CN112902865B - 弯管管体表面缺陷的自动检测系统及其自动检测方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种弯管管体表面缺陷的自动检测系统及其自动检测方法,所述自动检测系统包括:探头组件、工业机器人、水平移动单元、测距仪和控制单元。所述探头组件包括安装座、探头座和探头。所述自动检测系统还可包括:调平组件和/或喷标组件。所述自动检测方法包括步骤:运入自动检测系统;获得位置信息并运行至初始检测位置;获得结构信息后运动至待测位置;探头贴合待测位置;探头组件完成检测。本公开的弯管管体表面缺陷的自动检测系统及其自动检测方法,通过优选的装置搭配探头组件自适应设计对弯管管体表面及近表面缺陷全方位的进行自动检测,省去人力并减少人为因素的检测误差,可以实现高效率、高重复性、高覆盖率的检测效果。

Description

弯管管体表面缺陷的自动检测系统及其自动检测方法
技术领域
本公开涉及弯管检测技术领域,具体来讲,涉及一种能够实现对弯管表 面及近表面缺陷自动检测的系统及其方法。
背景技术
随着能源与油气资源的进一步开发使用,管道运输在石油、化工和天然 气等领域应用广泛。管道在服役的过程中,受外界条件影响以及外载荷的共 同作用下,会出现各种损伤问题。
在众多管道检测问题中,弯管管体的表面损伤自动检测一直是一个检测 难点。在实际检测过程中通常是采用常规超声表面波探头进行接触式检测, 一次只能检测有限的距离。弯管检测由于检测对象为非直管,需要根据管道 的弯曲程度不断调整检测技术参数,手动磁粉检测要达到整个弯管全检,就 需要大量的检测,检测效率较低,人工操作准确性差,且磁粉检测不环保。 因此对于弯管的表面及近表面缺陷检测问题,实现高效率的弯管表面及近表 面缺陷的自动检测一直是亟待解决的技术问题。
发明内容
本公开的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如, 本公开提供了一种弯管管体表面缺陷的自动检测系统,能够省去人工,减少 出错,并且在提高检测效率的同时提供可靠稳定的检测结果。
为了实现上述目的,本公开一方面提供了一种弯管管体表面缺陷的自动 检测系统,自动检测系统包括:探头组件,用于检测弯管管体的表面缺陷; 面结构光扫描仪,用于扫描弯管管体的结构;工业机器人,连接到探头组件, 用于驱动探头组件相对于弯管管体沿着竖直方向上下移动以及驱动探头组件 旋转;水平移动单元,连接到工业机器人,用于驱动工业机器人在水平方向 上前后左右移动;测距仪,连接到水平移动单元,用于检测与弯管管体的距 离以及工业机器人的距离;以及控制单元,被配置为接收测距仪的检测数据以及面结构光扫描仪的扫描数据,来控制水平移动单元和工业机器人,以调 整探头组件相对于弯管管体的位置。
在本公开的一个示例性实施例中,探头座可包括:安装座,连接到工业 机器人;探头座,可滑动的设置在安装座上,以向靠近或远离弯管管体的第 一方向运动;探头,安装在探头座上并通过第一旋转轴和第二旋转轴转动, 第一旋转轴沿垂直于第一方向的第二方向延伸,第二旋转轴沿第三方向延伸, 第三方向垂直于第一方向和第二方向。
在本公开的一个示例性实施例中,探头座通过滑轨组件可安装在安装座 上,滑轨组件包括:竖直支撑板,沿第一方向布置并且竖直支撑板的一侧安 装在安装座上;支架,支架与探头通过第一旋转轴可转动地连接,并且支架 通过第二旋转轴可转动地连接到竖直支撑板的另一侧上。
在本公开的一个示例性实施例中,探头座可通过滑轨组件安装在安装座 上,滑轨组件可包括:导轨,形成在竖直支撑板和安装座中的一者上并沿第 一方向延伸;和轨道槽,形成在竖直支撑板和安装座中的另一者上并且能够 相对于导轨移动。
