一种基于机器视觉与弱磁传感的精密无缝钢管附着氧化皮检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于机器视觉与弱磁传感的精密无缝钢管附着氧化皮检测系统，涉及精密无缝钢管酸洗质量及冲洗效果检测技术领域。包括基于磁通门传感器的弱磁信号采集机构，精密无缝钢管自动输送机构，CCD平台夹紧机构，基于CCD的专用钢管内壁图像采集机构及整套检测装置的软件上位机系统。通过本发明专利技术的技术方案，能够全自动化的实现精密无缝钢管附着氧化皮及清洗质量的检测，改变了传统的人工检测模式。本发明专利技术装置采用可拆卸式的灵活可调磁通门固定架，能够覆盖目前市场上各类常规型号的精密无缝钢管检测。具有低人工，高效率，高可靠性，检测结果定量化且高可信度的优点。检测结果定量化且高可信度的优点。检测结果定量化且高可信度的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉与弱磁传感的精密无缝钢管附着氧化皮检测系统


[0001]本专利技术涉及精密无缝钢管酸洗质量及冲洗效果检测
，具体涉及一种基于机器视觉与弱磁传感的精密无缝钢管附着氧化皮检测装置及系统。

技术介绍

[0002]精密无缝钢管在高温锻压成型时会产生一层致密氧化层并牢固附着于表面，通过酸洗工艺可以除去表面附着的氧化皮和锈蚀物，再经冲洗工艺去除脱落氧化皮和污泥，而酸洗及冲洗效果检测是在其出厂前重要的一个环节。目前外壁的检测通常直接通过人眼的观察依据经验进行判断，而钢管内壁由于结构性限制，常规的检测方法是通过伸入棉花，依据棉花的污浊及变色情况来判断清洗效果。检测方法传统且结果可信度低，同时也无法真实判断表面是否存在残留附着氧化皮，难以满足高品质精密无缝钢管的检测要求。
[0003]
技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术专利主要目的在于提供一种基于机器视觉与弱磁传感的精密无缝钢管附着氧化皮检测系统，能够自动化进行酸洗及冲洗工艺后钢管附着氧化皮及表面清洗质量的检测，具有低人工，高效率，高可靠性，检测结果定量化且高可信度的优点。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种基于机器视觉与弱磁传感的精密无缝钢管附着氧化皮检测系统，包括检测装置以及与检测装置配合连接的检测软件上位机系统，所述检测装置包括：基于磁通门传感器的弱磁信号采集机构、精密无缝钢管自动输送机构以及基于CCD的专用钢管内壁图像采集机构，通过弱磁信号采集机构和专用钢管内壁图像采集机构配合，并将采集信号传输至检测软件上位机系统，实现对精密无缝钢管附着氧化皮的精准检测及表面清洗质量的检测判断与结果分析。
[0006]作为进一步的技术方案，所述弱磁信号采集机构包括屏蔽箱、磁通门传感器固定架以及磁通门传感器，所述磁通门传感器固定架安装在屏蔽箱中，磁通门传感器固定架包括上支架、下支架、肋板以及底座，所述上支架和下支架之间通过螺栓与六角螺母固定，磁通门传感器固定架上安装有3个磁通门传感器，通过传感器固定凸台进行固定；下支架通过肋板固定在底座上；待测钢管经过磁通门传感器后，采集获得弱磁传感信号；采集的实时磁信号值通过传输线上传至检测软件上位机系统。
[0007]作为进一步的技术方案，所述精密无缝钢管自动输送机构包括辊子、辊子支撑座、辊道与动力源，辊子通过辊子支撑座固定在辊道上，所述动力源为驱动电机，通过驱动电机带动辊子转动进而带动钢管输送。
[0008]作为进一步的技术方案，基于CCD的专用钢管内壁图像采集机构包括CCD平台、CCD平台定位夹紧机构以及CCD平台移动机构；所述CCD平台包括伸缩杆以及设置在伸缩杆端部
的工业相机和镜头，工业相机与镜头通过螺纹相连。
