CN114113144A - 密封钉焊接质量检测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种密封钉焊接质量检测装置和方法，涉及焊接检测技术领域。该密封钉焊接质量检测装置包括驱动件、传动件、拍摄仪、编码器和控制器，驱动件与传动件传动连接，传动件与拍摄仪连接，编码器与驱动件连接；控制器分别与驱动件、拍摄仪和编码器连接；传动件用于带动拍摄仪移动，编码器用于根据驱动件的运动触发拍摄仪获取密封钉的多张二维图像；控制器用于将多张二维图像拟合成三维图像，并依据三维图像判定密封钉的焊接质量，可以快速准确的检测密封钉的焊接质量，检测效率高，检测结果可靠。

Description

密封钉焊接质量检测装置和方法

技术领域

本发明涉及焊接检测技术领域，具体而言，涉及一种密封钉焊接质量检测装置和方法。

背景技术

目前，常用的密封钉焊接质量检测方法为人工目检或者2D视觉检测；人工目检适用于自动化程度不高的场合，对于全自动高速产线则必须使用机器视觉做检测；2D视觉检测只能检测平面上的信息，而焊接效果是立体的，诸多炸点、焊穿、针孔等焊接不良无法通过2D来识别，检测结果误差较大。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种密封钉焊接质量检测装置和方法，其能够提高检测效率和检测精度。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种密封钉焊接质量检测装置，包括驱动件、传动件、拍摄仪、编码器和控制器，所述驱动件与所述传动件传动连接，所述传动件与所述拍摄仪连接，所述编码器与所述驱动件连接；所述控制器分别与所述驱动件、所述拍摄仪和所述编码器连接；

所述传动件用于带动所述拍摄仪移动，所述编码器用于根据所述驱动件的运动触发所述拍摄仪获取密封钉的多张二维图像；所述控制器用于将所述多张二维图像拟合成三维图像，并依据所述三维图像判定所述密封钉的焊接质量。

在可选的实施方式中，所述传动件包括移动滑台，所述驱动件与所述移动滑台连接，所述拍摄仪安装在所述移动滑台上。

在可选的实施方式中，包括检测机台，所述检测机台上设有直线轨道，所述移动滑台可滑动地安装在所述直线轨道上。

在可选的实施方式中，所述检测机台上设有检测工位，所述检测工位用于放置待测产品；所述移动滑台上设有支撑臂，所述支撑臂设于所述检测工位上方，所述拍摄仪安装在所述支撑臂上。

在可选的实施方式中，所述驱动件采用驱动电机，所述驱动电机与所述控制器连接，所述控制器用于控制所述驱动电机运动，以使所述拍摄仪在不同位置获取所述密封钉的二维图像。

在可选的实施方式中，所述编码器采用23位编码器。

在可选的实施方式中，所述拍摄仪采用3D线扫相机，所述3D线扫相机与所述控制器连接，所述控制器用于将3D线扫相机获取的二维图像拟合为三维图像，并确定所述三维图像的参考基准面，计算所述三维图像高度方向的特征点距离所述参考基准面的距离，以判定所述密封钉的焊接质量。

第二方面，本发明提供一种密封钉焊接质量检测方法，采用如前述实施方式中任一项所述的密封钉焊接质量检测装置，包括：

获取多张密封钉的二维图像；

依据所述多张二维图像拟合成三维图像；

获取所述三维图像上高度方向的特征值；

判断所述特征值是否超出预设范围；若所述特征值超出所述预设范围，则判定密封钉的焊接质量不合格；若所述特征值未超出所述预设范围，则判定所述密封钉的焊接质量合格。

在可选的实施方式中，所述获取多张密封钉的二维图像的步骤包括：

采用3D线扫相机按照预设的采集频率获取所述二维图像。

在可选的实施方式中，所述获取所述三维图像上高度方向的特征值的步骤包括：

确定参考基准面；

计算所述三维图像表面的特征点到所述参考基准面的距离，将所述距离作为特征值。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的密封钉焊接质量检测装置，驱动件带动拍摄仪移动，编码器触发拍摄仪拍摄图像，可获得不同位置的多张二维图像，再将多张二维图像拟合成三维图像，通过对三维图像的分析，来判定密封钉的焊接质量。三维图像中不仅可以检测平面的焊接情况，也可以检测高度方向上的焊接情况，焊接质量的检测更加全面，检测效率更高，检测结果更加可靠。