在本公开的一个示例性实施例中,水平移动单元可包括:支撑架;第一 横梁和第二横梁,安装在支撑架上,第一横梁和第二横梁彼此平行并且在水 平方向上沿前后方向延伸;以及纵梁,在水平方向上沿左右方向延伸,纵梁 设置在第一横梁和第二横梁上,并能够相对于第一横梁和第二横梁在水平方 向上沿前后方向移动;其中,工业机器人设置在纵梁的下方并能够相对于纵 梁在水平方向上沿左右方向移动。
在本公开的一个示例性实施例中,自动检测系统还可包括:调平组件, 连接到工业机器人,用于调整探头组件与弯管管体平行;和/或喷标组件,连 接到工业机器人,用于标记探头组件检测到的弯管管体的表面缺陷。
在本公开的一个示例性实施例中,调平组件可包括:调平座,与探头组 件在靠近或远离弯管管体的第一方向平行设置并且调平座的一端连接到工业 机器人上;调节件,设置在调平座的另一端并通过圆头调平,圆头在第一方 向可伸缩。
在本公开的一个示例性实施例中,喷标组件可包括:喷标箱,呈箱体结 构,连接在工业机器人上并且内含喷标物。喷标口,形成在喷标箱的一侧; 动力件,形成在喷标箱的另一侧且部分嵌入喷标箱,沿靠近或远离弯管管体 的第一方向延伸。
在本公开的一个示例性实施例中,自动检测系统还可包括检测单元,检 测单元包括:框架,连接到工业机器人;探头组件,连接到框架;调平组件, 连接到框架,调平组件用于调整探头组件使与弯管管体平行,包括调平座与 调节件,调平座与探头组件在靠近或远离弯管管体的第一方向平行设置并且 调平座的一端连接到工业机器人上,调节件设置在调平座的另一端并通过圆 头调平,圆头在第一方向可伸缩;以及喷标组件,连接到框架,喷标组件用 于标记探头组件检测到的弯管管体的表面缺陷,包括喷标箱、喷标口和动力 件,喷标箱呈箱体结构,连接在工业机器人上并且内含喷标物,喷标口形成 在喷标箱的一侧,动力件形成在喷标箱的另一侧且部分嵌入喷标箱,沿第一 方向延伸。
本公开另一方面提供了一种弯管管体表面缺陷的自动检测方法,自动检 测方法使用如上的弯管管体表面缺陷的自动检测系统,包括以下步骤:将弯 管管体运入自动检测系统的检测范围内;用水平移动单元驱动工业机器人在 水平方向上前后左右移动,当测距仪检测到弯管管体的位置信息后,工业机 器人运动至初始检测位置;通过面结构光扫描仪获取弯管管体的形状信息, 根据面结构光扫描仪扫描到的形状信息,来确定探头组件检测时需要的调整 角度,根据需要的调整角度,控制工业机器人驱动探头组件沿着竖直方向上下移动和/或旋转到弯管管体的表面的待测位置处;驱动工业机器人使探头组 件靠近弯管管体,通过探头座在竖直方向上下滑动和/或第一旋转轴与第二旋 转轴的转动,探头与弯管管体的表面的待测位置贴合;通过水平移动单元和 工业机器人的驱动,探头组件完成对弯管管体的表面的检测。
与现有技术相比,本公开的有益效果可包括:
面结构光扫描仪配合测距仪能够精确定位弯管的位置及检测面形状,预 设检测路线,并能根据测量结果实时调整检测参数,达到最优检测效果;
探头组件结构的自适应设计可以实现对弯管管体表面及近表面缺陷全方 位的检测,保证对于不同管径及弯度的弯管都可以使探头组件与被测工件表 面贴合甚至完全贴紧;
实现对于弯管管体表面及近表面缺陷的自动检测,省去人力,减少人为 因素的检测误差,实现高效率、高重复性、高覆盖率的检测效果。
附图说明
图1示出了本公开的一个示例性实施例的弯管管体表面缺陷的自动检测 系统;
图2示出了本公开的一个示例性实施例的弯管管体表面缺陷的自动检测 系统的探头组件的结构示意图;
图3示出了本公开的一个示例性实施例的弯管管体表面缺陷的自动检测 系统的检测单元示意图。
附图标记说明如下:
1-探头组件,2-面结构光扫描仪,3-工业机器人,4-水平移动单元,5-测 距仪,7-弯管,8-移动式车载平台,9-检测单元,11-安装座,12-探头座,13- 探头,121-竖直支撑板,122-支架,111-导轨,1221-第一旋转轴,1222-第二 旋转轴,41-支撑架,42-第一横梁,43-第二横梁,44-纵梁,91-框架,92-调 平组件,93-喷标组件,921-调平座,922-调节件,9221-圆头,931-喷标箱, 932-喷标口和933-动力件。
