一种具备智能识别、检测焊缝功能的恒力控制打磨器具制造技术

本实用新型专利技术涉及高铁钢轨焊缝自动打磨机器领域，且公开了一种具备智能识别、检测焊缝功能的恒力控制打磨器具，包括两个连接座，两个所述连接座之间设置有电机，所述电机的输出轴穿过连接座延伸到外侧，所述电机的输出轴上设置有力传感器，所述力传感器的一端设置有连接装置，所述电机的输出轴通过连接装置连接有打磨轮，所述靠近力传感器一侧的一个连接座设置有视觉传感器，该具备智能识别、检测焊缝功能的恒力控制打磨器具，利用在打磨设备上视觉传感器，实现钢轨焊缝的快速识别与精准检测，提高焊缝识别准确度、机器定位精度，以及焊缝特征点提取的准确度，准确获取钢轨焊缝的精确信息。信息。信息。

【技术实现步骤摘要】
一种具备智能识别、检测焊缝功能的恒力控制打磨器具


[0001]本技术涉及高铁钢轨焊缝自动打磨机器领域，具体为一种具备智能识别、检测焊缝功能的恒力控制打磨器具。

技术介绍

[0002]利用工业机器人打磨钢轨，前提条件是要得知钢轨焊缝的位置以及外形特征。两钢轨连接处，称为焊缝。经过焊接的焊缝，两焊接面之间会有溢出的焊瘤存在。为了将焊瘤检测出来并打磨至平顺，需要进行焊缝识别。焊缝识别包括焊缝位置的识别和焊瘤外形特征的检测，分别称之为焊缝识别和焊缝检测。
[0003]为提高钢轨焊缝的打磨精度与效率，以及可以更好地控制整个打磨过程，避免伤及母材，提出利用工业机器人代替人工对钢轨焊缝打磨是钢轨焊缝打磨。针对钢轨焊缝位置的不确定性及修磨高精度的要求，如何利用传感器实现钢轨焊缝的快速识别与精准检测是利用工业机器人代替人工对钢轨焊缝打磨是钢轨焊缝打磨需要解决的关键问题之一。视觉传感尤其是激光视觉传感技术因具有与工件不接触、光线穿透力强、不易受环境影响等特点，在尺寸测定、金属厚度检测、均匀度检测、长度检测等领域得到广泛应用。
[0004]焊缝识别与检测包括三部分，首先由机器视觉对焊缝进行识别与粗定位，再由视觉传感器获得焊缝精确的位置点云信息，通过点云信息对焊缝点云曲面进行重建，最后对焊缝特征点云信息进行识别与提取，完成焊缝信息高精度识别与检测。
[0005]1.对焊缝进行识别需要进行边缘检测。根据不同的原理有不同的边缘检测方法，有微分算子法、拟合曲面法、最优算子法、多尺度方法等。在图像处理中主要采用微分算法，常用的边缘检测算子有Log、Robert、Sobel等，这些算法计算过程相对较为简单，但是图像去噪能力相对较差，容易出现虚假边缘，且检测精度低。相对而言，Canny边缘检测算子具有很强的去噪能力和较高的检测精度。
[0006]2.在单条的焊缝扫描点云中，其深度z方向数据清晰地显示了凸点所处凸缘截面上焊缝位置的几何特征。如果能将凸缘上的凸点与其它扫描点分开，标称焊缝打磨路径位置应在凸点的中间。但是，扫描得到的焊缝点云偶尔会出现离群点或者称之为噪点，这将影响焊缝特征的提取。所以在正式处理焊缝边缘位置特征点云之前，必须采取方法去噪，然后才可以针对有效点云做出处理。
[0007]在工业应用方面，目前对于焊缝位置定位和焊缝表面形状检测的研究相对较少。国内对视觉传感焊缝跟踪系统的研究以理论为主，在实际应用中极少。
[0008]1.传统的Canny算子的缺点：Canny边缘检测第一步用高斯模糊来去掉噪声，但是同时也会平滑边缘，使得边缘信息减弱，有可能使得在后面的步骤中漏掉一些需要的边缘，特别是弱边缘和孤立的边缘，可能在双阈值和联通计算中被剔除。传统Canny算法的双阈值是全局固定的，因此双阈值大小的选取对最终的结果影响很大，会影响到假边缘现象的强弱和真实边缘的连续性。通常办法是根据经验选择，但这样方法难以得到最优阈值。
[0009]目前并没有相应的改进Canny边缘检测方法能完全用于对激光光线的边缘检测
中。因此根据实际情况所需，或在现有的基础上进行改进而得到更合适的边缘检测结果，为此我们提出了一种具备智能识别、检测焊缝功能的恒力控制打磨器具。

