一種金屬管滲漏自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種金屬管滲漏自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及其檢測(cè)方法，涉及金屬管檢測(cè)裝置【技術(shù)領(lǐng)域】。包括PLC控制器、工控計(jì)算機(jī)、位置傳感器、管徑識(shí)別系統(tǒng)、變頻器、托輥電機(jī)、位置檢測(cè)編碼器、CCD相機(jī)和托輥。所述工控計(jì)算機(jī)與所述PLC控制器雙向連接，所述管徑識(shí)別系統(tǒng)、位置傳感器和位置檢測(cè)編碼器與PLC控制器的輸入端電連接，托輥電機(jī)通過(guò)變頻器與所述PLC控制器的輸出端電連接，所述CCD相機(jī)與工控計(jì)算機(jī)電連接，所述托輥電機(jī)通過(guò)托輥機(jī)構(gòu)帶動(dòng)待檢金屬管轉(zhuǎn)動(dòng)。所述系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)混管滲漏檢測(cè)，提高工作效率，降低廢品率。
【專利說(shuō)明】一種金屬管滲漏自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及金屬管檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種金屬管滲漏(工業(yè)上俗稱發(fā)汗)的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，金屬管水壓滲漏檢測(cè)判斷為人工操作，在滲漏檢測(cè)工位設(shè)置兩個(gè)崗位工進(jìn)行人工目測(cè)判斷，主要判斷依據(jù)為人工觀察水壓試驗(yàn)機(jī)壓力是否快速下降和管身是否有明顯的水痕，對(duì)于檢測(cè)管身滲漏嚴(yán)重的管子，崗位人員容易發(fā)現(xiàn)并做出識(shí)別判斷，但對(duì)于水壓滲漏檢測(cè)時(shí)管身只有稍微滲漏的金屬管，由于光線、視角等原因，崗位工人則不容易觀察到，或者遺漏檢測(cè)某些部位，這樣就會(huì)存在個(gè)別金屬管在此工位未被判廢而進(jìn)入到下一道工序的問(wèn)題，從而影響金屬管的質(zhì)量。
[0003]CO) (Charge Coupled Device)工業(yè)相機(jī)相比民用相機(jī),具有更高的圖像穩(wěn)定性、高傳輸能力和高抗干擾能力，能夠進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，結(jié)合圖像處理與識(shí)別技術(shù)，CXD工業(yè)相機(jī)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，可以大大提高生產(chǎn)效率和節(jié)省人力成本。
[0004]如日本專利文獻(xiàn)JP3156764U已公開(kāi)了將CXD工業(yè)相機(jī)應(yīng)用于金屬管滲漏檢測(cè)的技術(shù)方案，其中，金屬管的傳送方向?yàn)檠亟饘俟茌S向X方向進(jìn)行，并在垂直于管軸的面上沿著金屬管的周向均勻布置了四個(gè)CCD相機(jī)圖像采集點(diǎn)，以使管身通身的取像角度能夠被全面覆蓋。這種檢測(cè)方案實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化檢測(cè)，但是還存在如下的一些技術(shù)缺陷:一是不能自動(dòng)適應(yīng)多種不同管徑的滲漏檢測(cè)要求，當(dāng)管徑較大時(shí)，由于金屬管僅沿軸向勻速運(yùn)動(dòng)，四臺(tái)CCD相機(jī)可能不足以全面覆蓋金屬管的周身取像角度，從而面臨著調(diào)整成像部件與金屬管之間的距離以保證多個(gè)相機(jī)能夠覆蓋到金屬管的全部表面的問(wèn)題，甚至還需要增加CCD相機(jī)，以保證取像能夠全面覆蓋金屬管表面；二是金屬管的鑄造現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境通常比較惡劣，而且生產(chǎn)空間十分有限，新增設(shè)備必將影響已有生產(chǎn)線的布局，不論是沿著金屬管的周身均勻設(shè)置四個(gè)CCD相機(jī)圖像采集點(diǎn)，還是如上所述增加到四個(gè)以上的CCD相機(jī)圖像采集點(diǎn)，都存在生產(chǎn)線調(diào)整的問(wèn)題；三是采用多個(gè)CCD相機(jī)成本較高，對(duì)設(shè)備的控制、以及對(duì)數(shù)據(