本发明实施例提供的密封钉焊接质量检测方法，包括获取多张密封钉的二维图像。依据多张二维图像拟合成三维图像；获取三维图像上高度方向的特征值；判断特征值是否超出预设范围；若特征值超出预设范围，则判定密封钉的焊接质量不合格；若特征值未超出预设范围，则判定密封钉的焊接质量合格。可以检测密封钉高度方向上的焊接情况，解决现有技术中只能检测平面信息的缺陷，有利于提高检测效率，检测结果更加可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的密封钉焊接质量检测装置的一种视角的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的密封钉焊接质量检测装置的另一种视角的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的密封钉焊接质量检测方法中，焊接后密封钉在电池产品上的一种示意图；

图4为本发明实施例提供的密封钉焊接质量检测方法的步骤流程示意图。

图标：100-密封钉焊接质量检测装置；110-驱动件；120-传动件；130-移动滑台；131-支撑臂；140-拍摄仪；145-编码器；150-检测机台；151-直线轨道；153-检测工位；160-操控部；170-电池产品；175-密封钉。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请参考图1至图3，本实施例提供了一种密封钉焊接质量检测装置100，包括驱动件110、传动件120、拍摄仪140、编码器145和控制器，驱动件110与传动件120传动连接，传动件120与拍摄仪140连接，编码器145与驱动件110连接；控制器分别与驱动件110、拍摄仪140和编码器145连接；传动件120用于带动拍摄仪140移动，编码器145用于根据驱动件110的运动触发拍摄仪140获取密封钉175（见图3）的多张二维图像；控制器用于将多张二维图像拟合成三维图像，并依据三维图像判定密封钉175的焊接质量。通过拟合成三维图像后再进行焊接质量分析，不仅可以检测焊接的平面信息，也可以检测到高度方向上的焊接信息，检测更加全面，检测精度更高，检测效率高，检测结果更加可靠。

可选地，传动件120包括移动滑台130，驱动件110与移动滑台130连接，拍摄仪140安装在移动滑台130上。驱动件110可以采用但不限于是驱动电机，驱动电机带动移动滑台130移动，进而实现带动拍摄仪140移动，以便于拍摄仪140在不同的位置对密封钉175拍照，以获取密封钉175的二维图像。通过不同方向、不同视角、不同位置的拍摄，能够将多张二维图拟合成三维图像。

需要说明的是，在对密封钉175的焊接质量进行检测时，由于密封钉175是焊接在电池上的，检测对象为包含有密封钉175的整个电池产品170，拍摄仪140在拍摄图像时，也是拍摄的整个电池产品170的图像，在对三维图像进行分析处理的过程中，仅对包含密封钉175的局部电池图像进行处理，以检测密封钉175的焊接质量。

本实施例中，密封钉焊接质量检测装置100还包括检测机台150，检测机台150上设有直线轨道151，移动滑台130可滑动地安装在直线轨道151上。在驱动电机的作用下，移动滑台130可沿直线轨道151做往复运动，以带动拍摄仪140往复运动，并对检测机台150上的电池产品170进行拍照，获取多张二维图片。容易理解，检测机台150上设有检测工位153，检测工位153用于放置待测产品，本实施例中，待测产品为电池产品170。电池产品170的数量可以是一个或多个，若电池产品170的数量为多个，可按照矩阵式规整地排列在检测机台150上，以便于对拟合后的三维图像进行分区处理，提高图像处理效率和检测效率。

移动滑台130上设有支撑臂131，支撑臂131设于检测工位153的上方，拍摄仪140安装在支撑臂131上。可选地，支撑臂131的一端与移动滑台130连接，另一端伸出至检测工位153的上方，拍摄仪140安装在支撑臂131远离移动滑台130的一端，且位于检测工位153的上方，这样有利于对检测工位153上的电池产品170进行拍摄。需要说明的是，检测工位153上的电池产品170的摆放宽度在拍摄仪140的拍摄范围内，电池产品170的摆放长度方向即拍摄仪140的移动方向，拍摄仪140只需要沿电池产品170的长度方向移动，也可以确保检测工位153上的所有电池产品170被拍摄到。

当然，并不仅限于此，在其它可选的实施方式中，若电池产品170的摆放范围较广，拍摄仪140在单向移动过程中无法拍摄到全部电池产品170，则可以在支撑臂131上增设移动单元，移动单元与拍摄仪140连接，可以带动拍摄仪140沿电池产品170宽度方向移动，这样，即能实现拍摄仪140在两个方向的移动，确保对所有电池产品170拍摄，获取到所有电池产品170的二维图像。

