[發(fā)明專利]一種基于線結(jié)構(gòu)光的焊縫表面缺陷檢測與分類方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210836527.2
• 申請日: 2022-07-15
• 公開（公告）號: CN115290656A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張風(fēng)東;張賀;張鐵浩;張東;劉桐
• 申請（專利權(quán)）人: 中車青島四方機車車輛股份有限公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N21/01;G01B11/24
• 代理公司: 北京元中知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11223
• 代理人: 孫桂紅

1.一種焊縫表面缺陷檢測與分類方法，其特征在于：包括如下步驟，

S1，基于線結(jié)構(gòu)光的3D相機在機器人的帶動下掃描焊縫區(qū)域，獲取焊縫表面輪廓數(shù)據(jù)并保存；

S2，掃描的同時讀取并處理步驟S1獲得的輪廓數(shù)據(jù)，獲得并顯示焊縫原始輪廓曲線；

S3，判斷獲得的原始輪廓曲線是否存在缺陷并對缺陷分類，計算缺陷大小與位置；

S4，根據(jù)掃描結(jié)果生成深度圖像，檢驗缺陷存在位置與檢測結(jié)果是否一致。

2.如權(quán)利要求1所述的一種焊縫表面缺陷檢測與分類方法，其特征在于：在判斷焊縫存在缺陷后，在x方向上計算焊縫條數(shù)，通過掃描速度與精度換算得到缺陷幾何大小，設(shè)定最小缺陷條數(shù)范圍k，若兩條正常輪廓曲線間的缺陷條數(shù)小于等于k，則判定該處不構(gòu)成缺陷，僅為檢測中的干擾。

3.如權(quán)利要求1所述的一種焊縫表面缺陷檢測與分類方法，其特征在于：在濾波后的原始輪廓曲線上尋找焊縫區(qū)域兩端點，計算焊縫寬度與高度，反映原始輪廓曲線變化趨勢。

4.如權(quán)利要求3所述的一種焊縫表面缺陷檢測與分類方法，其特征在于：計算焊縫寬度與高度時，對原始輪廓曲線上的每一點求差分，獲得關(guān)于原始輪廓曲線的一階導(dǎo)數(shù)圖像，再進(jìn)一步計算焊縫原始輪廓曲線的二階導(dǎo)數(shù)，二階導(dǎo)數(shù)上的兩個極大值位置即為焊縫區(qū)域左右端點P1，P2，兩端點之間的間距D即為焊縫寬度值。

5.如權(quán)利要求4所述的一種焊縫表面缺陷檢測與分類方法，其特征在于：根據(jù)獲得的焊縫寬度作寬度曲線，分別計算原始輪廓曲線的均值和方差，設(shè)定寬度波動的閾值，若方差超過設(shè)定閾值，判斷焊縫存在咬邊缺陷。

6.如權(quán)利要求1所述的一種焊縫表面缺陷檢測與分類方法，其特征在于：作焊縫高度曲線，計算均值與方差，若高度值不統(tǒng)一，判斷存在缺陷。

7.如權(quán)利要求1至6任一項所述的一種焊縫表面缺陷檢測與分類方法，其特征在于：對焊縫區(qū)域的各數(shù)據(jù)點擬合獲得焊縫的擬合輪廓曲線，將擬合輪廓曲線分別向上、向下平移一個設(shè)定的偏差閾值，若原始輪廓曲線與上、下擬合輪廓曲線相交，則煩判定焊縫超出正常范圍，存在缺陷。

8.如權(quán)利要求7所述的一種焊縫表面缺陷檢測與分類方法，其特征在于：若原始輪廓曲線與下移的擬合輪廓曲線相交，判斷存在凹陷區(qū)域，存在氣孔缺陷或裂紋缺陷。

9.如權(quán)利要求8所述的一種焊縫表面缺陷檢測與分類方法，其特征在于：在擬合焊縫區(qū)域，提取凹陷區(qū)域兩側(cè)的峰值點m1，m2，計算x方向上的焊縫輪廓條數(shù)，直至缺陷消失，記為同一個缺陷，在每個缺陷計算范圍內(nèi)檢測兩峰值點y向間距d，獲取該缺陷范圍內(nèi)間距最大值dmax的大小，若dmax超出設(shè)定閾值，則判斷該處缺陷為氣孔缺陷，反之，則判斷該處缺陷為裂紋缺陷。

10.如權(quán)利要求7所述的一種焊縫表面缺陷檢測與分類方法，其特征在于：若原始輪廓曲線與上移的擬合輪廓曲線相交，則判定相交部分存在焊瘤缺陷。