一种大型结构件焊缝表面缺陷自动检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种大型结构件焊缝表面缺陷自动检测装置，涉及表面缺陷检测分析技术领域，该装置包括柔性导轨、移动小车以及焊缝捕捉机构，柔性导轨具有与另一柔性导轨相互组装连接的连接部，且柔性导轨一侧安装有多个吸附单元；移动小车可滑动地安装于柔性导轨上；焊缝捕捉机构包括多自由度运动机构和视觉检测机构，多自由度运动机构安装在移动小车上，视觉检测机构安装于多自由度运动机构的活动端，并用于对大型结构件的焊缝表面进行检测；该方法基于装置实现。该检测装置及检测方法通过布置柔性导轨，利用柔性导轨可变性及可拼装的特性能够适应不同工件表面并进行安装，从而使视觉检测机构能够与待检测焊缝之间保持更好的距离适配性。距离适配性。距离适配性。

【技术实现步骤摘要】
一种大型结构件焊缝表面缺陷自动检测装置及检测方法


[0001]本专利技术涉及表面缺陷检测分析
，具体而言，涉及一种大型结构件焊缝表面缺陷自动检测装置及检测方法。

技术介绍

[0002]大型结构件的焊缝长度较大，由于加工精度、现场装配误差、热变形等因素影响，很难保证焊接质量的一致性。当前大型结构件的焊缝表面缺陷检测主要为人工目视检测，存在许多弊端，如要求检测人员具有足够丰富的经验，检测人员重复相同工作易产生视觉疲劳而无法保证检测效率和检测精度，更不能满足现代化生产要求。
[0003]虽然现有技术中出现了机器视觉检测技术来替代人工目视检测方式，但在实际生产中，大型结构件的结构复杂，且焊缝形式多样，而现有基于机器视觉的焊缝缺陷检测装置的体积普遍较大，且需要与地面固定安装，其可检测的工件及焊缝形式单一，在作业灵活性和适用性方面存在不足，尤其是与待检测焊缝间存在不稳定的检测距离，增大了机器视觉的检测难度，容易导致检测结果精确度下降。
[0004]有鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种大型结构件焊缝表面缺陷自动检测装置及检测方法，该检测装置及检测方法通过布置柔性导轨，利用柔性导轨可变性及可拼装的特性能够适应不同工件表面并进行安装，从而使视觉检测机构能够与待检测焊缝之间保持更好的距离适配性，以便于达到高精度检测的目的。
[0006]本专利技术的实施例是这样实现的：
[0007]第一方面，一种大型结构件焊缝表面缺陷自动检测装置，包括柔性导轨、移动小车以及焊缝捕捉机构，柔性导轨具有与另一柔性导轨相互组装连接的连接部，且柔性导轨一侧安装有多个吸附单元；移动小车可滑动地安装于柔性导轨上；焊缝捕捉机构包括多自由度运动机构和视觉检测机构，多自由度运动机构安装在移动小车上，视觉检测机构安装于多自由度运动机构的活动端，并用于对大型结构件的焊缝表面进行检测；其中，吸附单元能够吸附大型结构件表面以使柔性导轨通过贴合性安装在大型结构件表面上，从而保持视觉检测机构与大型结构件焊缝表面之间的检测距离。
[0008]在可选地实施方式中，吸附单元包括抬升部与吸附部，抬升部连接在吸附部与柔性导轨之间。
[0009]在可选地实施方式中，吸附单元还包括转向部，转向部安装于吸附部与抬升部之间。
[0010]在可选地实施方式中，抬升部的动作方向与转向部的动作方向相互垂直，两个相邻柔性导轨的连接部之间，具备沿抬升部动作方向以及转向部动作方向的连接间隙。
[0011]在可选地实施方式中，多自由度运动机构包括垂直运动组件、水平移动组件以及
旋转安装支架，垂直运动组件的固定端安装于移动小车，水平移动组件的固定端安装于垂直运动组件的活动端，旋转安装支架的固定端安装于水平移动组件的活动端，视觉检测机构安装于旋转安装支架的活动端。
[0012]在可选地实施方式中，视觉检测机构包括相互通信连接的3D线激光传感器和移动工作站，3D线激光传感器安装于旋转安装支架的活动端。
[0013]在可选地实施方式中，还包括缺陷标记机构，缺陷标记机构安装于旋转安装支架的活动端，并用于向焊缝缺陷位置进行标记。
[0014]在可选地实施方式中，缺陷标记机构包括喷枪以及与该喷枪连接的供给组件，喷枪安装于旋转安装支架的活动端，并与视觉检测机构沿移动小车的行进方向并排布置。
[0015]第二方面，一种大型结构件焊缝表面缺陷自动检测方法，应用上述大型结构件焊缝表面缺陷自动检测装置，该检测方法包括如下步骤：确定待检测焊缝的形态，其中，形态包括焊缝的形状、长度以及主要不规则区域；根据待检测焊缝的形态布置柔性导轨组，其中，该柔性导轨组由多个柔性导轨组合安装而成；将待检测焊缝的形态转化为可读数据录入至控制系统，由控制系统预先或者实时调整多自由度运动机构的运动姿态，从而使得视觉检测机构完成待检测焊缝的缺陷检测作业。
