一种基于机器视觉的钢管焊缝识别系统的制作方法

1.本发明涉及钢管焊缝热处理监测技术领域，具体为一种基于机器视觉的钢管焊缝识别系统。


背景技术：

2.焊接钢管也称焊管，是用钢板或带钢经过卷曲成型后焊接制成的钢管，生产工艺简单，生产效率高，品种规格多，设备投资少，但一般强度低于无缝钢管。
3.钢管在弯曲成型后，需要对管体之间的接缝进行焊接，因此需要传动设备将钢管传送至热处理设备内进行焊缝，在传输过程中，由于受到传动设备的振动等外界因素影响，容易造成管体焊缝位置偏移焊接点，因此需要对输过程中的钢管进行监管，传统的监管方式，都是由人工亲临监测，人工监测的方式必然造成工作量大、耗时长的问题，同时人为监测的方式，也容易造成监测的不精确，本发明提供一种基于机器视觉的钢管焊缝识别系统。


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钢管焊缝识别系统，以解决上述背景技术中提出的钢管在焊接过程中，人为监测，造成工作量大、耗时长以及监测不精确的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种基于机器视觉的钢管焊缝识别系统，包括监测系统、控制系统、纠偏系统、传送台和热处理设备，所述监测系统中的监测设备为3d结构光相机，所述控制系统的控制设备为终端主机，所述纠偏系统中的纠错设备为位移调节设备，所述传送台内部设有传动座，所述位移调节设备位于热处理设备进口处传动座的一侧，所述传送台和传动座均贯穿热处理设备，所述传动座上设有钢管，所述3d结构光相机位于热处理设备进口处传动座的另一侧，所述3d结构光相机与位移调节设备均与钢管位置对应一致，所述3d结构光相机通过线路与终端主机连接，所述终端主机通过线路与位移调节设备连接。
7.作为本发明的一种优选实施方式，所述传动座的侧端固定有台板和支架，所述3d结构光相机通过螺丝固定于支架上，所述支架通过螺丝固定于台板上。
8.作为本发明的一种优选实施方式，所述传动座与传动台之间以及传动台的底部均填充有减震组件，所述减震组件为橡胶垫块。
9.作为本发明的一种优选实施方式，所述位移调节设备包括推动气缸和推板，所述推动气缸固定于传送台一侧的台体上，所述推动气缸的端头通过螺丝与推板锁紧固定。
10.作为本发明的一种优选实施方式，所述终端主机内部设有数据处理系统，所述数据处理系统包括阈值设定单元、数据采集单元、数据对比单元和设备控制单元。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
12.本钢管焊缝识别系统，主要采用3d成像技术配合数据处理系统来实现对钢管焊缝的实时监测，3d结构光相机对传输过程中钢管的焊缝位置(角度和宽度)进行实时监测，监
测的数据将通过终端主机的数据处理系统进行解析判断，对于钢管位置(角度和宽度)出现偏移时，终端主机会根据偏离的角度和宽度通过纠偏系统的位移调节设备对钢管的位置进行对应的调节，使得钢管的焊缝与热处理设备的焊接端头位置保持一致，确保了焊接的精确性，通过本焊缝识别系统的设计，有效的实现了钢管焊缝监测的自动化和智能化，完全取代人工监测，节省了人力资源的支出以及耗时耗力和监测不精确的问题。
附图说明
13.图1为本发明的设备外观整体结构示意图；
14.图2为本发明的监控画面示意图；
15.图3为本发明的工作原理图；
16.图4为本发明的工作流程图。
17.图中：1-3d结构光相机，2-传送台，3-热处理设备，4-传动座，5-钢管。
具体实施方式
18.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。
19.实施例
20.请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：
21.一种基于机器视觉的钢管焊缝识别系统，包括监测系统、控制系统、纠偏系统、传送台2和热处理设备3，监测系统中的监测设备为3d结构光相机1，控制系统的控制设备为终端主机，纠偏系统中的纠错设备为位移调节设备，传送台2内部设有传动座4，位移调节设备位于热处理设备3进口处传动座4的一侧，传送台2和传动座4均贯穿热处理设备3，传动座4上设有钢管5，3d结构光相机1位于热处理设备3进口处传动座4的另一侧，3d结构光相机1与位移调节设备均与钢管5位置对应一致，3d结构光相机1通过线路与终端主机连接，终端主机通过线路与位移调节设备连接，本钢管焊缝识别系统主要通过3d成像技术，对传输过程中钢管焊缝的位置(角度、宽度)进行实时监控，监测的数据将传输至终端主机且与终端主机内设定的阈值进行对比，当钢管的位置(角度、宽度)出现偏差时，终端主机会通过位移调节设备对传动座4的位置进行调节，使得钢管处于正确的位置，通过此过程，有效实现了钢管焊缝处理过程中的自动化监测，增强了功能化和智能化。
22.传动座4的侧端固定有台板和支架，3d结构光相机1通过螺丝固定于支架上，支架通过螺丝固定于台板上，3d结构光相机1主要通过螺丝结构的台板和支架提供支撑，一方面便于拆装，另一方面可针对不同大小的钢管安装对应结构的支撑设备。