jù)處理的工作量也相應(yīng)加大了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種金屬管滲漏自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)判斷金屬管是否具有滲漏點(diǎn)，檢測(cè)范圍能夠覆蓋金屬管管身的全部表面，確保了金屬管的質(zhì)量，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:一種金屬管滲漏自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，包括電氣控制部分、管身圖像采集部分和管徑識(shí)別系統(tǒng)，所述管徑識(shí)別系統(tǒng)用于檢測(cè)金屬管的管徑，并將管徑信息傳送至所述電氣控制部分，所述電氣控制部分根據(jù)管徑大小使金屬管按照預(yù)設(shè)的速度旋轉(zhuǎn)，所述圖像采集部分根據(jù)管徑大小按照預(yù)設(shè)的拍照次數(shù)對(duì)金屬管周身圖像進(jìn)行采集，同時(shí)通過(guò)圖像對(duì)比處理技術(shù)來(lái)判斷管身哪些位置出現(xiàn)滲漏。
[0007]進(jìn)一步地，所述管滲漏自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)包括PLC控制器、工控計(jì)算機(jī)、CXD相機(jī)，工控計(jì)算機(jī)與所述PLC控制器雙向連接，C⑶相機(jī)與工控計(jì)算機(jī)電連接，還包括位置傳感器、管徑識(shí)別系統(tǒng)、變頻器、托輥電機(jī)、位置檢測(cè)編碼器和托輥，管徑識(shí)別系統(tǒng)、位置傳感器和位置檢測(cè)編碼器與PLC控制器的電連接，托輥電機(jī)通過(guò)變頻器與所述PLC控制器電連接，所述托輥電機(jī)與托輥固定連接，托輥帶動(dòng)待檢測(cè)金屬管轉(zhuǎn)動(dòng)，位置檢測(cè)編碼器與托輥同軸，用以檢測(cè)金屬管的旋轉(zhuǎn)角度，PLC控制器根據(jù)管徑識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別的金屬管的管徑以及位置編碼器檢測(cè)的金屬管的旋轉(zhuǎn)角度對(duì)變頻器進(jìn)行控制。
[0008]進(jìn)一步地，所述PLC控制器與所述管徑識(shí)別系統(tǒng)電連接，根據(jù)所述管徑識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別的金屬管管徑以及所述位置檢測(cè)編碼器檢測(cè)的金屬管旋轉(zhuǎn)角度對(duì)所述變頻器進(jìn)行控制。
[0009]進(jìn)一步地,一個(gè)以上所述(XD相機(jī)位于待檢測(cè)金屬管的正上方。
[0010]進(jìn)一步地，所述管徑識(shí)別系統(tǒng)位于所述待檢測(cè)金屬管的左側(cè)或右側(cè)。
[0011]進(jìn)一步地，所述托輥設(shè)有兩組，分別支承金屬管的兩端，每組托輥包括兩個(gè)托輥，所述位置傳感器位于兩個(gè)托輥之間，所述位置檢測(cè)編碼器固定在所述托輥上。
[0012]當(dāng)待檢測(cè)金屬管進(jìn)入到滲漏檢測(cè)工位時(shí)，位置傳感器把檢測(cè)到的有管信號(hào)輸入到PLC控制器；在檢測(cè)到滲漏檢測(cè)工位已經(jīng)有金屬管時(shí)，PLC控制器控制管徑識(shí)別系統(tǒng)啟動(dòng)，把管徑識(shí)別系統(tǒng)檢測(cè)到的管徑信號(hào)傳遞到PLC控制器；在識(shí)別出管徑信息后，PLC控制器中的程序延時(shí)一定的時(shí)間后給工控計(jì)算機(jī)一個(gè)信號(hào)，工控計(jì)算機(jī)收到此信號(hào)后驅(qū)動(dòng)CCD相機(jī)拍攝一組金屬管通身圖片；在給金屬管通身拍攝完第一組照片后，PLC控制器驅(qū)動(dòng)托輥電機(jī)旋轉(zhuǎn)，使不同管徑的金屬管按照不同的速度勻速旋轉(zhuǎn)，速度調(diào)節(jié)控制由變頻器實(shí)現(xiàn)。
