在输出筒体2时，下一个筒体2即可以向上输送到载台1上。

所述成像单元包括配合载台1设置的支撑杆7，所述支撑杆7朝向载台1设有线性摄像机8，所述支撑杆7与旋转单元配合设置；所述线性摄像机8与控制器配合设置。

所述旋转单元包括设于载台1底部轴心处的第一旋转电机9，所述第一旋转电机9与控制器配合设置；配合所述旋转单元的支撑杆7底部设于载台1外侧。

所述旋转单元包括设于载台1外缘的环形轨道10，配合所述环形轨道10设有滑块11，所述滑块11的顶部与支撑杆7底部配合，所述滑块11的底部抵设于导杆12的一端，所述导杆12的另一端与第二旋转电机13的输出端配合设置；所述第二旋转电机13与控制器配合设置。

所述支撑杆7为倒L型，支撑杆7的竖直边与筒体2的侧面间配合设有线性摄像机8，支撑杆7的水平边与筒体2的顶面间配合设有线性摄像机8。

所述支撑杆7的水平边通过可伸缩机构14与竖直边配合设置，所述可伸缩机构14与控制器配合设置。

本发明中，以支撑杆7作为线性摄像机8的载体，以线性摄像机8对筒体2进行图样择取，线阵摄像机8/相机适用于检测连续的材料，被检测的物体通常匀速运动，对其逐行连续扫描后，可以达到对其整个表面均匀检测的目的，通过对条状图像逐行处理、或者对由多行组成的面阵图象进行处理、得到连续的、整幅的图像。

本发明中，旋转单元的设置有两种实施方式。

实施例1

在载台1底部的轴心处设置第一旋转电机9，在载台1外侧设置支撑杆7；在这种实施方式下，控制器控制第一旋转电机9转动，载台1转动，支撑杆7不动，支撑杆7上的线性摄像机8逐行采集筒体2的外侧图像。

本实施例中，为了保证载台1可以旋转，给出一种实施方式：载台1下设有固定架15，对应载台1设置转轴16，转轴16顶部贯穿载台1并固定，固定架15下的转轴16外设有套筒17，套筒17与固定架1固定，套筒17上安装第一旋转电机9、与转轴16配合；出于减小摩擦的目的，载台1和固定架15间设置有间隙，在间隙中应当分布设置滚珠轴承18。

实施例2

在载台1外缘设置环形轨道10，在环形轨道10中配置滑块11，滑块11上部带动其上的支撑杆7，同时，以第二旋转电机13输出、第二旋转电机13的输出轴带动导杆12转动，进而以导杆12与滑块11的下部连接、带动滑块11沿着环形轨道10滑动，此时，载台1不动，支撑杆7转动，支撑杆7上的线性摄像机8逐行采集筒体2的外侧图像；本实施例中，第二旋转电机13也可以通过套筒17设置在载台1底部。

本发明中，为了获得全方位的图像，支撑杆7为倒L型，支撑杆7的竖直边和水平边与筒体2的对应面间分配配合设有线性摄像机8。

本发明中，由于筒体2的高度是不同的，故一般取本领域的筒体2产品的平均值与支撑杆7的竖直边进行适配，同时水平边的顶部通过可伸缩机构14配合在竖直边的端部，当筒体2高度过大时，为了采集到符合规定的图样，需要升高水平边；升降的作业通过可伸缩机构14实现，此为本领域常规技术，如可以采用升降气缸等进行实现，本领域技术人员可以依据需求自行设置。

本发明还涉及一种所述的化工设备用筒体智能化检验设备的筒体检验方法，所述方法包括以下步骤。

步骤1：获得筒体2的基础数据，调节提升单元与载台1间的适配关系、支撑杆7的初始状态；即，当筒体2过高时，需要提升支撑杆7的水平边，同时对提升单元需要设置适宜的提升输送速度，保证筒体2的稳定。

