一种基于机器视觉的焊后检测装置及其使用算法的制作方法

1.本发明涉及检测设备技术领域，具体为一种基于机器视觉的焊后检测装置及其使用算法。


背景技术：

2.伴随着我国制造业、建筑业和水利、环境等行业的快速发展以及对外贸易持续增长，我国质量检验检测行业也迎来了快速发展。机器视觉系统是指通过机器视觉产品，如ccd、cmos和光电管等，将被摄取的目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，再根据判别的结果控制现场的设备。可以提高产品质量、降低废品率，提高企业经济效益。我国居民生活水平的提高将继续推动消费品及生命科学检测需求上升，制造业快速发展及产业升级将推动工业品检测需求上升。
3.焊接会存在以下一些问题如：焊料过多、焊料过少、松香焊、过热焊、冷焊、虚焊、不对称、松动、拉尖、桥接、针孔等，在焊接后都会有质量把控进行检查，但是对于一些焊接产生的内部的空腔，在表面上看没有问题，但是其往往削弱强度，部分区域的虚焊也导致连接强度差等，而人工易出现纰漏，且对于空腔是难以察觉的，并且人工检查其效率较低。为此，我们提出一种基于机器视觉的焊后检测装置及其使用算法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的焊后检测装置及其使用算法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于机器视觉的焊后检测装置及其使用算法，包括焊接区域引导模块：焊接区域引导模块由工业相机建立焊接线的引导数据；敲击检测机构：所述敲击检测机构包括固定架，所述固定架的下方连接有安装架，所述安装架的下方设有转轮，所述转轮的表面设有多组沿圆周均匀阵列分布的冲击板，所述冲击板与转轮之间连接有弹性件，所述安装架上还设有电机，所述电机的输出端与转轮端部之间连接有传动带，所述安装架的底部还固定连接有导滑板，导滑板呈c字状，且其侧视的截面呈变径的平面螺旋，所述导滑板的内表面与冲击板的端面滑动；位置调节机构，所述位置调节机构设置于固定架和安装架之间，且用于实时调整转轮的轴向与其正向方的焊接区域平面之间的角度；检测模块:检测模块用于检测在敲击检测机构敲击后检测焊接区域局部松动或脱落；移动机构：所述敲击检测机构通过固定架安装于移动机构上，且敲击检测机构设有多组，且每组敲击检测机构上的冲击板作用于焊接区域的位置不同，共同构成全面覆盖，多组敲击检测机构沿焊接缝的长度方向依次排列，并通过移动机构可单独调节。
6.优选的，所述位置调节机构包括固定连接于固定架下方的固定杆，所述安装架的中心区域设有与固定杆转动连接的转轴，所述固定架的下方还固定连接有两组伸缩件，伸缩件的工作端与安装架连接，且两组所述伸缩件在安装架上以转轴的轴向平面为对称中心，所述固定架的两端均连接有距离传感器，距离传感器用于检测到检测工件的表面的距离。
7.优选的，所述距离传感器的顶部固定连接有转动杆，且通过转动杆转动连接于安装架的端部，所述转动杆的端部固定连接有调节齿轮，所述安装架的端部转动连接有与调节齿轮啮合的传动齿轮，所述固定架的下方还设有与传动齿轮啮合的弧形齿条，弧形齿条的轴线与转轴重合。
8.优选的，单个所述冲击板由多个相互滑动连接的冲击块构成，且每个冲击块与转轮之间单独设有弹性件。
9.优选的，所述伸缩件的工作端转动连接有抵触板，且抵触板转动所围绕的轴线与转轴的轴线平行。
10.优选的，所述电机为双轴电机，且两端的输出轴均与转轮的相对端通过传动带传动连接。
11.优选的，所述安装架的侧边还设有用于对传动带局部位置迁移的导向轮。
12.一种基于机器视觉的焊后检测装置的使用算法，包括以下步骤：s1：通过工业相机扫描焊接工件，建立焊接区域数据线路，并用于引导移动机构在水平位置上移动；s2：敲击检测机构和位置调节机构随移动机构移动，在移动过程中由同一个位置调节机构上的两个距离传感器检测距离工件表面的距离，设定一初始固定值，后续的数值变化与该初始固定值进行对比，产生正负数值，一端的距离传感器为正值即代表该端位置变高需要下降位置，反之上升，但在两端的距离传感器均是正值或者负值时则由移动机构下降或上升，且同时对比该两组数据，进而同样产生正负值，且该正负值的优先级大于单个距离传感器与初始值的对比正负值的优先级，且两者根据优先级择一，进而调节两组伸缩件的来使安装架倾斜。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过工业相机构件模型，形成焊接区域数据，并作为引导敲击检测机构的引导，敲击检测机构始终作用在焊接区域上，从而不断的敲击焊接区域，使其虚焊以及空腔部分断裂或者破碎，进而由检测模块对脱落或者松动信号的检测，确定其是否存在质量问题，相对人工其效率更高且不易出现纰漏。