[0016]在可选地实施方式中，不规则区域的确定步骤包括：获取前一节点处待检测焊缝的延伸方向，再获取后一节点处待检测焊缝的延伸方向，如两节点处的延伸方向变动率超过预设阈值则将后一节点处待检测焊缝作为主要不规则区域，其中，前一节点与后一节点相隔第一距离。
[0017]本专利技术实施例的有益效果是：
[0018]本专利技术实施例提供的大型结构件焊缝表面缺陷自动检测装置通过采用可以铺设至大型构件表面的柔性导轨，利用柔性可适应性形变以及能够拼装的特点，一方面能够与大型构件表面甚至相对异形的表面进行适应性贴附，另一方面能够适应不同长度焊缝的检测作业，适用性更强。此外再辅以能够进行多自由度调节的焊缝捕捉机构，使得视觉检测机构具备更大的调整空间，一方面来适应待检测焊缝形式多样的情况，另一方面来适应待检测焊缝本身发生突变的节段或者检测路径突变而导致视觉检测距离大幅变化的情况，最终保证检测视距较好的稳定性来获得高精度检测结果的基础；
[0019]本专利技术实施例提供的大型结构件焊缝表面缺陷自动检测方法应用上述大型结构件焊缝表面缺陷自动检测装置，该方法能够根据待检测焊缝的形态来达到较好的检测路径匹配性，从而保持检测视距位于较为稳定且符合要求的范围中，以便于防止因检测视距大幅突变而导致检测结果不够精确的情况出现。
[0020]总体而言，本专利技术实施例提供的大型结构件焊缝表面缺陷自动检测装置及检测方法，不需要与地面固定安装，直接适应性安装在大型结构件表面，可适用的作业场景多样化，具备较好的灵活性；并且利用吸附单元的连接可使视觉检测点与待检测点之间保持较为稳定的间隔范围，降低了视觉检测点自动调整成本的同时，更能连续获得符合采集要求的实时数据，从而保证最终检测结果的精确性。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附
图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0022]图1为本专利技术实施例提供的检测装置的结构示意图；
[0023]图2为图1所示的检测装置的另一场景实施示意图；
[0024]图3为本专利技术实施例提供的柔性导轨的结构示意图；
[0025]图4为本专利技术另一实施例提供的柔性导轨的结构示意图；
[0026]图5为本专利技术实施例提供的移动小车与焊缝捕捉机构的组装结构示意图。
[0027]图标：1
‑
柔性导轨组；2
‑
移动小车；3
‑
焊缝捕捉机构；4
‑
缺陷标记机构；5
‑
控制系统；6
‑
吸附单元；7
‑
大型结构件；11
‑
柔性导轨；12
‑
连接部；31
‑
多自由度运动机构；32
‑
视觉检测机构；41
‑
喷枪；61...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型结构件焊缝表面缺陷自动检测装置，其特征在于，包括：柔性导轨，所述柔性导轨具有与另一柔性导轨相互组装连接的连接部，且所述柔性导轨一侧安装有多个吸附单元；移动小车，所述移动小车可滑动地安装于所述柔性导轨上；焊缝捕捉机构，所述焊缝捕捉机构包括多自由度运动机构和视觉检测机构，所述多自由度运动机构安装在所述移动小车上，所述视觉检测机构安装于所述多自由度运动机构的活动端，并用于对大型结构件的焊缝表面进行检测；其中，所述吸附单元能够吸附大型结构件表面以使所述柔性导轨通过贴合性安装在所述大型结构件表面上，从而保持所述视觉检测机构与所述大型结构件焊缝表面之间的检测距离。2.根据权利要求1所述的大型结构件焊缝表面缺陷自动检测装置，其特征在于，所述吸附单元包括抬升部与吸附部，所述抬升部连接在所述吸附部与所述柔性导轨之间。3.根据权利要求2所述的大型结构件焊缝表面缺陷自动检测装置，其特征在于，所述吸附单元还包括转向部，所述转向部安装于所述吸附部与所述抬升部之间。4.根据权利要求3所述的大型结构件焊缝表面缺陷自动检测装置，其特征在于，所述抬升部的动作方向与所述转向部的动作方向相互垂直，两个相邻所述柔性导轨的连接部之间，具备沿所述抬升部动作方向以及所述转向部动作方向的连接间隙。5.根据权利要求1所述的大型结构件焊缝表面缺陷自动检测装置，其特征在于，所述多自由度运动机构包括垂直运动组件、水平移动组件以及旋转安装支架，所述垂直运动组件的固定端安装于所述移动小车，所述水平移动组件的固定端安装于所述垂直运动组件的活动端，所述旋转安装支架的固定端安装于所述水平移动组件的活动端，所述视觉检测机构安装于所述旋转安装支架的活动端。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋召爽，肖志威，张立业，曾凡勇，朱称生，郑秀华，谢利平，周依霖，严翔，夏磊，薛雅旭，
申请(专利权)人：中国核工业第二二建设有限公司，
类型：发明
国别省市：