[0013]在旋轉(zhuǎn)360度過(guò)程中，CCD相機(jī)拍攝多組照片，旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)通過(guò)與托輥同軸的位置檢測(cè)編碼器檢測(cè)，托輥與待檢測(cè)金屬管為點(diǎn)接觸，防止旋轉(zhuǎn)的托輥對(duì)金屬管的外周造成擦痕，干擾檢測(cè)結(jié)果。工控計(jì)算機(jī)運(yùn)用圖像處理軟件對(duì)金屬管水壓試驗(yàn)后拍攝的照片進(jìn)行分析，根據(jù)圖像軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，如果金屬管管身出現(xiàn)滲漏，在工業(yè)計(jì)算機(jī)顯示屏上自動(dòng)標(biāo)示出漏水部位并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，記錄滲漏信息，如金屬管未出現(xiàn)滲漏就判定為合格。
[0014]所述系統(tǒng)包括電氣控制部分及數(shù)據(jù)采集部分，數(shù)據(jù)采集部分包括工控計(jì)算機(jī)，工控計(jì)算機(jī)通過(guò)CCD相機(jī)采集金屬管的數(shù)據(jù)并通過(guò)工控計(jì)算機(jī)中的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，電氣控制部分采用PLC控制器及傳感器實(shí)現(xiàn)，所述系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)判斷金屬管是否具有滲漏點(diǎn)，提高了金屬管的質(zhì)量，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0016]圖1是本實(shí)用新型金屬管滲漏自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型金屬管滲漏自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中金屬管右視圖；
[0018]其中:1、PLC控制器2、工控計(jì)算機(jī)3、位置傳感器4、管徑識(shí)別系統(tǒng)5、變頻器
6、托棍電機(jī)7、位置檢測(cè)編碼器8、(XD相機(jī)9、待檢測(cè)金屬管10、托棍機(jī)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】[0019]如圖1所示，一種金屬管滲漏自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，包括PLC控制器1、工控計(jì)算機(jī)2、位置傳感器3、管徑識(shí)別系統(tǒng)4、變頻器5、托輥電機(jī)6、位置檢測(cè)編碼器7、CXD相機(jī)8和托輥機(jī)構(gòu)10。所述工控計(jì)算機(jī)2與所述PLC控制器I雙向連接，管徑識(shí)別系統(tǒng)4、位置傳感器3和位置檢測(cè)編碼器7與PLC控制器I電連接，托輥電機(jī)6通過(guò)變頻器5與所述PLC控制器I的輸出端電連接，所述CCD相機(jī)8與工控計(jì)算機(jī)2電連接，所述托輥電機(jī)6與托輥機(jī)構(gòu)10固定連接，托輥機(jī)構(gòu)10帶動(dòng)待檢測(cè)金屬管9轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0020]優(yōu)選地，為了拍照方便，所述CXD相機(jī)8位于待檢測(cè)金屬管9的正上方，用來(lái)拍攝金屬管檢測(cè)實(shí)驗(yàn)前與實(shí)驗(yàn)后的管身圖像。由于CCD相機(jī)在金屬管軸向上的拍攝范圍有限，因此安裝CCD相機(jī)的個(gè)數(shù)根據(jù)金屬管的長(zhǎng)度確定，當(dāng)管身完全落在一個(gè)CCD相機(jī)拍攝采樣范圍內(nèi)時(shí)，僅啟動(dòng)一個(gè)CCD相機(jī)工作即可。所述管徑識(shí)別系統(tǒng)4位于所述待檢測(cè)金屬管9的左側(cè)或右側(cè)，用于識(shí)別管徑的信息。所述托輥機(jī)構(gòu)10設(shè)有兩組，每組兩個(gè)，所述位置傳感器3位于兩個(gè)托輥之間，所述位置檢測(cè)編碼器7固定在所述托輥機(jī)構(gòu)10上，托輥電機(jī)6帶動(dòng)托輥機(jī)構(gòu)10轉(zhuǎn)動(dòng)，托輥機(jī)構(gòu)10帶動(dòng)待檢測(cè)金屬管9轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)待檢測(cè)金屬管9放到兩組托輥機(jī)構(gòu)10之間時(shí)，位置傳感器3感知到金屬管9已放置好，將相關(guān)信息傳送給PLC控制器