具体实施方式
在下文中,将结合示例性实施例来详细说明本公开的弯管管体表面缺陷 的自动检测系统及自动检测方法。本文中,“第一”、“第二”、“第三”等 仅仅是为了方便描述和便于区分,而不能理解为指示或暗示相对重要性或具 有严格的顺序性。
图1示出了本公开的弯管管体表面缺陷的自动检测系统;图2示出了本 公开的自动检测系统的探头组件的结构示意图;图3示出了本公开的自动检 测系统的检测单元示意图。
在本公开一方面的示例性实施例中,为了检测弯管管体表面缺陷,如图 1中所示,所提供的自动检测系统包括探头组件1、面结构光扫描仪2、工业 机器人3、水平移动单元4、测距仪5和控制单元(未示出)。
其中,探头组件1用于检测弯管7管体的表面缺陷。面结构光扫描仪2 用于扫描弯管7管体的结构。工业机器人3连接到探头组件1,用于驱动探 头组件1相对于弯管7管体沿着竖直方向(图1中坐标轴的Z轴方向)上下 移动以及驱动探头组件1旋转。水平移动单元4连接到工业机器人3,用于 驱动工业机器人3在水平方向上前后左右移动(左右移动方向对应于图1中 坐标轴的X轴方向,前后移动方向对应于图1中坐标轴的Y轴方向)。测距 仪5连接到水平移动单元4,用于检测与弯管7管体的距离以及工业机器人3 的距离(例如,测距仪5可以为激光测距仪)。此外,可以在水平移动单元4 的纵梁44(稍后将详细描述)上安装固定工装夹具,测距仪5安装在固定工 装夹具上,以方便测距仪5所处的位置更好的扫描检测到弯管7管体的位置。 控制单元被配置为接收测距仪5的检测数据以及面结构光扫描仪2的扫描数 据,来控制水平移动单元4和工业机器人3,以调整探头组件1相对于弯管7 管体的位置。弯管7可以放置在移动式车载平台8上移入自动检测系统内。 移动式车载平台8可以是一种自动、半自动或者人力作用的搬运工具,负责 弯管7的搬运工作,将弯管7送至检测位置,以及将检测完成后的弯管7移 出检测系统。
以上提供的弯管管体表面缺陷的自动检测系统,能够省去人工,减少出 错,并且在提高检测效率的同时提供可靠稳定的检测结果。
探头组件1个数是可变的,例如弯管管径较小,不适合过多的探头组件 1,而弯管管径较大,可以增加探头组件1的个数。另外,多个探头组件1的 排列方式也是多样的,可以排为一排或整齐排成几排,以及其他能增加检测 效率排列方式。探头组件1个数的使用视具体情况而定,本公开不做过多说 明。
需要说明的是,控制单元可以为本领域常用的智能系统,编程程序并调 试后,即可实现本公开控制单元的功能,本公开不做过多赘述。另外,工业 机器人3可以为一种智能机器人,例如为ABB(中国)有限公司所出售的 ABB智能机器人,在程序调试完成后,其具有实现本公开所需要的接收数据、 控制水平移动单元驱动、执行驱动和旋转操作等的功能,也就是说,工业机 器人3也可以包含有本公开控制单元的功能。工业机器人3和面结构光扫描 仪2可以为本领域常规的使用机器,本公开不做过多赘述。
其中,如图1、图2和图3中所示,探头组件1可包括安装座11、探头 座12和探头13。安装座11连接到工业机器人3。探头座12可滑动的设置在 安装座11上,以向靠近或远离弯管管体的第一方向(图2和图3中的箭头a 方向)运动。探头13安装在探头座12上并通过第一旋转轴1221和第二旋转 轴1222转动,第一旋转轴1221沿垂直于第一方向的第二方向(图2和图3 中的箭头b方向)延伸,第二旋转轴1222沿第三方向(图2和图3中的箭头 c方向)延伸,第三方向垂直于第一方向和第二方向。
第一方向、第二方向和第三方向可以形成一个空间坐标轴,且第一方向、 第二方向和第三方向会随检测时探头组件1位置的改变而变化。例如,第一 方向可以是待测工件(例如,弯管7)待检测位置处的径向方向,第二方向 可以是待测工件待检测位置处的轴向方向,第三方向则可以是位于待测工件 待检测位置的横截面且与第一方向(即径向方向)和第二方向(即轴向方向) 垂直的方向。又如,当探头组件1的探头13位于弯管7的正上方时,如图1 所示,第一方向为图1中坐标轴的Z轴方向,第二方向可以为图1中坐标轴 的X轴和Y轴方向的一者,第三方向可以为图1中坐标轴的X轴和Y轴方 向的另一者。
