一种钢管喷印质量在线检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种钢管喷印质量在线检测装置，包括设于升降机构上的视觉识别组件，包括设于喷印头后侧的线扫穹顶光源、设于线扫穹顶光源上方的线阵相机，线扫穹顶光源包括与钢管相应的弧形漫反射面、分设于弧形漫反射面两侧底部且向上的光源、开设于弧形漫反射面顶部且与线阵相机相匹配的拍摄窗口。本发明专利技术还公开了一种在线检测方法。本发明专利技术通过机器视觉的方式替代人工，实时逐字符拍照记录，并逐字符检查喷印质量，减少了劳动负荷。减少了劳动负荷。减少了劳动负荷。

【技术实现步骤摘要】
一种钢管喷印质量在线检测装置及方法


[0001]本专利技术涉及钢管喷印领域，尤其涉及一种钢管喷印质量在线检测装置及方法。

技术介绍

[0002]石油钢管生产行业，钢管在生产时需要在钢管管体表面喷涂防腐油漆，并在钢管表面喷印钢管规格，长度，重量，日期等信息。由于压缩空气压力波动，喷头喷针磨损，喷印高度调整，喷印油漆质量等各种因素影响，喷印机使用过程中会产生各种喷印质量缺陷，如漏喷，缺字符，缺点，字符扭曲变形等。
[0003]目前,大部分喷印机均采用人工定期检查的方式控制喷印质量，当发现有质量缺陷时，再停机进行维护和检修。然而，人工检查喷印质量有以下几个无法避免的问题：
[0004]1、空间局限，不便于检查。钢管全长喷印字符数量大约100个，喷印长度最长超过10米。走钢线内钢管逐支排列，钢管间距小，且步进梁持续运输钢管，人无法进入走钢线内逐字检查喷印质量。
[0005]2、生产节奏快，不便于检查。根据生产的钢管规格品种差异，生产节奏最快的约40秒一根钢管，人工来不及检查。
[0006]3、职业危害，不便于检查。喷印过程中，为了防止油漆在管道和喷头中凝固堵塞，会定期喷稀释剂，此外喷印油漆中也添加了稀释剂。在喷印的高压雾化下，钢管附近充满了大量雾化油漆和稀释剂，现场气味重，环境恶劣，属于典型的职业危害环境。
[0007]4、高空摄像头，辅助检查效率有限。使用高空摄像头拍摄整长钢管，人工通过摄像头检查喷印质量。由于喷印字符长度长达10米，钢管表面为圆弧面，高空图像拍不全钢管整长字符。r/>[0008]由于上述实际工况的限制，人工无法做到逐支钢管，逐个字符的检查喷印质量，只能定期现场抽检喷印质量。这种人工方法无法实时发现喷印质量缺陷，频繁存在漏检导致的钢管喷印质量问题。