步骤2：启动设备，提升单元将筒体2自初始位置提升至载台1，获得到位指令后，控制器控制旋转单元和成像单元配合作业，成像单元采集筒体2一周的照片。

本发明中，到位指令的发出可以通过各种硬件的形式实现，如采用到位传感器等，此为本领域技术人员容易理解的内容。

步骤3：将支撑杆7上的成像单元采集的照片进行拼接，获得完整的筒体2外周图样及顶面图样。

步骤4：基于筒体2外周图样进行瑕疵识别；基于支撑杆7上的成像单元采集的照片进行出入口检测。

对筒体2外周图样进行瑕疵识别包括以下步骤：

步骤4.1.1：对筒体2外周图样进行复制，对其中一图样进行二值化处理；

步骤4.1.2：对二值化处理后的图像中的黑色部分进行标识；

步骤4.1.3：对所有的黑色部分划定最小外接矩形；

步骤4.1.4：对所有的最小外接矩形进行处理；

若任一最小外接矩形的面积小于阈值a，则取消当前黑色部分的标识，对黑色部分进行抹除；

若任一最小外接矩形的面积大于等于阈值a且最小外接矩形的长宽比大于b，则保留当前最小外接矩形；

步骤4.1.5：以另一图样与保留的最小外接矩形进行对应，对瑕疵进行确认，基于瑕疵在当前图样上的呈现效果和最小外接矩形的长宽比，确认瑕疵类型，进行标识。

本发明中，对筒体2外周图样进行复制，得到两份完全相同的图样，二值化处理后可能存在的黑色部分包括坑点、不正常凹陷、不平整、划伤等，他们的最小外接矩形均不同。

本发明中，若任一最小外接矩形的面积小于阈值a，表示其为普通的坑点，可能是涂漆造成等，一般取消当前黑色部分的标识，对黑色部分进行抹除，一般当前检测前后会进行筒体2的完整性检测，所以预先排除破洞的情况；若任一最小外接矩形的面积大于等于阈值a且最小外接矩形的长宽比大于b，则表示当前位置可能存在不正常凹陷、不平整、划伤等；将这些不正常凹陷、不平整、划伤与复制的图样进行对应，可以对瑕疵进行确认，一般来说，当长宽比非常大时，一般为划伤，需要确认划伤的深度是否影响化工设备的正常作业，其他情况一般为不正常凹陷、不平整，需要基于实际的查看确认瑕疵类型，进行标识，并判断下次的严重性。

对顶面图样进行出入口检测包括以下步骤：

步骤4.2.1：对顶面图样进行中心点识别、对出入口进行标识；显而易见，出入口是指筒体2的出口和入口；

步骤4.2.2：对任一出入口，获取轮廓，令轮廓与顶面图样中筒体2的连接线为经线，以两经线间的轮廓为纬线；

步骤4.2.3：基于纬线、通过中心点制作平行参考线，延长经线至平行参考线；

步骤4.2.4：若经线垂直于平行参考线，则出入口正常，进行下一步，否则，出入口存畸；

步骤4.2.5：取所述平行参考线的中点为参考点，以经过参考点的垂直线为中轴线，获取对应任一出入口的侧视图；

步骤4.2.6：侧视图中，若任一出入口的上轮廓线和下轮廓线平行于水平面，则出入口正常，否则，出入口存畸。

本发明中，对顶面图样进行中心点识别、对出入口进行标识后；

针对顶面图样，判断出入口的水平方向上的左右两壁是否垂直于筒体2；方法为：基于顶面图样，获取出入口的轮廓线顺次为经线、纬线、经线，过顶面图样的中心点做平行于纬线的平行参考线，延长两个经线，如果两个经线都垂直于平行参考线则出入口的两壁垂直于筒体2；

针对以任一出入口，以前述平行参考线的中点为参考点，获得对应的侧视图，此侧视图原则上为包含当前出入口的筒体2的正视图；判断出入口的垂直方向上的上下两壁是否垂直于筒体2；

都垂直则正常，否则表示存畸。

本发明中，一般来说，还需要检测出入口在筒体2上的高度和侧面的位置，当在合理范围内存在偏差时，不予记录，当偏差超过合理位置范围区内时，应作为废品进行记录。

步骤5：对筒体2外周的瑕疵识别结果和出入口检测结果进行组合分析，若满足要求，则筒体2检验合格，否则，标识位置，进行调整。

本发明中，若瑕疵为非影响化工设备正常运作的设备且出入口正常，则筒体2检验合格；若瑕疵可修复，则进行瑕疵修复；若出入口存在斜度，则进行修复；若瑕疵无法修复、出入口存在较大偏移，则为废品，返工。

本发明通过提升单元、使筒体2上至载台1，以载台1上的成像单元及成像单元和载台1间配合的旋转单元配合作用，获取筒体2的全方位图像，并基于图像的识别结果，了解筒体2的状态、识别筒体2的瑕疵。

本发明的有益效果在于摒弃了人工识别的方式，以图样识别的方式识别化工设备的外观是否合标，对于不合标的化工设备可以即时处理；客观识别瑕疵，可以对肉眼难以分辨的瑕疵进行辨认，保障检测合格的产品使用的安全性；检测流程顺畅，识别率高，人工成本低。

Claims (10)