本实施例中，拍摄仪140采用3D线扫相机，当然也可以是其他图像采集器，比如工业相机等，这里不作具体限定。编码器145可采用23位编码器145，编码器145安装在驱动电机上，可以用于检测驱动电机的旋转角度，采用23位编码器145，其检测精度更高。3D线扫相机在移动过程中，通过编码器145轮询触发3D相机进行拍摄获取电池产品170的二维图像，其中，编码器145可以记录驱动电机的转动角度，通过转动角度可以确定3D线扫相机的移动距离，再根据不同的位置处记录的电池产品170的二维图像，最终控制器能将多张二维图像拟合成一个完整的产品3D图，再通过在图像上添加相关工具做分析处理，即可完成对密封钉175焊接质量的检测。拟合后的一个密封钉175的3D图能够检测出平面和高度方向上的特征，从而分别从平面和高度方向上对焊接质量进行检测和评估。

可选地，控制器可以采用通用处理器，包括但不限于中央处理器（CentralProcessing Unit，简称CPU）、网络处理器（Network Processor，简称NP）等；还可以是数字信号处理器（Digital Signal Processor，简称DSP）、专用集成电路（ApplicationSpecific Integrated Circuit，简称ASIC）、现成可编程门阵列（Field－ProgrammableGate Array，简称FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。当然，控制器也可以集成为PLC控制器、单片机等，这里不作具体限定。

可选地，该密封钉焊接质量检测装置100还包括操控部160，操控部160安装在检测机台150上，可用于输入操控指令、调节和设置相关参数，比如设置拍摄仪140的采集频率，调节电机转速等，这里不作具体限定。可以理解，该密封钉焊接质量检测装置100可通过控制器实现全自动焊接质量检测，操控部160的设置也能进行人工操控和干预，检测方式更加灵活。

在可选地实施方式中，该密封钉焊接质量检测装置100也可以进行相应的简化设置，机架上设有移动滑台130和直线轨道151，驱动件110与移动滑台130传动连接，带动移动滑台130沿直线轨道151来回移动。拍摄仪140安装在移动滑台130上，在移动滑台130的带动下，对所有电池产品170拍照，获取多张密封钉175的二维图像。

请参考图4，本发明实施例还提供一种密封钉175焊接质量检测方法，适用于上述的密封钉焊接质量检测装置100，主要包括以下步骤：

步骤S100：获取多张密封钉175的二维图像。

步骤S200：依据多张二维图像拟合成三维图像。

步骤S300：获取三维图像上高度方向的特征值。

步骤S400：判断特征值是否超出预设范围；若特征值超出预设范围，则判定密封钉175的焊接质量不合格；若特征值未超出预设范围，则判定密封钉175的焊接质量合格。

其中，获取多张密封钉175的二维图像的步骤包括：采用3D线扫相机按照预设的采集频率获取二维图像。可选地，本实施例中，编码器145安装在驱动电机上，驱动电机带动移动滑台130移动，进而带动3D线扫相机移动。通过编码器145轮询触发3D相机进行拍摄获取电池产品170的二维图像，即采集频率由编码器145触发决定。编码器145采用23位编码器145，采样频率高，检测精度高，因此可以获得更多的二维图片，使得最终拟合的三维产品图失真度低，更接近真实产品。当然，并不仅限于此，该采集频率也可以是预设的固定频率，比如间隔多久的时长拍摄一次，这里不作具体限定。

可选地，获取三维图像上高度方向的特征值时，先确定三维图像上的参考基准面；计算三维图像表面的特征点到参考基准面的距离，将距离作为特征值。再判断特征值是否超出预设范围，若特征值超出预设范围，则判定密封钉175的焊接质量不合格；若特征值未超出预设范围，则判定密封钉175的焊接质量合格。容易理解，参考基准面可以根据实际情况进行选择，比如以密封钉175轴向截面的平行面为基准面，或者以密封钉175径向截面的平行面为基准面，或者以其他面作为基准面，基准面可以是平面或曲面，这里不作具体限定。若特征值超出预设范围，且高于预设范围内的最大值，可能存在焊接炸点等缺陷，若特征值超出预设范围，且低于预设范围内的最小值，则可能出现焊穿、针孔等焊接缺陷。对于不同规格的密封钉175或者不同规格型号的电池产品170，设置的预设范围可以灵活调整和设定。