如图2和图3所示,探头座12可包括竖直支撑板121和支架122。竖直 支撑板121沿第一方向(即图2和图3中的箭头a方向)布置并且竖直支撑 板121的一侧(图2中的背面)安装在安装座11上。支架122与探头13通 过第一旋转轴1221可转动地连接,并且支架122通过第二旋转轴1222可转 动地连接到竖直支撑板121的另一侧上(图2中的正面)。
探头13和支架122连接的第一旋转轴1221以及第二旋转轴1222的设置, 能够使探头13自适应弯管(例如,图1中的弯管7)管体表面的曲面形状。
如图2所示,探头座12可通过滑轨组件安装在安装座11上,从而使得 探头座12可相对于安装座11自由滑动,带动探头13自适应滑动,保证探头 13与被测工件(例如,弯管7)表面完全贴紧。滑轨组件可包括导轨111和 轨道槽(未示出)。导轨111形成在安装座11上并沿第一方向(即图2中的 箭头a方向)延伸。轨道槽形成在竖直支撑板121上(图2中竖直支撑板121 的背面)并且能够相对于导轨111移动。
导轨111可以形成在竖直支撑板121上,也可以形成在安装座11上。在 图2中,导轨111形成在安装座11上,轨道槽形成在竖直支撑板121上;但 本公开不限于,可替代地,当导轨111形成在竖直支撑板121上时,轨道槽 可形成在安装座11上。
探头组件1结构的自适应设计可以实现对弯管管体表面及近表面缺陷全 方位的检测,还可以保证对于不同管径及弯度的弯管都可以使探头组件1与 被测工件表面贴合甚至完全贴紧。
需要说明的是,本公开的自动检测系统的探头组件1可以使用涡流检测 技术,涡流检测技术可以不需要接触工件,也可以不需要耦合剂,对弯管表 面及近表面的缺陷有很高的检测灵敏度。
如图1所示,水平移动单元4可包括支撑架41、第一横梁42、第二横梁 43和纵梁44。第一横梁42和第二横梁43安装在支撑架41上,第一横梁42 和第二横梁43彼此平行并且在水平方向上沿前后方向延伸(即图1中坐标轴 的Y轴方向)。纵梁44在水平方向上沿左右方向延伸(即图1中坐标轴的X 轴方向),纵梁44设置在第一横梁42和第二横梁43上,并能够相对于第一 横梁42和第二横梁43在水平方向沿前后方向移动(即图1中坐标轴的Y轴 方向);其中,工业机器人3设置在纵梁44的下方并能够相对于纵梁44沿水 平方向上左右移动(即图1中坐标轴的X轴方向)。
纵梁44相对于第一横梁42和第二横梁43在水平方向上沿前后方向移动 可以通过设置滑轮组、齿轮齿条组、轨道等方式后设备驱动(例如,伺服电 机驱动)实现。工业机器人3在纵梁44的下方相对于纵梁44沿水平方向上 左右移动,具体可通过在纵梁44上设置转接盘,工业机器人3连接(例如, 螺栓连接)在转接盘上,转接盘通过设置的滑轮组、齿轮齿条组、轨道等方 式后设备驱动(例如,伺服电机驱动)实现工业机器人3的左右移动。以上 均为现有技术常用的方法,本公开不做过多赘述。
如图3所示,自动检测系统还可包括调平组件92和/或喷标组件93。调 平组件92连接到工业机器人(如,图1中的工业机器人3),用于调整探头 组件1与弯管管体平行。喷标组件93连接到工业机器人(如,图1中的工业 机器人3),用于标记探头组件1检测到的弯管管体的表面缺陷。
自动检测系统加入调平组件92,能够在检测之前调整探头组件1与弯管 管体之间的平行,以达到最佳的检测效果;自动检测系统加入喷标组件93, 使探头组件1检测到缺陷时,标记缺陷的位置,更直观显示缺陷以及帮助探 测到缺陷后工作的进行。