1.一种化工设备用筒体智能化检验设备，其特征在于：所述设备包括载台，所述载台通过提升单元与筒体配合设置；所述载台上设有成像单元，所述成像单元及载台间配合设有旋转单元；所述提升单元、成像单元和旋转单元与控制器配合设置。

2.根据权利要求1所述的一种化工设备用筒体智能化检验设备，其特征在于：所述提升单元为与载台配合的传送带，所述传送带自地面向载台呈坡道设置；所述传送带配合设有主动轮和传动轮，所述主动轮套设于驱动电机的输出轴上；所述驱动电机与控制器配合设置。

3.根据权利要求1所述的一种化工设备用筒体智能化检验设备，其特征在于：所述成像单元包括配合载台设置的支撑杆，所述支撑杆朝向载台设有线性摄像机，所述支撑杆与旋转单元配合设置；所述线性摄像机与控制器配合设置。

4.根据权利要求3所述的一种化工设备用筒体智能化检验设备，其特征在于：所述旋转单元包括设于载台底部轴心处的第一旋转电机，所述第一旋转电机与控制器配合设置；配合所述旋转单元的支撑杆底部设于载台外侧。

5.根据权利要求3所述的一种化工设备用筒体智能化检验设备，其特征在于：所述旋转单元包括设于载台外缘的环形轨道，配合所述环形轨道设有滑块，所述滑块的顶部与支撑杆底部配合，所述滑块的底部抵设于导杆的一端，所述导杆的另一端与第二旋转电机的输出端配合设置；所述第二旋转电机与控制器配合设置。

6.根据权利要求3所述的一种化工设备用筒体智能化检验设备，其特征在于：所述支撑杆为倒L型，支撑杆的竖直边与筒体的侧面间配合设有线性摄像机，支撑杆的水平边与筒体的顶面间配合设有线性摄像机。

7.根据权利要求6所述的一种化工设备用筒体智能化检验设备，其特征在于：所述支撑杆的水平边通过可伸缩机构与竖直边配合设置，所述可伸缩机构与控制器配合设置。

8.一种权利要求1~7之一所述的化工设备用筒体智能化检验设备的筒体检验方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1：获得筒体的基础数据，调节提升单元与载台间的适配关系、支撑杆的初始状态；

步骤2：启动设备，提升单元将筒体自初始位置提升至载台，获得到位指令后，控制器控制旋转单元和成像单元配合作业，成像单元采集筒体一周的照片；

步骤3：将支撑杆上的成像单元采集的照片进行拼接，获得完整的筒体外周图样及顶面图样；

步骤4：基于筒体外周图样进行瑕疵识别；基于支撑杆上的成像单元采集的照片进行出入口检测；

步骤5：对筒体外周的瑕疵识别结果和出入口检测结果进行组合分析，若满足要求，则筒体检验合格，否则，标识位置，进行调整。

9.根据权利要求8所述的化工设备用筒体智能化检验设备的筒体检验方法，其特征在于：对筒体外周图样进行瑕疵识别包括以下步骤：

步骤4.1.1：对筒体外周图样进行复制，对其中一图样进行二值化处理；

步骤4.1.2：对二值化处理后的图像中的黑色部分进行标识；

步骤4.1.3：对所有的黑色部分划定最小外接矩形；

步骤4.1.4：对所有的最小外接矩形进行处理；

若任一最小外接矩形的面积小于阈值a，则取消当前黑色部分的标识，对黑色部分进行抹除；

若任一最小外接矩形的面积大于等于阈值a且最小外接矩形的长宽比大于b，则保留当前最小外接矩形；

步骤4.1.5：以另一图样与保留的最小外接矩形进行对应，对瑕疵进行确认，基于瑕疵在当前图样上的呈现效果和最小外接矩形的长宽比，确认瑕疵类型，进行标识。

10.根据权利要求8所述的化工设备用筒体智能化检验设备的筒体检验方法，其特征在于：对顶面图样进行出入口检测包括以下步骤：

步骤4.2.1：对顶面图样进行中心点识别、对出入口进行标识；

步骤4.2.2：对任一出入口，获取轮廓，令轮廓与顶面图样中筒体的连接线为经线，以两经线间的轮廓为纬线；

步骤4.2.3：基于纬线、通过中心点制作平行参考线，延长经线至平行参考线；

步骤4.2.4：若经线垂直于平行参考线，则出入口正常，进行下一步，否则，出入口存畸；

步骤4.2.5：取所述平行参考线的中点为参考点，以经过参考点的垂直线为中轴线，获取对应任一出入口的侧视图；

步骤4.2.6：侧视图中，若任一出入口的上轮廓线和下轮廓线平行于水平面，则出入口正常，否则，出入口存畸。

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