【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属加工，更具体地涉及一种基于机器视觉的焊管成型控制系统。
技术介绍
1、焊管即焊接钢管，是用钢板或带钢经过卷曲成型后焊接制成的钢管，对于螺旋埋弧焊管而言，焊管的椭圆度是钢管管端重要的几何尺寸，椭圆度是指钢管同一横截面上测量的最大直径和最小直径的差值，管线施工现场在对接钢管时，由于椭圆度的存在，钢管管端曲率不规整，在工地采取强制变形方法进行钢管对接会产生附加应力，造成钢管应力集中，降低了管线运行的安全性和可靠性，影响管张服役寿命，因此对焊管成型过程中的椭圆度进行控制极其重要。
2、现有公开号cn110369832a公开一种螺纹焊管成型过程智能调整系统及方法，通过对焊管成型过程中钢带对接点、钢带角度、毛刺形状、焊缝宽度、焊缝中的杂质、气泡以及焊透率进行分析对比，有效对螺纹焊管成型过程进行实时监控，达到及时对螺旋焊管成型机和埋弧焊机调整的目的，避免螺纹焊管焊接过程质量不稳定的问题，保证了螺纹焊管的成材率，减少了废管率。
3、但是文件中仍存在一些不足，文件中未对钢管的椭圆度进行实时的监测，无法达到对影响椭圆度的预弯装置与机械夹辊装置进行调整的目的，无法降低因钢管椭圆度超标，从而提高椭圆度较大的圆弧段与另一钢管较理想的圆弧段对缝时，因管端坡口不平整产生环焊缝对缝错边的情况次数，无法降低安装时的压缝难度与钢管对口难度，无法提高钢管对接的稳定性，无法提高管道施工进度，同时无法对钢管的焊接质量进行评估与优化，无法提高钢管的焊接质量。
技术实现思路
1、为了克
2、本专利技术提供如下技术方案：一种基于机器视觉的焊管成型控制系统，包括焊接信息存储模块、图像采集模块、图像预处理模块、位置参数分析模块、外观参数分析模块、椭圆度分析模块、整体质量分析模块、调整控制模块以及优化模块；
3、所述焊接信息存储模块用于对钢管焊接过程中预设的焊接信息进行存储，所述焊接信息包括位置信息、外观信息以及椭圆度信息；
4、所述图像采集模块用于通过图像采集设备采集目标对象的图像并传输至图像预处理模块；
5、所述图像预处理模块用于对图像采集模块采集的图像进行预处理，得到可直接使用的目标数据，所述目标数据包括实时位置参数、实时外观参数以及实时椭圆度参数，所述图像预处理模块包括位置数据预处理单元、外观数据预处理单元以及椭圆度数据预处理单元；
6、所述位置参数分析模块用于接收位置数据预处理单元的实时位置参数，将实时位置参数与焊接信息存储模块中的位置信息进行对比，对钢管的位置误差度进行分析，得到位置质量指数α，并传输至整体质量分析模块；
7、所述外观参数分析模块用于接收外观数据预处理单元的实时外观参数，将实时外观参数与焊接信息存储模块中的外观信息进行对比，对钢管的外观误差度进行分析，得到外观误差指数β，并传输至整体质量分析模块；
8、所述椭圆度参数分析模块用于接收椭圆度数据预处理单元的实时椭圆度参数，将实时椭圆度参数与焊接信息存储模块中的椭圆度信息进行对比，对钢管的椭圆度误差度进行分析，得到椭圆度质量指数γ，并传输至整体质量分析模块与调整控制模块；
9、所述整体质量分析模块用于接收位置参数分析模块、外观参数分析模块以及椭圆度分析模块的数据，对焊管的整体焊接质量进行计算，得到整体质量指数ω，并将数据传输至优化模块；
10、所述调整控制模块用于接收位置参数分析模块、外观参数分析模块以及椭圆度参数分析模块的数据，基于机器视觉算法判别钢管的位置信息、外观信息以及椭圆度信息是否出现数据偏离，并根据判别结果控制设备进行相应的调整；
11、所述优化模块用于接收整体质量分析模块的数据，对数据进行对比分析，若出现数据下滑现象，则向调整控制模块发送优化指令进行优化调整。
12、优选的，所述位置数据预处理单元用于从目标数据中提取出实时位置参数并传输至位置参数分析模块，所述外观数据预处理单元用于从目标数据中提取出实时外观参数并传输至外观参数分析模块，所述椭圆度数据预处理单元用于从目标数据中提取出实时椭圆度参数并传输至椭圆度分析模块。
13、优选的，所述实时位置参数包括钢带对接点、钢带角度以及焊缝宽度，所述实时外观参数包括焊缝中的杂质、气泡以及焊透率，所述实时椭圆度参数包括钢管成型角度、钢带应力、钢管窜动度以及卷边辊曲率。
14、优选的，所述位置质量指数α的计算包括以下步骤：
15、步骤s01：将实时位置参数中每个钢带对接点依次标记为(x1，y1，z1)、(x2，y2，z2)、(x3，y3，z3)……(xn，yn，zn)，位置信息中每个钢带对接点依次为(x1′，y1′，z1′)、(x2′，y2′，z2′)、(x3′，y3′，z3′)……(xn′，yn′，zn′)，将实时位置参数中的钢带角度标记为θ，焊缝宽度记为l，位置信息中钢带角度标记为θ′，焊缝宽度记为l′；
16、步骤s02：计算对接点偏离度a1、角度偏离值a2以及宽度偏离值a3：对接点偏离度a1的计算公式为：角度偏离度a2的计算公式为：a2＝|θ-θ′|，宽度偏离值a3的计算公式为：a3＝|l-l′|；
17、步骤s03：计算位置质量指数α：其中，λ为频率常数，k1为角度偏离值的指数系数，k2为宽度偏离值的指数系数。