本发明实施例提供的密封钉焊接质量检测装置100和方法，可以通过采集多张二维图像拟合，获得精确的3D产品图，进而对3D图像的各个表面进行分析处理，不仅可以获得平面焊接信息，也能获得高度方向上的焊接信息，对电池产品170上密封钉175的焊接质量检测更全面、更完整，检测结果更可靠；并且通过3D线扫相机移动式拍照，能同时得到多个密封钉175的三维图，在对三维图像进行分析处理时，可以一次性对多个位置的密封钉175焊接质量进行分析，即同时检测多个电池产品170的焊接质量，检测效率更高，检测精度更高，检测结果更加可靠。

综上所述，本发明实施例提供的密封钉焊接质量检测装置100和方法，具有以下几个方面的有益效果：

本发明实施例提供的密封钉焊接质量检测装置100，驱动件110带动拍摄仪140移动，编码器145触发拍摄仪140拍摄图像，可获得不同位置的多张二维图像，再将多张二维图像拟合成三维图像，通过对三维图像的分析，来判定密封钉175的焊接质量。三维图像中不仅可以检测平面的焊接情况，也可以检测高度方向上的焊接情况，焊接质量的检测更加全面，检测效率更高，检测结果更加可靠。

本发明实施例提供的密封钉175焊接质量检测方法，包括获取多张密封钉175的二维图像。依据多张二维图像拟合成三维图像；获取三维图像上高度方向的特征值；判断特征值是否超出预设范围；若特征值超出预设范围，则判定密封钉175的焊接质量不合格；若特征值未超出预设范围，则判定密封钉175的焊接质量合格。可以检测密封钉175高度方向上的焊接情况，解决现有技术中只能检测平面信息的缺陷，有利于提高检测效率，检测结果更加可靠。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种密封钉焊接质量检测装置，其特征在于，包括驱动件、传动件、拍摄仪、编码器和控制器，所述驱动件与所述传动件传动连接，所述传动件与所述拍摄仪连接，所述编码器与所述驱动件连接；所述控制器分别与所述驱动件、所述拍摄仪和所述编码器连接；

所述传动件用于带动所述拍摄仪移动，所述编码器用于根据所述驱动件的运动触发所述拍摄仪获取密封钉的多张二维图像；所述控制器用于将所述多张二维图像拟合成三维图像，并依据所述三维图像判定所述密封钉的焊接质量。

2.根据权利要求1所述的密封钉焊接质量检测装置，其特征在于，所述传动件包括移动滑台，所述驱动件与所述移动滑台连接，所述拍摄仪安装在所述移动滑台上。

3.根据权利要求2所述的密封钉焊接质量检测装置，其特征在于，包括检测机台，所述检测机台上设有直线轨道，所述移动滑台可滑动地安装在所述直线轨道上。

4.根据权利要求3所述的密封钉焊接质量检测装置，其特征在于，所述检测机台上设有检测工位，所述检测工位用于放置待测产品；所述移动滑台上设有支撑臂，所述支撑臂设于所述检测工位上方，所述拍摄仪安装在所述支撑臂上。

5.根据权利要求1所述的密封钉焊接质量检测装置，其特征在于，所述驱动件采用驱动电机，所述驱动电机与所述控制器连接，所述控制器用于控制所述驱动电机运动，以使所述拍摄仪在不同位置获取所述密封钉的二维图像。

6.根据权利要求1所述的密封钉焊接质量检测装置，其特征在于，所述编码器采用23位编码器。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的密封钉焊接质量检测装置，其特征在于，所述拍摄仪采用3D线扫相机，所述3D线扫相机与所述控制器连接，所述控制器用于将3D线扫相机获取的二维图像拟合为三维图像，并确定所述三维图像的参考基准面，计算所述三维图像高度方向的特征点距离所述参考基准面的距离，以判定所述密封钉的焊接质量。

8.一种密封钉焊接质量检测方法，其特征在于，采用如权利要求1至7中任一项所述的密封钉焊接质量检测装置，包括：

获取多张密封钉的二维图像；

依据所述多张二维图像拟合成三维图像；

获取所述三维图像上高度方向的特征值；

判断所述特征值是否超出预设范围；若所述特征值超出所述预设范围，则判定密封钉的焊接质量不合格；若所述特征值未超出所述预设范围，则判定所述密封钉的焊接质量合格。

9.根据权利要求8所述的密封钉焊接质量检测方法，其特征在于，所述获取多张密封钉的二维图像的步骤包括：

采用3D线扫相机按照预设的采集频率获取所述二维图像。

10.根据权利要求8所述的密封钉焊接质量检测方法，其特征在于，所述获取所述三维图像上高度方向的特征值的步骤包括：

确定参考基准面；

计算所述三维图像表面的特征点到所述参考基准面的距离，将所述距离作为特征值。

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