如图3所示,调平组件92可包括调平座921和调节件922。调平座921 与探头组件1在靠近或远离弯管管体的第一方向(即图3中的箭头a方向) 平行设置并且调平座921的一端连接到工业机器人(如,图1中的工业机器 人3)上。调节件922设置在调平座921的另一端并通过圆头9221调平,圆 头9221在第一方向(即图3中的箭头a方向)可伸缩。圆头9221也可以内 含传感器,控制单元可以控制自动完成调平。
如图3所示,喷标组件93可以包括喷标箱931、喷标口932和动力件933。 喷标箱931呈箱体结构,连接在框架91上并且内含喷标物(如带颜色、荧光 等可起标记作用的物质)。喷标口932形成在喷标箱931的一侧(图3的上侧)。 动力件933形成在喷标箱931的另一侧(图3的下侧)且部分嵌入喷标箱931, 沿靠近或远离弯管管体的第一方向(即图3中的箭头a方向)延伸。动力件 933可以是简单的空气压缩活塞,压缩空气后能将喷标物喷到待标记的表面 缺陷处,也可以是能驱动喷标物喷出的其他结构。
调平组件92和喷标组件93还可通过其他结构实现,起到的都是调平探 头组件1和标记缺陷的功能。此外,调平组件92个数是可变的,设置调平组 件92个数能实现调整全部的探头组件1与弯管平行,例如探头组件1排成方 形时,在四个角各设置一个调平组件92为好。圆头9221也可以内含传感器, 控制单元可以控制自动完成调平,提高效率使调平组件92更好发挥其功能。
如图3所示,自动检测系统还可包括检测单元9,检测单元可包括框架 91、探头组件1、调平组件92和喷标组件93。框架91连接到工业机器人(如, 图1中的工业机器人3)。探头组件1可包含有8个,整齐排成两排的并各自 连接到框架91上。4个调平组件92分布在两排探头组件1的四个角,调平 组件92包括调平座921与调节件922,调平座921与探头组件1在靠近或远 离弯管管体的第一方向(即图3中的箭头a方向)平行设置并且调平座921 的一端(下端)连接到框架91上,调节件922设置在调平座921的另一端(上 端)并通过圆头9221调平,圆头9221在第一方向(即图3中的箭头a方向) 可伸缩。
喷标组件93连接到框架91,喷标组件93包括喷标箱931、喷标口932 和动力件933。喷标箱931呈箱体结构,连接在框架91上并且内含喷标物(如 带颜色、荧光等可起标记作用的物质)。喷标口932形成在喷标箱931的一侧 (上侧)。动力件933形成在喷标箱931的另一侧(下侧)且部分嵌入喷标箱 931,沿第一方向(即图3中的箭头a方向)延伸。
检测单元9可将探头组件1、调平组件92和喷标组件93组装形成一个 装置单元,再将其连接在工业机器人3上行使各自的功能。
本公开的另一方面示例性实施例中,弯管管体表面缺陷的自动检测方法 使用如上任一示例性实施例的自动检测系统,可包括以下步骤:
1)运入自动检测系统
具体来讲,是将待测的弯管运入自动检测系统的检测范围内。
待测的弯管(例如直径610mm,弯度R=5D的热煨弯管)可以通过移动 式车载平台运入水平移动单元驱动范围。移动式车载平台可以是一种自动、 半自动或者人力作用的搬运工具,负责待测的弯管的搬运工作,将待测的弯 管送入检测位置,以及将检测完成后的待测的弯管移出检测系统。
2)获得位置信息并运行至初始检测位置
具体来讲,是控制单元控制测距仪检测并收集与待测弯管的距离以及工 业机器人的距离信息,形成位置信息后,控制单元控制水平移动单元驱动工 业机器人在水平方向上前后左右移动,并运动至待测弯管的初始检测位置。 这里的初始检测位置并不固定,可以人为改变,应该以实际情况来确定。
3)获得形状信息后运动至待测位置
具体来讲,是控制单元控制面结构光扫描仪扫描并收集待测弯管的形状 信息,根据面结构光扫描仪扫描到的形状信息,来确定探头组件检测时需要 的调整角度,根据需要的调整角度,控制单元控制工业机器人驱动探头组件 沿着竖直方向上下移动和/或旋转至弯管管体的表面的待测位置处,使探头正 对待测位置。
4)探头贴合待测位置
