一種金屬管滲漏自動檢測系統的製作方法
2024-03-19 23:30:05
一種金屬管滲漏自動檢測系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種金屬管滲漏自動檢測系統及其檢測方法，涉及金屬管檢測裝置【技術領域】。包括PLC控制器、工控計算機、位置傳感器、管徑識別系統、變頻器、託輥電機、位置檢測編碼器、CCD相機和託輥。所述工控計算機與所述PLC控制器雙向連接，所述管徑識別系統、位置傳感器和位置檢測編碼器與PLC控制器的輸入端電連接，託輥電機通過變頻器與所述PLC控制器的輸出端電連接，所述CCD相機與工控計算機電連接，所述託輥電機通過託輥機構帶動待檢金屬管轉動。所述系統能實現混管滲漏檢測，提高工作效率，降低廢品率。
【專利說明】一種金屬管滲漏自動檢測系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬管檢測【技術領域】，尤其涉及一種金屬管滲漏(工業上俗稱發汗)的自動檢測系統。
【背景技術】
[0002]在現有技術中，金屬管水壓滲漏檢測判斷為人工操作，在滲漏檢測工位設置兩個崗位工進行人工目測判斷，主要判斷依據為人工觀察水壓試驗機壓力是否快速下降和管身是否有明顯的水痕，對於檢測管身滲漏嚴重的管子，崗位人員容易發現並做出識別判斷，但對於水壓滲漏檢測時管身只有稍微滲漏的金屬管，由於光線、視角等原因，崗位工人則不容易觀察到，或者遺漏檢測某些部位，這樣就會存在個別金屬管在此工位未被判廢而進入到下一道工序的問題，從而影響金屬管的質量。
[0003]CO) (Charge Coupled Device)工業相機相比民用相機,具有更高的圖像穩定性、高傳輸能力和高抗幹擾能力，能夠進行圖像數據的實時採集，結合圖像處理與識別技術，CXD工業相機被廣泛應用於工業現場實行實時監測與控制，可以大大提高生產效率和節省人力成本。
[0004]如日本專利文獻JP3156764U已公開了將CXD工業相機應用於金屬管滲漏檢測的技術方案，其中，金屬管的傳送方向為沿金屬管軸向X方向進行，並在垂直於管軸的面上沿著金屬管的周向均勻布置了四個CCD相機圖像採集點，以使管身通身的取像角度能夠被全面覆蓋。這種檢測方案實現了自動化檢測，但是還存在如下的一些技術缺陷:一是不能自動適應多種不同管徑的滲漏檢測要求，當管徑較大時，由於金屬管僅沿軸向勻速運動，四臺CCD相機可能不足以全面覆蓋金屬管的周身取像角度，從而面臨著調整成像部件與金屬管之間的距離以保證多個相機能夠覆蓋到金屬管的全部表面的問題，甚至還需要增加CCD相機，以保證取像能夠全面覆蓋金屬管表面；二是金屬管的鑄造現場工作環境通常比較惡劣，而且生產空間十分有限，新增設備必將影響已有生產線的布局，不論是沿著金屬管的周身均勻設置四個CCD相機圖像採集點，還是如上所述增加到四個以上的CCD相機圖像採集點，都存在生產線調整的問題；三是採用多個CCD相機成本較高，對設備的控制、以及對數據處理的工作量也相應加大了。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種金屬管滲漏自動檢測系統和方法，所述系統能夠自動檢測判斷金屬管是否具有滲漏點，檢測範圍能夠覆蓋金屬管管身的全部表面，確保了金屬管的質量，降低了工人的勞動強度，提高了工作效率。
[0006]為解決上述技術問題，本發明所採取的技術方案是:
一種金屬管滲漏自動檢測系統，包括電氣控制部分、管身圖像採集部分和管徑識別系統，所述管徑識別系統用於檢測金屬管的管徑，並將管徑信息傳送至所述電氣控制部分，所述電氣控制部分根據管徑大小使金屬管按照預設的速度旋轉，所述圖像採集部分根據管徑大小按照預設的拍照次數對金屬管周身圖像進行採集，同時通過圖像對比處理技術來判斷管身哪些位置出現滲漏。
[0007]進一步地，所述管滲漏自動檢測系統包括PLC控制器、工控計算機、CXD相機，工控計算機與所述PLC控制器雙向連接，C⑶相機與工控計算機電連接，還包括位置傳感器、管徑識別系統、變頻器、託輥電機、位置檢測編碼器和託輥，管徑識別系統、位置傳感器和位置檢測編碼器與PLC控制器的電連接，託輥電機通過變頻器與所述PLC控制器電連接，所述託輥電機與託輥固定連接，託輥帶動待檢測金屬管轉動，位置檢測編碼器與託輥同軸，用以檢測金屬管的旋轉角度，PLC控制器根據管徑識別系統識別的金屬管的管徑以及位置編碼器檢測的金屬管的旋轉角度對變頻器進行控制。