附图说明
14.图1为本发明整体结构示意图；图2为敲击检测机构的正视示意图；图3为图2结构的侧视示意图；图4为敲击检测机构以及位置调节机构的局部展开示意图；图5为转轮的局部剖视结构示意图；图6为伸缩件与抵触板之间的展开示意图。
15.图中：1-敲击检测机构；2-固定架；3-安装架；4-转轮；5-冲击板；6-弹性件；7-电机；8-传动带；9-导滑板；10-位置调节机构；11-固定杆；12-固定杆；13-伸缩件；14-距离传感器；15-转动杆；16-调节齿轮；17-传动齿轮；18-弧形齿条；19-冲击块；20-抵触板；21-导向轮。
具体实施方式
16.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
17.请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种基于机器视觉的焊后检测装置及其使用算法，包括焊接区域引导模块：焊接区域引导模块由工业相机建立焊接线的引导数据，因为焊接缝产生的焊接区域一般都是一个较长的区域，所述敲击检测机构1包括固定架2，所述固定架2的下方连接有安装架3，所述安装架3的下方设有转轮4，所述转轮4的表面设有多组沿圆周均匀阵列分布的冲击板5，冲击板5是提供一定的冲击力作用与焊接区域，从而便于检测其是否存在空腔等质量问题，所述冲击板5与转轮4之间连接有弹性件6，所述安装架3上还设有电机7，所述电机7的输出端与转轮4端部之间连接有传动带8，所述安装架3的底部还固定连接有导滑板9，导滑板9呈c字状，且其侧视的截面呈变径的平面螺旋，导滑板9呈平面变径的螺旋结构，能使冲击板5在随转轮4转动时进行蓄能，即压缩冲击板5与转轮4之间的弹性件6，并在最低点的位置释放，使其快速弹出进行冲击，所述导滑板9的内表面与冲击板5的端面滑动，所述位置调节机构10设置于固定架2和安装架3之间，且用于实时调整转轮4的轴向与其正向方的焊接区域平面之间的角度，检测模块用于检测在敲击检测机构1敲击后检测焊接区域局部松动或脱落，位置调节机构10是用于调整转轮4的轴向位置，以便于其始终处于接近与平行焊接区域的平面，因为焊接工件的表面不一定都是两个平面，也有是弧面或者其他面，且都是存在连续变化的可能，因此如果转轮4是相对的固定的话，其容易出现部分区域敲击不到，所述敲击检测机构1通过固定架2安装于移动机构上，且敲击检测机构1设有多组，且每组敲击检测机构1上的冲击板5作用于焊接区域的位置不同，共同构成全面覆盖，因为单个的转轮4的转动频率是固定的，因此每个冲击板5作用的位置基本上就已经固定了，但是因为相邻的两个冲击板5作用的位置之间会有间隔，就会导致该区域未进行冲击，多组的转轮4使其上的冲击板5作用于不同的位置，从而产生连续覆盖全部，多组敲击检测机构1沿焊接缝的长度方向依次排列，并通过移动机构可单独调节。
18.单个所述冲击板5由多个相互滑动连接的冲击块19构成，且每个冲击块19与转轮4之间单独设有弹性件6，冲击板5作为一个整体板，其底部的面是固定形式的，即只能是平面或者弧形面又或者是某一结构的面，但是焊接区域其焊接面的表面是不固定的形式的，因此将单个冲击板5设置成多个较小的条状，且作用面较小，能随着焊接区域的面进行自动适应，便于其更好的冲击所有区域，所述电机7为双轴电机，且两端的输出轴均与转轮4的相对端通过传动带8传动连接，普通的电机7只能单侧驱动，而双轴电机能两端同步驱动从而使转轮4的转动更加平稳，所述安装架3的侧边还设有用于对传动带8局部位置迁移的导向轮21，在不设置导向轮21的作用下，传送带8可能会与安装架3产生干涉，如果在安装架3上设
置避让，会影响其强度，设置孔洞有不方便安装，因此设置导向轮21将其向外扩张，使其避开安装架3的位置，既不影响强度又方便安装。