[0009]作为进一步的技术方案，CCD平台定位夹紧机构包括第一固定板、第二固定板、第一夹紧机构以及第二夹紧机构，第一夹紧机构定位在第一固定板和第二固定板之间，第一夹紧机构设置在CCD平台移动机构上，第一夹紧机构夹紧伸缩杆，在CCD平台移动机构的作用下实现左右移动，伸缩杆穿过第一固定板和第二固定板设置，在第一固定板和第二固定板上还设置有限位块。
[0010]作为进一步的技术方案，所述第一夹紧机构包括夹具安装板，夹具安装板上设置有滑轨，滑轨上安装有用于夹紧伸缩杆的夹具固定块，夹具固定块底部设置有与滑轨形状配合的凹槽，能够在滑轨上滑动，所述夹具固定块包括第一固定块和第二固定块，滑轨的端部固定设置有夹具挡板，第一固定块与夹具挡板贴紧设置；第二固定块的外侧部设置有气缸固定板，气缸安装在气缸固定板上，所述气缸的输出轴与夹具拖拉块连接，夹具拖拉块与第二固定块中的凹槽相配合。
[0011]作为进一步的技术方案，第一夹紧机构和第二夹紧机构结构相同，第二夹紧机构位于第一固定板外侧，并通过夹具底座固定在设备平台上，在夹具固定块内侧还设置有尼龙块。
[0012]作为进一步的技术方案，所述CCD平台移动机构包括三相异步电机、滚珠丝杆、滑动块安装板以及光杆，滑动块安装板为两块，固定设置在夹具安装板的下部，滚珠丝杆和光杆穿过滑动块安装板设置在第一固定板和第二固定板之间，三相异步电机固定在底板上；滚珠丝杆通过联轴器和电机主轴相连，滚珠丝杆安装有深沟球轴承，所述深沟球轴承固定在第一固定板和第二固定板的侧部，滚珠丝杆上安装有滚珠丝杆副，滚珠丝杆副固定在滑动块安装板上，所述滑动块安装板上安装滑动块，光杆穿过滑动块设置。
[0013]作为进一步的技术方案，在CCD平台定位夹紧机构和CCD平台移动机构外侧还设置有图像采集箱，气缸通过气缸固定板固定在图像采集箱外，气缸输出轴设置在箱体内，图像采集箱侧部开设有供气缸移动的开槽；所述伸缩杆为凹槽型，便于工业CCD数据传输线放置，将数据传输线经过图像采集箱后端的正孔连接入检测软件上位机系统。
[0014]作为进一步的技术方案，所述三相异步电动机带动滚珠丝杆进行旋转运动，滚珠丝杆副将旋转运动转换为第一夹紧机构的直线运动，气缸将伸缩杆夹紧后，带动伸缩杆前端的相机运动来采集实时的管内图像；数据采集完成后，将检测到的数据传输至软件上位机系统，系统软件界面显示实时数据，并记录及处理数据，完成附着氧化皮及精密无缝钢管表面清洗质量的检测判断与结果分析。
[0015]与现有技术相比较，本专利技术的有益效果:（1）采用本专利技术的技术方案，能够全自动化的实现精密无缝钢管附着氧化皮及清洗质量的检测，改变了传统的人工检测模式，具有低人工，高效率，高可靠性，检测结果定量化且高可信度的优点。
[0016]（2）本专利技术装置采用磁信号和视觉图像的融合处理进行检测并给出定量化的评价，系统的鲁棒性和检测结果的可信度更高，能够有效保证每一根高品质精密无缝钢管的出厂质量。
[0017]（3）本专利技术装置采用了可拆卸式的灵活可调磁通门固定架，能够覆盖目前市场上各类常规型号的精密无缝钢管检测。
附图说明
[0018]图1为本专利技术系统的立体结构示意图；图2为本专利技术装置的钢管内壁图像采集机构结构示意正视图；图3为图2的立体结构示意图；图4为本专利技术装置的弱磁信号采集机构结构示意图；图5为本专利技术装置的CCD平台定位夹紧机构结构示意图；图6为本专利技术系统的磁信号检测软件UI界面示意图；图7为本专利技术系统的钢管内壁图像检测软件UI界面示意图；图中: 