[0008]進一步地，所述PLC控制器與所述管徑識別系統電連接，根據所述管徑識別系統識別的金屬管管徑以及所述位置檢測編碼器檢測的金屬管旋轉角度對所述變頻器進行控制。
[0009]進一步地,一個以上所述(XD相機位於待檢測金屬管的正上方。
[0010]進一步地，所述管徑識別系統位於所述待檢測金屬管的左側或右側。
[0011]進一步地，所述託輥設有兩組，分別支承金屬管的兩端，每組託輥包括兩個託輥，所述位置傳感器位於兩個託輥之間，所述位置檢測編碼器固定在所述託輥上。
[0012]本發明提出的一種金屬管滲漏自動檢測方法是按照如下步驟實現的:當待檢測金屬管進入到滲漏檢測工位時，位置傳感器把檢測到的有管信號輸入到PLC控制器；在檢測到滲漏檢測工位已經有金屬管時，PLC控制器控制管徑識別系統啟動，把管徑識別系統檢測到的管徑信號傳遞到PLC控制器；在識別出管徑信息後，PLC控制器中的程序延時一定的時間後給工控計算機一個信號，工控計算機收到此信號後驅動CCD相機拍攝一組金屬管通身圖片；在給金屬管通身拍攝完第一組照片後，PLC控制器驅動託輥電機旋轉，使不同管徑的金屬管按照不同的速度勻速旋轉，速度調節控制由變頻器實現。
[0013]在旋轉360度過程中，CCD相機拍攝多組照片，旋轉角度檢測通過與託輥同軸的位置檢測編碼器檢測，託輥與待檢測金屬管為點接觸，防止旋轉的託輥對金屬管的外周造成擦痕，幹擾檢測結果。工控計算機運用圖像處理軟體對金屬管水壓試驗後拍攝的照片進行分析，根據圖像軟體對數據進行處理，如果金屬管管身出現滲漏，在工業計算機顯示屏上自動標示出漏水部位並發出報警信號，記錄滲漏信息，如金屬管未出現滲漏就判定為合格。
[0014]所述系統包括電氣控制部分及數據採集部分，數據採集部分包括工控計算機，工控計算機通過CCD相機採集金屬管的數據並通過工控計算機中的軟體進行數據處理，電氣控制部分採用PLC控制器及傳感器實現，所述系統能夠自動檢測判斷金屬管是否具有滲漏點，提高了金屬管的質量，降低了工人的勞動強度，提高了工作效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0016]圖1是本發明金屬管滲漏自動檢測系統的控制結構示意圖；
圖2是本發明金屬管滲漏自動檢測系統中金屬管右視圖；
其中:1、PLC控制器2、工控計算機3、位置傳感器4、管徑識別系統5、變頻器6、託棍電機7、位置檢測編碼器8、(XD相機9、待檢測金屬管10、託棍機構。【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，一種金屬管滲漏自動檢測系統，包括PLC控制器1、工控計算機2、位置傳感器3、管徑識別系統4、變頻器5、託輥電機6、位置檢測編碼器7、CXD相機8和託輥機構10。所述工控計算機2與所述PLC控制器I雙向連接，管徑識別系統4、位置傳感器3和位置檢測編碼器7與PLC控制器I電連接，託輥電機6通過變頻器5與所述PLC控制器I的輸出端電連接，所述CCD相機8與工控計算機2電連接，所述託輥電機6與託輥機構10固定連接，託輥機構10帶動待檢測金屬管9轉動。
[0018]優選地，為了拍照方便，所述CXD相機8位於待檢測金屬管9的正上方，用來拍攝金屬管檢測實驗前與實驗後的管身圖像。由於CCD相機在金屬管軸向上的拍攝範圍有限，因此安裝CCD相機的個數根據金屬管的長度確定，當管身完全落在一個CCD相機拍攝採樣範圍內時，僅啟動一個CCD相機工作即可。所述管徑識別系統4位於所述待檢測金屬管9的左側或右側，用於識別管徑的信息。所述託輥機構10設有兩組，每組兩個，所述位置傳感器3位於兩個託輥之間，所述位置檢測編碼器7固定在所述託輥機構10上，託輥電機6帶動託輥機構10轉動，託輥機構10帶動待檢測金屬管9轉動，當待檢測金屬管9放到兩組託輥機構10之間時，位置傳感器3感知到金屬管9已放置好，將相關信息傳送給PLC控制器
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[0019]如圖2所示，每組託輥機構10位於所述待檢測金屬管9的兩端，所述託輥機構10與待檢測金屬管9的兩個端部形成點接觸，用以減少託輥在旋轉過程中對金屬管身外周的磨損，進而避免影響到為檢測滲漏所作的圖象識別。
[0020]所述系統的工作流程如下:
(1)在完成水壓試驗後，待檢測金屬管9進入到滲漏檢測工位，位置傳感器3把檢測到的有管信號傳送到PLC控制器I ;
