CN203275316U

CN203275316U - 一种大型钢管焊缝缺陷单域检测装置

Info

Publication number: CN203275316U
Application number: CN 201320266628
Authority: CN
Inventors: 胡燕军; 魏玉兰; 厉建东; 李兵
Original assignee: Huzhou University
Current assignee: Huzhou University
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2023-05-15

Abstract

本实用新型涉及一种大型钢管焊缝缺陷单域检测装置，该检测装置包括输送单元（1）、检测单元（2）、显示单元（3），检测单元（2）位于输送单元（1）的上方，检测单元（2）包括CCD摄像机（21）和光源（22），CCD摄像机（21）可以前、后、左、右移动或在竖直平面内转动，光源（22）可以左、右移动或在竖直平面内转动，CCD摄像机（21）将拍摄到的图像传送至显示单元（3）。本实用新型能对不同类型的大型钢管进行机械化检测，大大减轻了质检人员的工作强度。

Description

一种大型钢管焊缝缺陷单域检测装置

技术领域

本实用新型属于一种大型钢管焊缝缺陷单域检测装置，用于对钢管表面缺陷图像进行采集、分析。

背景技术

焊接技术作为一种基本的工艺方法，广泛地应用于航空、航天、舰船、桥梁、车辆、锅炉、电机、电子、冶金、能源、石油化工、矿山机械、起重机械、建筑与国防等各个领域和部门中。由于焊接过程中出现的各种问题，焊缝中有时候不可避免地会出现熔合不良、裂纹、气孔、夹渣、未融合和未焊透等目标缺陷。对钢管焊缝进行缺陷检测主要采用人工目测的检验方式，人工目测检验是一种传统的工作模式，它存在以下缺点：(1)通过肉眼观察焊接质量，检验人员在流水线上需要长时间注视屏幕上运动着的焊缝，容易疲劳和产生漏检。(2)由于检验人员的素质、技能和经验的不同，对质量检验标准的把握难免有偏差。这导致检验水平受检验人员主观因素的影响而不能稳定，判决结果一致性差。(3)检验人员很难对缺陷做出准确定量判断，定量精度难以保证。人类视觉检测越来越不能满足当今工业领域的需要，为了提高我国焊管的无损检验的水平，进一步提高焊管的产品质量和生产效率，为了改善检验人员的工作条件，迫切要求提高焊缝检验的自动化水平。

近来迅速发展的以图像处理技术为基础的机器视觉技术恰恰可以解决这一问题。它要解决的问题，与人类通过眼睛观察世界的视觉感知功能十分相似。机器视觉主要用计算机来模拟人的视觉功能从客观事物的图像中提取信息，进行处理并加以理解，最终用于实际检测、测量和控制。视觉检测是指在焊接完成后，对工件的外形尺寸如不匹配、扭曲等，对焊缝的宏观尺寸如熔宽、余高、凹度、凸度等以及对焊缝表面缺陷如气孔、咬边、未熔合等进行表面检测。焊后的表面检测，在一定程度上有利于发现内部缺陷，例如焊缝表面有咬边或焊瘤时，其内部常常伴随有未焊透；焊缝表面有气孔时，则意味着内部可能不致密，有气孔和夹渣等。此外，通过焊缝的表面视觉检测可以判断焊接工艺和规范的合理性，如焊缝表面高低不平，则可能是电流过小或焊速过快；咬边严重或弧坑过大，则意味着可能电流过大。因此，通过焊后的表面视觉检测可以明显地提高焊接的质量。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种大型钢管焊缝缺陷单域检测装置，该装置能得到较清晰的焊缝图像并将其传送至显示单元。

本实用新型解决所述技术问题的方案是：一种大型钢管焊缝缺陷单域检测装置，包括输送单元、检测单元、显示单元，检测单元位于输送单元的上方，检测单元包括CCD摄像机和光源，CCD摄像机可以前、后、左、右移动或在竖直平面内转动，光源可以左、右移动或在竖直平面内转动，CCD摄像机将拍摄到的图像传送至显示单元。

在传统的人工目测式焊缝表面缺陷检测过程中，由于不同缺陷有不同的反射特性，为了确定表面质量，质检员往往需要从多个不同角度对不同缺陷进行观察，以准确确定缺陷种类。在基于机器视觉的带钢表面缺陷检测系统中，缺陷检测的准确度直接与光源、成像系统及被检测钢板的布局有关，采用不同的光源与成像系统布局，将会得到不同的缺陷检测结果。本实用新型中，CCD摄像机可以前、后、左、右移动或在竖直平面内转动，光源可以左、右移动或在竖直平面内转动，对于不同的钢管可以作各个角度的调整，在显示单元中得到较为清晰的图像时，CCD摄像机和光源的位置关系即是该类型钢管和当时环境条件下较佳的位置关系。该时段对该类型钢管的检测就在该位置关系下进行。当钢管种类或孔径变更时，需要重新调整CCD摄像机和光源的位置。