18、优选的，所述外观误差指数β的计算公式为：其中，z为焊缝中的杂质的含有率差值，p为焊缝中的气泡的含有率差值，t为焊透率的差值，λ1为z的比例系数，λ2为p的比例系数，λ3为t的比例系数，z＝|f-f′|，其中，f为实时外观参数中焊缝中的杂质的含有率，f′为外观信息中焊缝中的杂质的含有率，p＝|p-p′|，其中，p为实时外观参数中焊缝中的气泡的含有率，p′为外观信息中焊缝中的气泡的含有率，t＝|t-t′|，其中，t为实时外观参数中焊透率的值，t′为外观信息中焊透率的值。
19、优选的，所述椭圆度质量指数γ的计算包括以下步骤：
20、步骤s11：计算钢管成型角度偏差值τ：τ＝|o-o′|，其中，o为实时椭圆度参数中钢管成型角度，即实际的钢管成型角度，o′为椭圆度信息中钢管成型角度，即理论的钢管成型角度；
21、步骤s12：计算实时椭圆度参数中的钢带应力y：y切为钢带的切向应力，y法为钢带的法向应力，其中，j为钢带工作时承受的机器压力，r为钢带的宽度，h为钢带的厚度；
22、步骤s13：计算卷边辊曲率偏离度b：b＝|b-b′|，其中，b为实时椭圆度参数中的卷边辊曲率，即实际卷边辊曲率，b′为椭圆度信息中的卷边辊曲率，即理论卷边辊曲率；
23、步骤s14：计算椭圆度质量指数γ：其中，d为钢管窜动度。
24、优选的，所述整体质量指数ω的计算公式为：其中，f1为位置质量指数α的权重系数，f2为椭圆度质量指数γ的权重系数。...
【技术保护点】
1.一种基于机器视觉的焊管成型控制系统，其特征在于：包括焊接信息存储模块、图像采集模块、图像预处理模块、位置参数分析模块、外观参数分析模块、椭圆度分析模块、整体质量分析模块、调整控制模块以及优化模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的焊管成型控制系统，其特征在于：所述位置数据预处理单元用于从目标数据中提取出实时位置参数并传输至位置参数分析模块，所述外观数据预处理单元用于从目标数据中提取出实时外观参数并传输至外观参数分析模块，所述椭圆度数据预处理单元用于从目标数据中提取出实时椭圆度参数并传输至椭圆度分析模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的焊管成型控制系统，其特征在于：所述实时位置参数包括钢带对接点、钢带角度以及焊缝宽度，所述实时外观参数包括焊缝中的杂质、气泡以及焊透率，所述实时椭圆度参数包括钢管成型角度、钢带应力、钢管窜动度以及卷边辊曲率。
4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的焊管成型控制系统，其特征在于：所述位置质量指数α的计算包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的焊管成型控制系统，
6.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的焊管成型控制系统，其特征在于：所述椭圆度质量指数γ的计算包括以下步骤：
7.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的焊管成型控制系统，其特征在于：所述整体质量指数ω的计算公式为：其中，f1为位置质量指数α的权重系数，f2为椭圆度质量指数γ的权重系数。
...【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的焊管成型控制系统，其特征在于：包括焊接信息存储模块、图像采集模块、图像预处理模块、位置参数分析模块、外观参数分析模块、椭圆度分析模块、整体质量分析模块、调整控制模块以及优化模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的焊管成型控制系统，其特征在于：所述位置数据预处理单元用于从目标数据中提取出实时位置参数并传输至位置参数分析模块，所述外观数据预处理单元用于从目标数据中提取出实时外观参数并传输至外观参数分析模块，所述椭圆度数据预处理单元用于从目标数据中提取出实时椭圆度参数并传输至椭圆度分析模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的焊管成型控制系统，其特征在于：所述实时位置参数包括钢带对接点、钢带角度以及焊缝宽度，所述实时外观参数包括焊缝中的杂质、气泡以及焊透率，所述实时椭圆度参数包括钢管成型角度、钢带应力、钢管窜动度以及卷边辊曲率。
4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的焊管成型控制系统，其特征在于：所述位置质...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈加红，李建勤，高广腾，
申请(专利权)人：山东先远新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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