23.传动座4与传动台2之间以及传动台2的底部均填充有减震组件，减震组件为橡胶垫块，传动座4与传动台之间为独立的结构，当传动座4出现故障时，可以整体从传动台2处移出，便于检修，减震组件增强了传动座4与传动台2之间的连接的紧密性，同时也降低了传动电机运行时产生的振动传递。
24.位移调节设备包括推动气缸和推板，推动气缸固定于传送台2一侧的台体上，推动
气缸的端头通过螺丝与推板锁紧固定，位移调节设备主要对钢管在传动座4上的位置进行调节，通过推动气缸带动推板，实现对钢管位置的调节。
25.终端主机内部设有数据处理系统，数据处理系统包括阈值设定单元、数据采集单元、数据对比单元和设备控制单元，通过数据处理系统可依次实现阈值的设定、监测数据的实时采集、数据之间的对比以及对位移调节设备的执行控制，有效实现了对数据进行数字化、信息化处理，达到钢管监控和数据处理的一体化。
26.本钢管焊缝识别系统的工作流程如下：
27.s1.阈值设定：工作人员根据钢管的类型、大小，在终端主机的数据处理系统内录入与钢管焊缝位置对应的角度值和宽度值；
28.s2.数据监控：根据钢管的焊缝位置安装对应的支架并将3d结构光相机固定于支架上，且扫描位置与钢管焊缝位置对应，在钢管传动过程中，3d结构光相机将实时监测钢管焊缝处的角度值和宽度值且将角度值和宽度值进行实时上传至终端主机；
29.s3.数据对比：终端主机的数据处理系统的数据采集单元将实时接收上传数据，且将数据传输至数据对比单元，数据对比单元将接收数据与设定的阈值进行匹对；
30.s4.判断执行：根据匹对结果过，决定是否执行s5，如果匹对与与设定的阈值没有产生误差，则不执行s5，如果接收数据与设定的阈值产生误差，钢管出现偏移，则执行s5；
31.s5.纠偏调节：针对钢管出现偏移，数据对比单元会计算相应的差值，且根据差值会启动纠偏系统的位移调节设备进行相应的调节，位移调节设备的推动气缸会带动推板，实现对钢管位置纠偏。
32.综合上述，本钢管焊缝识别系统实现了钢管焊缝监控的自动化和智能化，整个监控过程由3d结构光相机和终端主机配合完成，实现数据的自动化采集和处理，钢管出现偏移的情况，终端主机会启用纠偏系统进行纠偏，整个过程只需人为设定焊接位置的角度和宽度的阈值，针对人为监控的方式，本识别系统将完全取代人为监控方式，减少人力资源的支出和成本，提高了钢管生产效率。
33.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钢管焊缝识别系统,其特征在于：包括监测系统、控制系统、纠偏系统、传送台(2)和热处理设备(3)，所述监测系统中的监测设备为3d结构光相机(1)，所述控制系统的控制设备为终端主机，所述纠偏系统中的纠错设备为位移调节设备，所述传送台(2)内部设有传动座(4)，所述位移调节设备位于热处理设备(3)进口处传动座(4)的一侧，所述传送台(2)和传动座(4)均贯穿热处理设备(3)，所述传动座(4)上设有钢管(5)，所述3d结构光相机(1)位于热处理设备(3)进口处传动座(4)的另一侧，所述3d结构光相机(1)与位移调节设备均与钢管(5)位置对应一致，所述3d结构光相机(1)通过线路与终端主机连接，所述终端主机通过线路与位移调节设备连接。2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的钢管焊缝识别系统，其特征在于：所述传动座(4)的侧端固定有台板和支架，所述3d结构光相机(1)通过螺丝固定于支架上，所述支架通过螺丝固定于台板上。3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的钢管焊缝识别系统，其特征在于：所述传动座(4)与传动台(2)之间以及传动台(2)的底部均填充有减震组件，所述减震组件为橡胶垫块。4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的钢管焊缝识别系统，其特征在于：所述位移调节设备包括推动气缸和推板，所述推动气缸固定于传送台(2)一侧的台体上，所述推动气缸的端头通过螺丝与推板锁紧固定。5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的钢管焊缝识别系统，其特征在于：所述终端主机内部设有数据处理系统，所述数据处理系统包括阈值设定单元、数据采集单元、数据对比单元和设备控制单元。

技术总结
本发明公开了一种基于机器视觉的钢管焊缝识别系统,包括监测系统、控制系统、纠偏系统、传送台和热处理设备，所述监测系统中的监测设备为3D结构光相机，所述控制系统的控制设备为终端主机，所述纠偏系统中的纠错设备为位移调节设备，所述传送台内部设有传动座，所述位移调节设备位于热处理设备进口处传动座的一侧，所述传送台和传动座均贯穿热处理设备，所述传动座上设有钢管，所述3D结构光相机位于热处理设备进口处传动座的另一侧，通过本焊缝识别系统的设计，有效的实现了钢管焊缝监测的自动化和智能化，完全取代人工监测，节省了人力资源的支出以及耗时耗力和监测不精确的问题。题。题。


技术研发人员：邢云生 李伟 李传远 崔超
受保护的技术使用者：上海研视信息科技有限公司
技术研发日：2022.02.03
技术公布日：2022/5/25