具体来讲,是控制单元控制水平移动单元驱动工业机器人使探头组件靠 近弯管管体,探头组件通过探头座在竖直方向上下滑动和/或第一旋转轴与第 二旋转轴的转动,使得探头与弯管管体的表面的待测位置贴合甚至紧贴。
5)探头组件完成检测
具体来讲,是控制单元控制水平移动单元和工业机器人的驱动,在探头 与弯管管体的表面贴合下运动,完成对弯管管体的检测。
控制单元还可根据步骤2)和3)中收集到的位置信息和形状信息预设检 测路线,但步骤2)、3)和预设检测路线并不存在严格的先后关系。例如, 获得弯管管体的位置信息和形状信息后,控制单元就可以预设检测路线了, 而不一定要等到工业机器人和探头组件运动到初始检测位置和待测位置才预 设检测路线。又如,步骤2)和步骤3)可以同时进行或步骤3)先于步骤2) 进行,而不是严格的先后顺序进行。
显然的,当自动检测系统包括有调平组件时,可以在进行步骤5)之前, 使用调平组件调整探头组件使与待测弯管平行。而当自动检测系统包括有喷 标组件时,可以在步骤5)中探头组件检测到待测弯管表面有缺陷时,喷标 组件标记检测到的缺陷,当然,也可以在探头组件完成检测后,喷标组件再 对所有的缺陷进行标记。
另外需要说明的是,可重复进行多次自动检测方法的步骤进而完成整条 待测弯管的检测。在一部分检测完成时,水平移动单元驱动工业机器人回到 初始位置,然后根据面结构光扫描仪和测距仪的数据,工业机器人驱动探头 组件旋转切换到另一待检测部位,再重复自动检测方法,直到整条待测弯管 检测完成。也可以对待测弯管可以进行多次检测。
综上,本公开的弯管管体表面缺陷的自动检测系统及其自动检测方法的 有益效果包括:
1)面结构光扫描仪配合测距仪能够精确定位弯管的位置及检测面形状, 预设检测路线,并能根据测量结果实时调整检测参数,达到最优检测效果;
2)调平组件和喷标组件的设置使得自动检测系统功能更为完善;
3)探头组件的支架、滑轨组件以及旋转轴的设置,可以实现对弯管管体 表面及近表面缺陷全方位的检测,从而保证对于不同管径及弯度的弯管都可 以使探头组件与被测工件表面贴合甚至完全贴紧;
4)通过优选的装置,检测系统及其方法可以实现对于弯管管体表面及近 表面缺陷的自动检测,省去人力,减少人为因素的检测误差,实现高效率、 高重复性、高覆盖率的检测效果。
尽管上面已经结合示例性实施例及附图描述了本公开,但是本领域普通 技术人员应该清楚,在不脱离权利要求的精神和范围的情况下,可以对上述 实施例进行各种修改。

Claims (7)

1.一种弯管管体表面缺陷的自动检测系统,其特征在于,所述自动检测系统包括:
探头组件,用于检测所述弯管管体的表面缺陷;
面结构光扫描仪,用于扫描所述弯管管体的结构;
工业机器人,连接到所述探头组件,用于驱动所述探头组件相对于所述弯管管体沿着竖直方向上下移动以及驱动所述探头组件旋转;
水平移动单元,连接到所述工业机器人,用于驱动所述工业机器人在水平方向上前后左右移动;
测距仪,连接到所述水平移动单元,用于检测与所述弯管管体的距离以及所述工业机器人的距离;以及
控制单元,被配置为接收所述测距仪的检测数据以及所述面结构光扫描仪的扫描数据,来控制所述水平移动单元和所述工业机器人,以调整所述探头组件相对于所述弯管管体的位置;
调平组件,连接到所述工业机器人,用于调整所述探头组件与所述弯管管体平行;
其中,所述探头组件包括:
安装座,连接到所述工业机器人;
探头座,可滑动的设置在所述安装座上,以向靠近或远离所述弯管管体的第一方向运动;以及
探头,安装在所述探头座上并通过第一旋转轴和第二旋转轴转动,所述第一旋转轴沿垂直于所述第一方向的第二方向延伸,所述第二旋转轴沿第三方向延伸,所述第三方向垂直于所述第一方向和第二方向;
所述探头座包括:
竖直支撑板,沿所述第一方向布置并且所述竖直支撑板的一侧安装在所述安装座上;和
支架,所述支架与所述探头通过所述第一旋转轴可转动地连接,并且所述支架通过所述第二旋转轴可转动地连接到所述竖直支撑板的另一侧上;