19.位置调节机构10包括固定连接于固定架2下方的固定杆11，所述安装架3的中心区域设有与固定杆11转动连接的转轴12，所述固定架2的下方还固定连接有两组伸缩件13，伸缩件13采用如液压杆、电动伸缩杆和气缸等器件，伸缩件13的工作端与安装架3连接，且两组所述伸缩件13在安装架3上以转轴12的轴向平面为对称中心，所述固定架2的两端均连接有距离传感器14，距离传感器14用于检测到检测工件的表面的距离，其检测的方式为，通过两组距离传感14检测正下方的位置的距离变化，两者的数值同时变大或者变小是，这是整体的变化，即可通过移动机构进行上下位置的调节，当两端的位置变化较大时，即倾斜状况，一端相对的数值变化更大的，其变化值也分为变大或者变小，变大则需要该端向下移动，反之则向上，通过芯片与距离传感器14连接进行信号检测并与伸缩件13连接进行信号输出控制，从而使转轮4的轴向相对的平行与焊接区域的表面，所述伸缩件13的工作端转动连接有抵触板20，且抵触板20转动所围绕的轴线与转轴12的轴线平行，因为伸缩件13的端部是不与安装架3的上表面固定的，仅仅只是接触，在伸缩件13伸缩过程中，其端面与安装架3的上表面的倾斜角会不断的变化，即作用面会逐渐变化成作用点，因此设置可以转动抵触板20，其能随安装架3的转动而适配转动，从而使其作用面始终不变。
20.所述距离传感器14的顶部固定连接有转动杆15，且通过转动杆15转动连接于安装架3的端部，所述转动杆15的端部固定连接有调节齿轮16，所述安装架3的端部转动连接有与调节齿轮16啮合的传动齿轮17，所述固定架2的下方还设有与传动齿轮17啮合的弧形齿条18，弧形齿条18的轴线与转轴12重合，按照上述的调节位置的方式，虽然可以调节，但是因为距离传感器14作用的位置使其正下方位置，而非其调整后的相对垂直位置，某一端的位置需要上升，则说明整体的面是向着另一端倾斜的，因此距离传感器14则应相对的向着与另一端相反的方向转动，设置调节齿轮16和传动齿轮17就是来改变方向的，传动齿轮17用于改变方向，使距离传感器14接近于垂直焊接区域的工件表面。
21.一种基于机器视觉的焊后检测装置的使用算法，包括以下步骤：s1：通过工业相机扫描焊接工件，建立焊接区域数据线路，并用于引导移动机构在水平位置上移动；s2：敲击检测机构1和位置调节机构10随移动机构移动，在移动过程中由同一个位置调节机构10上的两个距离传感器14检测距离工件表面的距离，设定一初始固定值，后续的数值变化与该初始固定值进行对比，产生正负数值，一端的距离传感器14为正值即代表该端位置变高需要下降位置，反之上升，但在两端的距离传感器14均是正值或者负值时则由移动机构下降或上升，且同时对比该两组数据，进而同样产生正负值，且该正负值的优先级大于单个距离传感器14与初始值的对比正负值的优先级，且两者根据优先级择一，进而调节两组伸缩件13的来使安装架3倾斜。
22.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。
23.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种基于机器视觉的焊后检测装置，其特征在于，包括：焊接区域引导模块：焊接区域引导模块由工业相机建立焊接线的引导数据；敲击检测机构（1）：所述敲击检测机构（1）包括固定架（2），所述固定架（2）的下方连接有安装架（3），所述安装架（3）的下方设有转轮（4），所述转轮（4）的表面设有多组沿圆周均匀阵列分布的冲击板（5），所述冲击板（5）与转轮（4）之间连接有弹性件（6），所述安装架（3）上还设有电机（7），所述电机（7）的输出端与转轮（4）端部之间连接有传动带（8），所述安装架（3）的底部还固定连接有导滑板（9），导滑板（9）呈c字状，且其侧视的截面呈变径的平面螺旋，所述导滑板（9）的内表面与冲击板（5）的端面滑动；位置调节机构（10），所述位置调节机构（10）设置于固定架（2）和安装架（3）之间，且用于实时调整转轮（4）的轴向与其正向方的焊接区域平面之间的角度；检测模块:检测模块用于检测在敲击检测机构（1）敲击后检测焊接区域局部松动或脱落；移动机构：所述敲击检测机构（1）通过固定架（2）安装于移动机构上，且敲击检测机构（1）设有多组，且每组敲击检测机构（1）上的冲击板（5）作用于焊接区域的位置不同，共同构成全面覆盖，多组敲击检测机构（1）沿焊接缝的长度方向依次排列，并通过移动机构可单独调节。