[發(fā)明專利]復(fù)雜焊縫外觀質(zhì)量自動檢測方法及裝置

在審

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• 申請日: 2022-10-28
• 公開（公告）號: CN115682933A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐國成;劉政達;董娟;谷曉鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/16;G01B11/24
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 王怡敏

本發(fā)明涉及一種復(fù)雜焊縫外觀質(zhì)量自動檢測方法及裝置，屬于激光檢測領(lǐng)域。由工業(yè)計算機進行控制，采用工業(yè)機器人帶動二維激光測距傳感器在復(fù)雜焊縫表面進行多次多角度的全覆蓋掃描檢測，并通過坐標變換、數(shù)據(jù)縫合等過程的處理，完成對復(fù)雜焊縫的檢測與評估。適用于各種尺寸、形狀的復(fù)雜焊縫的外觀質(zhì)量檢測，主要針對于普通非接觸式檢測方法無法直接進行自動檢測，傳感器一次掃描無法獲取焊縫表面全部的輪廓信息，需進行兩次甚至兩次以上的掃描來完成檢測的焊縫，如環(huán)焊縫、T型焊縫、十字焊縫等。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、方法新穎，提高檢測效率的同時也保證了檢測精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光檢測領(lǐng)域，特別涉及焊縫外觀質(zhì)量檢測領(lǐng)域，尤指一種基于二維激光測距傳感器的非接觸式的復(fù)雜焊縫外觀質(zhì)量自動檢測方法及裝置。適用于各種尺寸、形狀的復(fù)雜焊縫的外觀質(zhì)量檢測，主要針對于普通非接觸式檢測方法無法直接進行自動檢測，傳感器一次掃描無法獲取焊縫表面全部的輪廓信息，需進行兩次甚至兩次以上的掃描來完成檢測的焊縫，如環(huán)焊縫、T型焊縫、十字焊縫等。

背景技術(shù)

近年來，隨著我國工業(yè)化進程的不斷加快，對制造業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的要求日益提高。焊接技術(shù)作為發(fā)展比較成熟的材料加工工藝，應(yīng)用十分廣泛，已經(jīng)成為我國制造業(yè)領(lǐng)域中的重要一環(huán)。因此，在焊接產(chǎn)品中，焊縫的質(zhì)量從根本上影響甚至決定了整個產(chǎn)品的最終質(zhì)量，在焊后對焊縫質(zhì)量進行檢測是焊接生產(chǎn)中必不可少的環(huán)節(jié)。

常見的焊縫檢測方法分為兩種，分別是內(nèi)部質(zhì)量檢測和外觀質(zhì)量檢測。到目前為止，焊縫外觀質(zhì)量檢測大部分仍由技術(shù)人員使用手工檢測儀用肉眼進行觀察，如量規(guī)、量尺、低倍放大鏡和焊縫檢測尺等。以上傳統(tǒng)的焊縫外觀質(zhì)量檢測方法不僅工作量大、耗時長，而且檢測結(jié)果的準確性低，并且很大程度上依賴于工作人員的主觀判斷。因此，這勢必會降低焊接的生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品的合格率，不利于當今自動化的發(fā)展趨勢。除此之外，焊縫檢測尺的長時間使用還會造成一定程度的磨損，降低了檢測結(jié)果的準確度。

隨著科學技術(shù)的不斷進步，對焊接產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，傳統(tǒng)的焊縫外觀質(zhì)量檢測手段已無法滿足當今焊接生產(chǎn)的需求。因此，對焊縫外觀質(zhì)量進行自動化、智能化的檢測成為了解決問題的關(guān)鍵點。非接觸式測量技術(shù)以其精確、高效、智能以及不損傷工件等優(yōu)點逐漸走進人們的視野，成為當前焊縫外觀檢測技術(shù)的主流。

非接觸式測量技術(shù)的種類多樣，其中主要包括：超聲波檢測、紅外檢測、光電測量、激光全息干涉測量、雙目立體視覺測量等技術(shù)。以上技術(shù)大多以光學、聲學等理論為核心，原理不盡相同，但都是在不接觸被測量工件的前提下，準確、快速的獲取被測物體的表面信息。其中，以激光三角法為典型的光電測量技術(shù)已經(jīng)成為焊縫質(zhì)量檢測領(lǐng)域中發(fā)展最快、優(yōu)勢最大的檢測技術(shù)。可以預(yù)見，這種高度自動化、智能化的非接觸式測量技術(shù)將成為未來焊縫質(zhì)量檢測領(lǐng)域的主要測量方法。

目前，工業(yè)領(lǐng)域中存在一些常見的復(fù)雜焊縫，如環(huán)焊縫、T型焊縫、十字焊縫等，這類焊縫因為其形狀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，使用現(xiàn)有的檢測手段不能完成對此類焊縫的外觀質(zhì)量檢測。因此，開發(fā)一種基于非接觸式測量技術(shù)的復(fù)雜焊縫外觀質(zhì)量自動檢測方法及裝置十分必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)雜焊縫外觀質(zhì)量自動檢測方法及裝置，解決了工業(yè)領(lǐng)域中常見復(fù)雜焊縫外觀質(zhì)量檢測手段少、精度低、耗時長等問題，填補了復(fù)雜焊縫外觀質(zhì)量自動檢測技術(shù)的空白。其對焊接產(chǎn)品中的復(fù)雜焊縫外觀質(zhì)量可實現(xiàn)自動化、智能化的檢測，同時根據(jù)獲取的焊縫表面輪廓數(shù)據(jù)，以及計算機擬合出的焊縫輪廓圖像，與現(xiàn)有的標準焊縫庫進行對比，達到對焊縫外觀質(zhì)量的定量化評估。

本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

復(fù)雜焊縫外觀質(zhì)量自動檢測方法，由工業(yè)計算機進行控制，采用工業(yè)機器人帶動二維激光測距傳感器在復(fù)雜焊縫表面進行多次多角度的全覆蓋掃描檢測，并通過坐標變換、數(shù)據(jù)縫合等過程的處理，完成對復(fù)雜焊縫的檢測與評估，具體包括以下步驟：

步驟一、設(shè)備安裝：

(1.1)安裝并固定工業(yè)機器人，將被測復(fù)雜焊縫放置于工業(yè)機器人的工作范圍之內(nèi)；