作为进一步的技术方案，所述CCD摄像机的尾部设置有第一指针，第一指针指向第一量角器；所述光源的尾部设置有第二指针，第二指针指向第二量角器。

该方案便于标记和记录CCD摄像机和光源在竖直平面内转动的角度。

作为再进一步的技术方案，所述输送单元为若干滚轮，滚轮由电机驱动，电机的开关位于显示单元上。

钢管焊缝朝上在滚轮上做直线运动，当在显示单元上发现焊缝有缺陷时可立即按下开关使电机停止工作。

作为再进一步的技术方案，所述滚轮为锥形滚轮。

锥形滚轮能防止钢管在滚轮上横行滚动。

本实用新型具有简单易行的优点，能对不同类型的大型钢管进行机械化检测，大大减轻了质检人员的工作强度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A部的放大图；

图3为本实用新型的主视图；

图4为图3中B部的放大图。

图中：1、输送单元；11、滚轮；12、电机；13、开关；2、检测单元；21、CCD摄像机；22、光源；23、第一指针；24、第一量角器；25、第二指针；26、第二量角器；3、显示单元；4、支架；41、第一横杆；42、第二横杆；43、凹槽；44、竖杆；5、钢管。

具体实施方式

实施例1

如图1～4所示，一种大型钢管焊缝缺陷单域检测装置，包括输送单元1、检测单元2、显示单元3，检测单元2位于输送单元1的上方。输送单元1为若干滚轮11，滚轮11为锥形滚轮，工作时，钢管5位于滚轮11上，滚轮11由电机12驱动，电机12的开关13位于显示单元3上。该装置有一支架4，支架4活动连接有第一横杆41和第二横杆42，支架4上设置有凹槽43，第一横杆41和第二横杆42的两端插在凹槽43内并可沿着凹槽43左、右移动。第一横杆41的底部活动连接有竖杆44，竖杆44可以沿着第一横杆41前、后移动。检测单元2包括CCD摄像机21和光源22，CCD摄像机21将拍摄到的图像传送至显示单元3。CCD摄像机21装在竖杆44的底部并可绕着竖杆44的底部在竖直平面内转动，CCD摄像机21还可以随着第一横杆41左、右移动或随着竖杆44前、后移动。光源22位于第二横杆42的底部并可以绕着第二横杆42在竖直平面内转动，光源22还可以随着第二横杆42左、右移动。 CCD摄像机21的尾部设置有第一指针23，第一指针23指向第一量角器24。光源22的尾部设置有第二指针25，第二指针25指向第二量角器26。

工作原理：

首先在电机12的带动下，滚轮11做圆周转动，促使其上的钢管5做直线移动，焊缝位于钢管5的正上方；光源22直接照射在钢管5焊缝上，CCD摄像头21用于拍摄在光源照射下的钢管5焊缝表面图像，同时将图像传输至显示单元3。当发现重大缺陷时，可立即按下位于显示单元3上的开关13后停机处理。

由于CCD摄像头21的拍摄角度和光源22的照射角度对拍摄到得图像质量有极大地影响，为了得到高质量的焊缝缺陷图像，CCD摄像机21可以前、后、左、右移动或在竖直平面内转动，光源22可以左、右移动或在竖直平面内转动，并配有第一量角器24和第二量角器26，对于不同的钢管可以作各个角度的调整并便于记录。在检测过程中，保证光源22投影线在整个测试角度范围始终位于被测缺陷样本的固定平面上，CCD摄像头21在整个测试角度范围内也始终聚集于被测缺陷样本上。

本实用新型应用范围更加广泛，对于不现的生产线，只要安装后，合理调光源与CCD摄像头的角度，就可以保证采集到较清晰的图像。

Claims

1.一种大型钢管焊缝缺陷单域检测装置，其特征在于：包括输送单元（1）、检测单元（2）、显示单元（3），检测单元（2）位于输送单元（1）的上方，检测单元（2）包括CCD摄像机（21）和光源（22），CCD摄像机（21）可以前、后、左、右移动或在竖直平面内转动，光源（22）可以左、右移动或在竖直平面内转动，CCD摄像机（21）将拍摄到的图像传送至显示单元（3）。

2.如权利要求1所述的一种大型钢管焊缝缺陷单域检测装置，其特征在于：所述CCD摄像机（21）的尾部设置有第一指针（23），第一指针（23）指向第一量角器（24）；所述光源（22）的尾部设置有第二指针（25），第二指针（25）指向第二量角器（26）。

3.如权利要求1或2所述的一种大型钢管焊缝缺陷单域检测装置，其特征在于：所述输送单元（1）为若干滚轮（11），滚轮（11）由电机（12）驱动，电机（12）的开关（13）位于显示单元（3）上。

4.如权利要求3所述的一种大型钢管焊缝缺陷单域检测装置，其特征在于：所述滚轮（11）为锥形滚轮。