1、屏蔽箱；2、磁通门传感器固定架；3、辊子；4、CCD平台；5、图像采集箱；6、检测软件上位机系统；7、固定架；8、三相异步电机；9、辊子支撑座；10、工业相机；11、镜头；12、联轴器；13、深沟球轴承；14、滚珠丝杆；141、光杆；15、滚珠丝杆副；16、辊道；17、滑动块；18、夹具安装板；19、滑动块安装板；20、滑轨；21、尼龙块；22、第一固定块；23、第二固定块；24、限位块；25、驱动电机；26、夹具底座；27、伸缩杆；28、螺栓；29、下支架；30、上支架；31、磁通门传感器；32、传感器固定凸台；33、六角螺母；34、肋板；35、第一固定板；36、第二固定板；37、夹具拖拉块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉与弱磁传感的精密无缝钢管附着氧化皮检测系统，其特征在于，包括检测装置以及与检测装置配合连接的检测软件上位机系统（6），所述检测装置包括：基于磁通门传感器的弱磁信号采集机构、精密无缝钢管自动输送机构以及基于CCD的专用钢管内壁图像采集机构，通过弱磁信号采集机构和专用钢管内壁图像采集机构配合，并将采集信号传输至检测软件上位机系统（6），实现对精密无缝钢管附着氧化皮的精准检测及表面清洗质量的检测判断与结果分析。2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉与弱磁传感的精密无缝钢管附着氧化皮检测系统，其特征在于，所述弱磁信号采集机构包括屏蔽箱（1）、磁通门传感器固定架（2）以及磁通门传感器（31），所述磁通门传感器固定架（2）安装在屏蔽箱（1）中，磁通门传感器固定架（2）包括上支架（30）、下支架（29）、肋板（34）以及底座，所述上支架（30）和下支架（29）之间通过螺栓（28）与六角螺母（33）固定，磁通门传感器固定架（2）上安装有3个磁通门传感器（31），通过传感器固定凸台（32）进行固定；下支架（29）通过肋板（34）固定在底座上；待测钢管经过磁通门传感器（31）后，采集获得弱磁传感信号；采集的实时磁信号值通过传输线上传至检测软件上位机系统（6）。3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉与弱磁传感的精密无缝钢管附着氧化皮检测系统，其特征在于，所述精密无缝钢管自动输送机构包括辊子（3）、辊子支撑座（9）、辊道（16）与动力源，辊子（3）通过辊子支撑座（9）固定在辊道（16）上，所述动力源为驱动电机（25），通过驱动电机（25）带动辊子（3）转动进而带动钢管输送。4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉与弱磁传感的精密无缝钢管附着氧化皮检测系统，其特征在于，基于CCD的专用钢管内壁图像采集机构包括CCD平台（4）、CCD平台定位夹紧机构以及CCD平台移动机构；所述CCD平台（4）包括伸缩杆（27）以及设置在伸缩杆（27）端部的工业相机（10）和镜头（11），工业相机（10）与镜头（11）通过螺纹相连。5.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉与弱磁传感的精密无缝钢管附着氧化皮检测系统，其特征在于，CCD平台定位夹紧机构包括第一固定板（35）、第二固定板（36）、第一夹紧机构以及第二夹紧机构，第一夹紧机构定位在第一固定板（35）和第二固定板（36）之间，第一夹紧机构设置在CCD平台移动机构上，第一夹紧机构夹紧伸缩杆（27），在CCD平台移动机构的作用下实现左右移动，伸缩杆（27）穿过第一固定板（35）和第二固定板（36）设置，在第一固定板（35）和第二固定板（36）上还设置有限位块（24）。6.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉与弱磁传感的精密无缝钢管附着氧化皮检测系统，其特征在于，所述第一夹紧机构包括夹具安装板（18），夹具安装板（18）上设置有滑轨（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王扬渝，黄海铭，娄伟光，何洪文，倪劭杰，王正，王涛，安浩嘉，赵烨伟，邓超伦，
申请(专利权)人：浙江新创泰业不锈钢有限公司，
类型：发明
国别省市：