2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的焊后检测装置，其特征在于：所述位置调节机构（10）包括固定连接于固定架（2）下方的固定杆（11），所述安装架（3）的中心区域设有与固定杆（11）转动连接的转轴（12），所述固定架（2）的下方还固定连接有两组伸缩件（13），伸缩件（13）的工作端与安装架（3）连接，且两组所述伸缩件（13）在安装架（3）上以转轴（12）的轴向平面为对称中心，所述固定架（2）的两端均连接有距离传感器（14），距离传感器（14）用于检测到检测工件的表面的距离。3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的焊后检测装置，其特征在于：所述距离传感器（14）的顶部固定连接有转动杆（15），且通过转动杆（15）转动连接于安装架（3）的端部，所述转动杆（15）的端部固定连接有调节齿轮（16），所述安装架（3）的端部转动连接有与调节齿轮（16）啮合的传动齿轮（17），所述固定架（2）的下方还设有与传动齿轮（17）啮合的弧形齿条（18），弧形齿条（18）的轴线与转轴（12）重合。4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的焊后检测装置，其特征在于：单个所述冲击板（5）由多个相互滑动连接的冲击块（19）构成，且每个冲击块（19）与转轮（4）之间单独设有弹性件（6）。5.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的焊后检测装置，其特征在于：所述伸缩件（13）的工作端转动连接有抵触板（20），且抵触板（20）转动所围绕的轴线与转轴（12）的轴线平行。6.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的焊后检测装置，其特征在于：所述电机（7）为双轴电机，且两端的输出轴均与转轮（4）的相对端通过传动带（8）传动连接。7.根据权利要求1或6所述的一种基于机器视觉的焊后检测装置，其特征在于：所述安装架（3）的侧边还设有用于对传动带（8）局部位置迁移的导向轮（21）。8.一种根据权利要求1-7任意一项所述的一种基于机器视觉的焊后检测装置的使用算法，其特征在于，包括以下步骤：
s1：通过工业相机扫描焊接工件，建立焊接区域数据线路，并用于引导移动机构在水平位置上移动；s2：敲击检测机构（1）和位置调节机构（10）随移动机构移动，在移动过程中由同一个位置调节机构（10）上的两个距离传感器（14）检测距离工件表面的距离，设定一初始固定值，后续的数值变化与该初始固定值进行对比，产生正负数值，一端的距离传感器（14）为正值即代表该端位置变高需要下降位置，反之上升，但在两端的距离传感器（14）均是正值或者负值时则由移动机构下降或上升，且同时对比该两组数据，进而同样产生正负值，且该正负值的优先级大于单个距离传感器（14）与初始值的对比正负值的优先级，且两者根据优先级择一，进而调节两组伸缩件（13）的来使安装架（3）倾斜。

技术总结
本发明公开了一种基于机器视觉的焊后检测装置及其使用算法，包括焊接区域引导模块由工业相机建立焊接线的引导数据，敲击检测机构用于冲击焊接区域的表面，位置调节机构用于实时调整转轮的轴向与其正向方的焊接区域平面之间的角度，检测模块用于检测在敲击后检测焊接区域局部松动或脱落，移动机构用于带动整体移动，此基于机器视觉的焊后检测装置及其使用算法，通过工业相机构件模型，形成焊接区域数据，并作为引导敲击检测机构的引导，敲击检测机构始终作用在焊接区域上，进而不断的敲击焊接区域，使其虚焊以及空腔部分断裂或者破碎，进而由检测模块对脱落或者松动信号的检测，确定其是否存在质量问题，相对人工其效率更高且不易出现纰漏。不易出现纰漏。不易出现纰漏。


技术研发人员：陈敏
受保护的技术使用者：之视科技（上海）有限公司
技术研发日：2022.02.09
技术公布日：2022/5/25