所述探头组件的数量为若干个,若干个探头组件相互排列为若干排;
所述调平组件包括:
调平座,与所述探头组件在靠近或远离所述弯管管体的第一方向平行设置并且调平座的一端连接到所述工业机器人上;和
调节件,设置在所述调平座的另一端并通过圆头调平,所述圆头在所述第一方向可伸缩,所述圆头内设有传感器,使所述控制单元能够控制所述调平组件自动调平。
2.根据权利要求1所述的弯管管体表面缺陷的自动检测系统,其特征在于,所述探头座通过滑轨组件安装在所述安装座上,所述滑轨组件包括:
导轨,形成在所述竖直支撑板和所述安装座中的一者上并沿所述第一方向延伸;和
轨道槽,形成在所述竖直支撑板和所述安装座中的另一者上并且能够相对于所述导轨移动。
3.根据权利要求1所述的弯管管体表面缺陷的自动检测系统,其特征在于,所述水平移动单元包括:
支撑架;
第一横梁和第二横梁,安装在所述支撑架上,所述第一横梁和所述第二横梁彼此平行并且在所述水平方向上沿前后方向延伸;以及
纵梁,在所述水平方向上沿左右方向延伸,所述纵梁设置在所述第一横梁和第二横梁上,并能够相对于所述第一横梁和第二横梁在所述水平方向上沿前后方向移动;其中,
所述工业机器人设置在所述纵梁的下方并能够相对于所述纵梁在所述水平方向上沿左右方向移动。
4.根据权利要求1所述的弯管管体表面缺陷的自动检测系统,其特征在于,所述自动检测系统还包括:
喷标组件,连接到所述工业机器人,用于标记所述探头组件检测到的弯管管体的所述表面缺陷。
5.根据权利要求4所述的弯管管体表面缺陷的自动检测系统,其特征在于,所述喷标组件包括:
喷标箱,呈箱体结构,连接在所述工业机器人上并且内含喷标物;
喷标口,形成在所述喷标箱的一侧;以及
动力件,形成在所述喷标箱的另一侧且部分嵌入喷标箱,沿靠近或远离所述弯管管体的第一方向延伸。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的弯管管体表面缺陷的自动检测系统,其特征在于,所述自动检测系统还包括检测单元,所述检测单元包括:
框架,连接到所述工业机器人;
所述探头组件,连接到所述框架;
调平组件,连接到所述框架,所述调平组件用于调整所述探头组件使与所述弯管管体平行,包括调平座与调节件,所述调平座与所述探头组件在靠近或远离所述弯管管体的第一方向平行设置并且调平座的一端连接到所述工业机器人上,所述调节件设置在所述调平座的另一端并通过圆头调平,所述圆头在所述第一方向可伸缩;以及
喷标组件,连接到所述框架,所述喷标组件用于标记所述探头组件检测到的弯管管体的所述表面缺陷,包括喷标箱、喷标口和动力件,所述喷标箱呈箱体结构,连接在所述工业机器人上并且内含喷标物,所述喷标口形成在所述喷标箱的一侧,所述动力件形成在所述喷标箱的另一侧且部分嵌入喷标箱,沿所述第一方向延伸。
7.一种弯管管体表面缺陷的自动检测方法,其特征在于,所述自动检测方法使用如权利要求1至5中任一所述的弯管管体表面缺陷的自动检测系统,包括以下步骤:
将所述弯管管体运入自动检测系统的检测范围内;
用所述水平移动单元驱动所述工业机器人在水平方向上前后左右移动,当所述测距仪检测到所述弯管管体的位置信息后,所述工业机器人运动至初始检测位置;
通过所述面结构光扫描仪获取所述弯管管体的形状信息,根据所述面结构光扫描仪扫描到的形状信息,来确定所述探头组件检测时需要的调整角度,根据所述需要的调整角度,控制所述工业机器人驱动所述探头组件沿着竖直方向上下移动和/或旋转到所述弯管管体的表面的待测位置处;
驱动工业机器人使所述探头组件靠近所述弯管管体,通过探头座的滑动和/或第一旋转轴与第二旋转轴的转动,探头与所述弯管管体的表面的待测位置贴合;
通过所述水平移动单元和所述工业机器人的驱动,所述探头组件完成对所述弯管管体的表面的检测。
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