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[0021 ] 如圖2所示，每組托輥機(jī)構(gòu)10位于所述待檢測(cè)金屬管9的兩端，所述托輥機(jī)構(gòu)10與待檢測(cè)金屬管9的兩個(gè)端部形成點(diǎn)接觸，用以減少托輥在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中對(duì)金屬管身外周的磨損，進(jìn)而避免影響到為檢測(cè)滲漏所作的圖象識(shí)別。
[0022]所述系統(tǒng)的工作流程如下:
[0023](I)在完成水壓試驗(yàn)后，待檢測(cè)金屬管9進(jìn)入到滲漏檢測(cè)工位，位置傳感器3把檢測(cè)到的有管信號(hào)傳送到PLC控制器I ;
[0024](2)在檢測(cè)到滲漏檢測(cè)工位已經(jīng)有金屬管時(shí)，PLC控制器I控制管徑識(shí)別系統(tǒng)4啟動(dòng)，把管徑識(shí)別系統(tǒng)4檢測(cè)到的管徑信號(hào)傳送到PLC控制器I ;
[0025](3)在識(shí)別出管徑信息后，PLC控制器I中的程序延時(shí)一定的時(shí)間后給工控計(jì)算機(jī)2 一個(gè)信號(hào)，工控計(jì)算機(jī)2收到此信號(hào)后驅(qū)動(dòng)CXD相機(jī)8拍攝一組金屬管通身照片；
[0026](4)在給金屬管9通身拍攝完第一組照片后，PLC控制器I驅(qū)動(dòng)托輥電機(jī)6旋轉(zhuǎn)，根據(jù)管徑識(shí)別系統(tǒng)4檢測(cè)的管徑，PLC控制器針對(duì)不同管徑的金屬管驅(qū)動(dòng)托輥電機(jī)6按照設(shè)定的旋轉(zhuǎn)速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)金屬管9，速度調(diào)節(jié)控制由變頻器5實(shí)現(xiàn)；在360度的勻速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，CXD相機(jī)在工控計(jì)算機(jī)2控制下，根據(jù)管徑拍攝幾組照片，旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)通過(guò)與托輥機(jī)構(gòu)10同軸的位置檢測(cè)編碼器7檢測(cè)實(shí)現(xiàn)。由于托輥機(jī)構(gòu)10的旋轉(zhuǎn)速度和CCD相機(jī)的拍攝次數(shù)都與管徑相匹配，因此，能夠在最少拍攝次數(shù)下有效檢測(cè)金屬管的滲漏情況。
[0027](5)在CXD相機(jī)拍攝的同時(shí)，工控計(jì)算機(jī)運(yùn)用圖像處理軟件對(duì)金屬管水壓試驗(yàn)后拍攝的照片進(jìn)行處理，運(yùn)用圖像處理方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如果金屬管管身出現(xiàn)滲漏，在工業(yè)計(jì)算機(jī)顯示屏上自動(dòng)標(biāo)示出漏水部位并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，記錄滲漏信息，如金屬管未出現(xiàn)滲漏就判定為合格。工控計(jì)算機(jī)中的圖像處理軟件根據(jù)著色、色度、反光率、折光率等存在差異的原理，來(lái)識(shí)別利用CXD相機(jī)成像拍攝的金屬管管身是否有滲漏情況。
[0028](6)金屬管在完成一周旋轉(zhuǎn)滲漏檢測(cè)后，進(jìn)入下一個(gè)工位。
[0029]所述系統(tǒng)包括電氣控制部分及數(shù)據(jù)采集部分，數(shù)據(jù)采集部分包括工控計(jì)算機(jī)，工控計(jì)算機(jī)通過(guò)CCD相機(jī)采集金屬管的管身圖像數(shù)據(jù)，并通過(guò)工控計(jì)算機(jī)中的圖像處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。電氣控制部分采用PLC控制器及傳感器實(shí)現(xiàn)，所述系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)判斷金屬管是否具有滲漏點(diǎn)，確保了金屬管的質(zhì)量，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。