技术实现思路

[0009]为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供了一种钢管喷印质量在线检测装置及方法，能够实时逐字符拍照记录，并逐字符检查喷印质量。
[0010]一方面，本专利技术的钢管喷印质量在线检测装置，包括喷印横梁、活动设于喷印横梁上的喷印小车、设于喷印小车上的升降机构、设于升降机构上的喷印头，其特征在于：还包括设于升降机构上的视觉识别组件，包括设于喷印头后侧的线扫穹顶光源、设于线扫穹顶光源上方的线阵相机，线扫穹顶光源包括与钢管相应的弧形漫反射面、分设于弧形漫反射面两侧底部且向上的光源、开设于弧形漫反射面顶部且与线阵相机相匹配的拍摄窗口。
[0011]所述升降机构包括由升降伺服电机驱动的升降伺服丝杆模组、设于升降伺服丝杆模组底部前侧的安装板，所述喷印头与线扫穹顶光源分别安装于安装板的底部，安装板的顶部设有支撑板，所述线阵相机通过支撑板安装于安装板的上方且支撑板上还开有与拍摄
窗口相匹配的槽孔。
[0012]另一方面，本专利技术的一种钢管喷印质量在线检测装置的在线检测方法，包括以下步骤：
[0013]A.通过升降机构带动喷头下降至钢管表面后，控制喷印小车开始行走，此时启动线扫穹顶光源，进行补强光；
[0014]B.待喷印小车行走到起喷点后，开始启动喷印头进行喷印，同时开启线阵相机拍摄喷印内容，并识别喷印内容；
[0015]C.当喷印结束后，将线阵相机拍摄的分段照片拼接存档为一张完整的喷印图片；
[0016]D.对获得的喷印图片上的喷印字符进行逐一识别，并进行喷印质量评估。
[0017]在步骤B中，控制线阵相机距钢管表面距离为200
‑
300mm、一次拍摄的照片宽度200
±
10mm、喷印小车行走速度控制精度小于
±
1mm。
[0018]所述喷印质量评估算法为：
[0019]Pi值＝Ngood/Ntotal*Bi*100％；
[0020]式中：Pi值为喷印质量分数；Ngood为准确识别的字符数；Ntotal为喷印字符总数；Bi为喷头磨损系数，Bi＝(喷头维护周期+1
‑
喷头已使用天数i)/喷头维护周期。
[0021]使用本专利技术的一种钢管喷印质量在线检测装置及方法，获得了如下有益效果：
[0022]1、采用一种机器视觉的方式替代人工，实时逐字符拍照记录，并逐字符检查喷印质量，减少了劳动负荷。
[0023]2、喷印质量控制可做到100％可靠，此外，每根钢管喷印内容都存档，便于产生外观质量异议时进行追溯。
附图说明
[0024]图1为现有技术的钢管喷印设备的结构示意图；
[0025]图2为本专利技术的在线检测装置的立体示意图；
[0026]图3为图2中的A部放大示意图；
[0027]图4为本专利技术的线扫穹顶光源的结构原理图；
[0028]图5为本专利技术的线阵相机的立体示意图。
具体实施方式
[0029]下面对本专利技术的一种钢管喷印质量在线检测装置及方法做进一步的描述，该装置具体结构请参见图1
‑
图2所示，与现有技术相同的是，同样也包括喷印横梁1、活动设于喷印横梁1上的喷印小车2、设于喷印小车2上的升降机构3、设于升降机构3上的喷印头4，喷印横梁1与下方待测钢管5同方向设置，喷印横梁1上具有横移轨道，喷印小车2通过滑块滑动设于喷印横梁1的横移轨道上，并通过驱动电机可沿喷印横梁1进行滑行，升降机构3可采用由升降伺服电机32驱动的升降伺服丝杆模组31、设于升降伺服丝杆模组31底部前侧的安装板33所构成，所述喷印头4可安装于安装板33底部前端，通过升降伺服丝杆模组31带动喷印头4升降至距钢管5合适位置并由喷印小车2带动进行钢管5表面喷印。
[0030]如图3所示，与现有技术不同的是，还包括设于升降机构3上的视觉识别组件，包括设于安装板33底部并位于喷印头4后侧的线扫穹顶光源6、设于线扫穹顶光源6上方的线阵
相机7，其中，线扫穹顶光源6如图4所示，包括与钢管5相应的弧形漫反射面、分设于弧形漫反射面两侧底部且向上的数个光源、开设于弧形漫反射面顶部且与线阵相机7相匹配的拍摄窗口63，如此结构可产生弧面漫反射发光，适用于表面起伏、反光圆弧面曲面的物体表面缺陷检测和表面字符检测。由于钢管5加工生产线多为24小时生产模式，为适应白天和晚上灯光变化，以及厂房行车照明干扰，采用其高功率强光补光，可消除环境光对相机拍照的影响。安装板33的顶部设有支撑板8，所述线阵相机7通过支撑板8安装于安装板33的上方且支撑板8上还开有与拍摄窗口63相匹配的槽孔9。
[0031]如图5所示，采用线阵相机7，待测的钢管5相对于线阵相机7匀速运动，而线阵相机7对其逐行连续扫描，以达到对其整个上表面均匀检测，并可以对其图象一行一行进行处理，线阵相机7传感器分辨率高，可以准确测量到微米。
[0032]采用本专利技术的钢管喷印质量在线检测装置的在线检测方法，具体步骤如下：
[0033]A.通过升降机构3带动喷头下降至钢管5表面后，控制喷印小车2开始行走，此时启动线扫穹顶光源6，进行补强光；
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢管喷印质量在线检测装置，包括喷印横梁、活动设于喷印横梁上的喷印小车、设于喷印小车上的升降机构、设于升降机构上的喷印头，其特征在于：还包括设于升降机构上的视觉识别组件，包括设于喷印头后侧的线扫穹顶光源、设于线扫穹顶光源上方的线阵相机，线扫穹顶光源包括与钢管相应的弧形漫反射面、分设于弧形漫反射面两侧底部且向上的光源、开设于弧形漫反射面顶部且与线阵相机相匹配的拍摄窗口。2.如权利要求1所述的一种钢管喷印质量在线检测装置，其特征在于：所述升降机构包括由升降伺服电机驱动的升降伺服丝杆模组、设于升降伺服丝杆模组底部前侧的安装板，所述喷印头与线扫穹顶光源分别安装于安装板的底部，安装板的顶部设有支撑板，所述线阵相机通过支撑板安装于安装板的上方且支撑板上还开有与拍摄窗口相匹配的槽孔。3.如权利要求1所述的一种钢管喷印质量在线检测装置的在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：A.通过升降机构带动喷头下降至钢管表面后，控制喷印小车开始行走，此时启动线扫穹顶光源，进...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭志牛，王鸣华，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：