[發(fā)明專利]焊縫表面質(zhì)量智能檢測(cè)系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110256196.0
• 申請(qǐng)日: 2021-03-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113048882A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方榮超;丁賀;謝春雷;王河;趙小輝;王浩;蔡宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 徐州徐工挖掘機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00;G01B11/02;G01B11/06;G01B11/30;G06T7/60;G06T7/64
• 代理公司: 吉林長(zhǎng)春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 王怡敏

本發(fā)明涉及一種焊縫表面質(zhì)量智能檢測(cè)系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法，屬于焊縫表面質(zhì)量檢測(cè)領(lǐng)域。包括挖機(jī)斗桿變位機(jī)、工業(yè)計(jì)算機(jī)、六軸機(jī)器人、機(jī)器人基座、機(jī)器人地軌、表面掃查儀器、視覺(jué)傳輸相機(jī)、挖機(jī)斗桿；所述六軸機(jī)器人通過(guò)機(jī)器人基座固定于機(jī)器人地軌之上，夾持表面掃查儀器沿著焊縫進(jìn)行表面掃查，表面掃查儀器與工業(yè)計(jì)算機(jī)相連。優(yōu)點(diǎn)在于：構(gòu)思新穎、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。解決了挖掘機(jī)斗桿焊縫人工檢測(cè)精度差和效率低下的問(wèn)題，利用六軸機(jī)器人夾持表面掃查儀器對(duì)焊縫進(jìn)行智能掃查，表面掃查儀器將線激光垂直打在焊縫表面，同時(shí)對(duì)斗桿焊縫表面質(zhì)量進(jìn)行定量檢測(cè)。極大提高工件焊縫表面質(zhì)量檢測(cè)效率，縮短工時(shí)50%以上，實(shí)用性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊縫表面質(zhì)量檢測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種工程結(jié)構(gòu)件中挖掘機(jī)斗桿的焊縫表面質(zhì)量智能檢測(cè)系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

目前對(duì)于大型工程結(jié)構(gòu)件中挖掘機(jī)斗桿焊縫表面檢測(cè)，通常采用如下人工方式：

(1)卡尺測(cè)量焊縫外觀尺寸參數(shù)：取點(diǎn)采用專用卡尺測(cè)量焊縫余高、寬度、焊腳尺寸等參數(shù)。該方式因?yàn)榭ǔ吣p和人為因素導(dǎo)致的測(cè)量誤差可達(dá)2mm；對(duì)于挖掘機(jī)斗桿焊縫余高、寬度、焊腳尺寸等難以準(zhǔn)確測(cè)量，且檢測(cè)時(shí)只是單純的取點(diǎn)測(cè)量，數(shù)據(jù)對(duì)于整條焊縫并不完整，不能有效反映焊縫的全貌信息。因此一般的人工方法難以高效、準(zhǔn)確地檢測(cè)焊縫表面質(zhì)量。

(2)視覺(jué)觀測(cè)：通過(guò)焊接工人觀測(cè)焊縫表面狀態(tài)，不做精確測(cè)量，僅憑借著工人經(jīng)驗(yàn)判定焊縫表面質(zhì)量的合格性，該方式對(duì)于焊縫表面質(zhì)量的評(píng)判不具有可靠數(shù)據(jù)依據(jù)。

綜上所述，不論是取點(diǎn)卡尺測(cè)量焊縫外觀尺寸參數(shù)，還是視覺(jué)觀測(cè)確定焊縫表面質(zhì)量，都存在檢測(cè)數(shù)據(jù)不全面、不精確、效率低下等問(wèn)題。亟待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種焊縫表面質(zhì)量智能檢測(cè)系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的人工表面質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)低精度、效率低下等問(wèn)題。本發(fā)明利用六軸機(jī)器人夾持表面掃查儀器對(duì)焊縫進(jìn)行智能掃查，表面掃查儀器將線激光垂直打在焊縫表面，利用軟件自動(dòng)提取焊縫質(zhì)檢特征點(diǎn)，提取焊縫形態(tài)學(xué)特征，獲取對(duì)接焊縫余高、寬度、凸起、下凹等參數(shù)，獲取角接焊縫焊腳尺寸參數(shù)，進(jìn)而根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焊縫表面質(zhì)量進(jìn)行智能評(píng)估。極大提高工件焊縫表面質(zhì)量檢測(cè)效率，縮短工時(shí)50％以上。

本發(fā)明的上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

焊縫表面質(zhì)量智能檢測(cè)系統(tǒng)，包括挖機(jī)斗桿變位機(jī)、工業(yè)計(jì)算機(jī)1、六軸機(jī)器人2、機(jī)器人基座3、機(jī)器人地軌7、表面掃查儀器9、視覺(jué)傳輸相機(jī)10、挖機(jī)斗桿13；所述六軸機(jī)器人2通過(guò)機(jī)器人基座3固定于機(jī)器人地軌7之上，夾持表面掃查儀器9沿著焊縫進(jìn)行表掃查，表面掃查儀器9與工業(yè)計(jì)算機(jī)1相連。

所述的挖機(jī)斗桿變位機(jī)由挖機(jī)斗桿變位機(jī)主支撐架4、挖機(jī)斗桿變位機(jī)副支撐架5、挖機(jī)斗桿變位機(jī)副支撐架地軌6、變位機(jī)旋轉(zhuǎn)電機(jī)8構(gòu)成，所述挖機(jī)斗桿變位機(jī)主支撐架4固定在地面，挖機(jī)斗桿變位機(jī)副支撐架5固定在挖機(jī)斗桿變位機(jī)副支撐架地軌6的平移滑塊上，相對(duì)挖機(jī)斗桿變位機(jī)主支撐架4平移移動(dòng)，挖機(jī)斗桿變位機(jī)副支撐架5通過(guò)在挖機(jī)斗桿變位機(jī)副支撐架地軌6上平行滑移配合挖機(jī)斗桿變位機(jī)主支撐架4夾持挖機(jī)斗桿，且通過(guò)變位機(jī)旋轉(zhuǎn)電機(jī)8使挖機(jī)斗桿13實(shí)現(xiàn)360°旋轉(zhuǎn)；固定于機(jī)器人地軌7上的六軸機(jī)器人2夾持表面掃查儀器9，通過(guò)挖機(jī)斗桿變位機(jī)的配合，實(shí)現(xiàn)不同空間位置和姿態(tài)的斗桿焊縫表面質(zhì)量檢測(cè)。

所述的表面掃查儀器9與視覺(jué)傳輸相機(jī)10通過(guò)連接板11固定在六軸機(jī)器人2前端，視覺(jué)傳輸相機(jī)10通過(guò)側(cè)翼連接板固定于表面掃查儀器9上；表面掃查儀器9由線激光發(fā)生器、CCD工業(yè)相機(jī)構(gòu)成，視覺(jué)傳輸相機(jī)10通過(guò)USB連接線與工業(yè)計(jì)算機(jī)1連接，將待檢測(cè)焊縫的表面狀態(tài)傳輸于工業(yè)計(jì)算機(jī)1中；表面掃查儀器9內(nèi)線激光發(fā)生器產(chǎn)生的線激光投射于焊縫表面，CCD工業(yè)相機(jī)拍攝帶有激光線的焊縫照片，獲取單條激光線的黑白圖像，依據(jù)CCD工業(yè)相機(jī)拍攝的頻率以及掃查速度，將無(wú)數(shù)個(gè)單條激光線組合為焊縫表面幾何狀態(tài)的三維模擬圖，利用焊縫表面幾何狀態(tài)的三維模擬圖直觀與形象的觀測(cè)焊縫質(zhì)量等級(jí)。