[0030]本文中應(yīng)用了具體實(shí)施個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及其實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用來(lái)幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下還可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也將落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬管滲漏自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，包括電氣控制部分(1，3，5，6，7，10)和管身圖像采集部分(2，8)，其特征在于， 還包括管徑識(shí)別系統(tǒng)(4)，所述管徑識(shí)別系統(tǒng)(4)用于檢測(cè)金屬管的管徑，并將管徑信息傳送至所述電氣控制部分，所述電氣控制部分根據(jù)管徑大小使金屬管按照預(yù)設(shè)的速度旋轉(zhuǎn)，所述圖像采集部分根據(jù)管徑大小按照預(yù)設(shè)的拍照頻率對(duì)采集金屬管周身圖像，同時(shí)通過(guò)圖像處理判斷管身滲漏部位。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬管滲漏自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述電氣控制部分包括PLC控制器(I)、位置傳感器(3)、位置檢測(cè)編碼器(7)、變頻器(5)、托輥電機(jī)(6)和托輥機(jī)構(gòu)(10 )，所述位置傳感器(3 )和所述位置檢測(cè)編碼器(7 )與PLC控制器(I)電連接，所述托輥電機(jī)(6 )通過(guò)所述變頻器(5 )與PLC控制器(I)電連接，所述托輥電機(jī)(6 )通過(guò)托輥機(jī)構(gòu)(10)驅(qū)動(dòng)金屬管轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.如權(quán)利要求2所述的金屬管滲漏自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述PLC控制器(I)與所述管徑識(shí)別系統(tǒng)(4)電連接，根據(jù)所述管徑識(shí)別系統(tǒng)(4)識(shí)別的金屬管管徑以及所述位置檢測(cè)編碼器(7)檢測(cè)的金屬管旋轉(zhuǎn)角度對(duì)所述變頻器(5)進(jìn)行控制。
4.如權(quán)利要求1所述的金屬管滲漏自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述圖像采集部分(2，8 )包括工控計(jì)算機(jī)(2 )和CXD相機(jī)(8 )。
5.如權(quán)利要求4所述的金屬管滲漏自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述工控計(jì)算機(jī)(2)在所述CCD相機(jī)(8)采集圖像的同時(shí)進(jìn)行圖像處理并記錄檢測(cè)信息。
6.如權(quán)利要求3所述的金屬管滲漏自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述PLC控制器(I)控制所述托輥電機(jī)(6)以預(yù)設(shè)的速度驅(qū)動(dòng)金屬管勻速旋轉(zhuǎn)。
7.如權(quán)利要求5所述的金屬管滲漏自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于一個(gè)以上所述CCD相機(jī)(8)布置于滲漏檢測(cè)工位的正上方。
8.如權(quán)利要求1所述的金屬管滲漏自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述管徑識(shí)別系統(tǒng)(4)位于待檢測(cè)金屬管的左側(cè)或右側(cè)。
9.如權(quán)利要求2所述的金屬管滲漏自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述托輥機(jī)構(gòu)(10)設(shè)有兩組，一組包括兩個(gè)托輥，所述位置傳感器(3)位于兩組托輥機(jī)構(gòu)(10)之間，所述位置檢測(cè)編碼器(7)與托輥機(jī)構(gòu)(10)的單體托輥同軸安裝。
【文檔編號(hào)】G01M3/36GK203616080SQ201320572499
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】張同波, 李軍, 陳江濤, 劉志毅, 馮永剛, 閆現(xiàn)臣, 孔國(guó)濱 申請(qǐng)人:新興鑄管股份有限公司