技术实现思路

[0010](一)解决的技术问题
[0011]针对现有技术的不足，本技术提供了一种具备智能识别、检测焊缝功能的恒力控制打磨器具，解决了上述的问题。
[0012](二)技术方案
[0013]为实现上述所述目的，本技术提供如下技术方案：一种具备智能识别、检测焊缝功能的恒力控制打磨器具，包括两个连接座，两个所述连接座之间设置有电机，所述电机的输出轴穿过连接座延伸到外侧，所述电机的输出轴上设置有力传感器，所述力传感器的一端设置有连接装置，所述电机的输出轴通过连接装置连接有打磨轮，所述靠近力传感器一侧的一个连接座设置有视觉传感器。
[0014]优选的，所述连接座的一侧固定安装有连接块，所述连接块上固定安装有视觉传感器。
[0015]优选的，两个所述连接座之间固定安装有四个连接柱。
[0016]优选的，所述连接装置包括卡接装置、挡块、安装轴、内壁槽以及螺纹帽，所述安装轴与电机的输出端固定连接在一起，所述安装轴与电机输出轴连接处一体成型有挡块，套筒设置在安装轴上，所述卡接装置设置在安装轴上，且安装轴的外壁面开设有外螺纹，所述螺纹帽对应安装轴的一端开设有内螺纹孔，所述螺纹帽与安装轴螺纹连接在一起。
[0017]优选的，所述卡接装置包括弹簧以及卡块，所述安装轴的外壁面开设有两个凹槽，所述弹簧固定安装在凹槽的内部，所述弹簧的一端固定安装有卡块，所述卡块的一端延伸到凹槽外侧，卡块延伸到凹槽外侧的一端为斜面，套筒的内壁面开设有两个内壁槽，所述内壁槽与卡块相适配。
[0018](三)有益效果
[0019]与现有技术相比，本技术提供了一种具备智能识别、检测焊缝功能的恒力控制打磨器具，具备以下有益效果：
[0020]1、该具备智能识别、检测焊缝功能的恒力控制打磨器具，通过设置了连接装置以及卡接装置来安装打磨轮，使得本装置在装配的时候，操作更加简单，且装配完成之后不容易松动。
[0021]2、该具备智能识别、检测焊缝功能的恒力控制打磨器具，利用在打磨设备上视觉传感器，实现钢轨焊缝的快速识别与精准检测，提高焊缝识别准确度、机器定位精度，以及焊缝特征点提取的准确度，准确获取钢轨焊缝的精确信息。
附图说明
[0022]图1为打磨器具示意图；
[0023]图2为卡接装置示意图；
[0024]图3为传统Canny算法流程示意图；
[0025]图4为基于形态学运算与Otus结合的Canny改良算法流程示意图；
[0026]图5为焊缝图像噪声点示意图；
[0027]图6为焊缝示意图；
[0028]图7为二值化图像局部放大示意图；
[0029]图8为结合了Otsu的改良Canny滤波局部放大示意图；
[0030]图9为形态学运算与Otsu相结合的改良Canny滤波局部放大示意图；
[0031]图10为焊缝点云特征信息提取流程示意图；
[0032]图11为改进算法在不同体素尺寸下曲面重建结果示意图；
[0033]图12为钢轨焊缝点云示意图；
[0034]图13为焊缝边缘特征点云被提取前示意图；
[0035]图14为焊缝边缘特征点云被提取后示意图。
[0036]图中：1、连接座；2、电机；3、连接柱；4、连接块；5、视觉传感器；6、力传感器；7、挡块；8、安装轴；9、套筒；10、内壁槽；11、螺纹帽；12、凹槽；13、弹簧；14、卡块。
具体实施方式
[0037]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具备智能识别、检测焊缝功能的恒力控制打磨器具，包括两个连接座(1)，其特征在于，两个所述连接座(1)之间设置有电机(2)，所述电机(2)的输出轴穿过连接座(1)延伸到外侧，所述电机(2)的输出轴上设置有力传感器(6)，所述力传感器(6)的一端设置有连接装置，所述电机(2)的输出轴通过连接装置连接有打磨轮，所述靠近力传感器(6)一侧的一个连接座(1)设置有视觉传感器(5)。2.根据权利要求1所述的一种具备智能识别、检测焊缝功能的恒力控制打磨器具，其特征在于：所述连接座(1)的一侧固定安装有连接块(4)，所述连接块(4)上固定安装有视觉传感器(5)。3.根据权利要求1所述的一种具备智能识别、检测焊缝功能的恒力控制打磨器具，其特征在于：两个所述连接座(1)之间固定安装有四个连接柱(3)。4.根据权利要求1所述的一种具备智能识别、检测焊缝功能的恒力控制打磨器具，其特征在于：所述连接装置包括卡接装置、挡块(7)、安装轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘嘉睿，吴宇深，严彦成，王建晖，李咏华，胡梓凯，张苑晴，廖世旺，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：新型
国别省市：