(2)在檢測到滲漏檢測工位已經有金屬管時，PLC控制器I控制管徑識別系統4啟動，把管徑識別系統4檢測到的管徑信號傳送到PLC控制器I ;
(3)在識別出管徑信息後，PLC控制器I中的程序延時一定的時間後給工控計算機2—個信號，工控計算機2收到此信號後驅動CXD相機8拍攝一組金屬管通身照片；
(4)在給金屬管9通身拍攝完第一組照片後，PLC控制器I驅動託輥電機6旋轉，根據管徑識別系統4檢測的管徑，PLC控制器針對不同管徑的金屬管驅動託輥電機6按照設定的旋轉速度勻速轉動金屬管9，速度調節控制由變頻器5實現；在360度的勻速旋轉過程中，CXD相機在工控計算機2控制下，根據管徑拍攝幾組照片，旋轉角度檢測通過與託輥機構10同軸的位置檢測編碼器7檢測實現。由於託輥機構10的旋轉速度和CCD相機的拍攝次數都與管徑相匹配，因此，能夠在最少拍攝次數下有效檢測金屬管的滲漏情況。
[0021](5)在CXD相機拍攝的同時，工控計算機運用圖像處理軟體對金屬管水壓試驗後拍攝的照片進行處理，運用圖像處理方法對數據進行分析，如果金屬管管身出現滲漏，在工業計算機顯示屏上自動標示出漏水部位並發出報警信號，記錄滲漏信息，如金屬管未出現滲漏就判定為合格。工控計算機中的圖像處理軟體根據著色、色度、反光率、折光率等存在差異的原理，來識別利用CXD相機成像拍攝的金屬管管身是否有滲漏情況。
[0022](6)金屬管在完成一周旋轉滲漏檢測後，進入下一個工位。[0023]所述系統包括電氣控制部分及數據採集部分，數據採集部分包括工控計算機，工控計算機通過CCD相機採集金屬管的管身圖像數據，並通過工控計算機中的圖像處理軟體進行數據處理。電氣控制部分採用PLC控制器及傳感器實現，所述系統能夠自動檢測判斷金屬管是否具有滲漏點，確保了金屬管的質量，降低了工人的勞動強度，提高了工作效率。
[0024]本文中應用了具體實施個例對本發明的原理及其實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用來幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也將落入本發明權利要求的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種金屬管滲漏自動檢測系統，包括電氣控制部分(1，3，5，6，7，10)和管身圖像採集部分(2，8)，其特徵在於，還包括管徑識別系統(4)，所述管徑識別系統(4)用於檢測金屬管的管徑，並將管徑信息傳送至所述電氣控制部分，所述電氣控制部分根據管徑大小使金屬管按照預設的速度旋轉，所述圖像採集部分根據管徑大小按照預設的拍照頻率對採集金屬管周身圖像，同時通過圖像處理判斷管身滲漏部位。
2.如權利要求1所述的金屬管滲漏自動檢測系統，其特徵在於所述電氣控制部分包括PLC控制器(I)、位置傳感器(3)、位置檢測編碼器(7)、變頻器(5)、託輥電機(6)和託輥機構(10 )，所述位置傳感器(3 )和所述位置檢測編碼器(7 )與PLC控制器(I)電連接，所述託輥電機(6 )通過所述變頻器(5 )與PLC控制器(I)電連接，所述託輥電機(6 )通過託輥機構(10)驅動金屬管轉動。
3.如權利要求2所述的金屬管滲漏自動檢測系統，其特徵在於所述PLC控制器(I)與所述管徑識別系統(4)電連接，根據所述管徑識別系統(4)識別的金屬管管徑以及所述位置檢測編碼器(7)檢測的金屬管旋轉角度對所述變頻器(5)進行控制。
4.如權利要求1所述的金屬管滲漏自動檢測系統，其特徵在於所述圖像採集部分(2，8 )包括工控計算機(2 )和CXD相機(8 )。
5.如權利要求4所述的金屬管滲漏自動檢測系統，其特徵在於所述工控計算機(2)在所述CCD相機(8)採集圖像的同時進行圖像處理並記錄檢測信息。
6.如權利要求3所述的金屬管滲漏自動檢測系統，其特徵在於，所述PLC控制器(I)控制所述託輥電機(6)以預設的速度驅動金屬管勻速旋轉。
7.如權利要求5所述的金屬管滲漏自動檢測系統，其特徵在於一個以上所述CCD相機(8)布置於滲漏檢測工位的正上方。
8.如權利要求1所述的金屬管滲漏自動檢測系統，其特徵在於所述管徑識別系統(4)位於待檢測金屬管的左側或右側。
9.如權利要求2所述的金屬管滲漏自動檢測系統，其特徵在於所述託輥機構(10)設有兩組，一組包括兩個託輥，所述位置傳感器(3)位於兩組託輥機構(10)之間，所述位置檢測編碼器(7)與託輥機構(10)的單體託輥同軸安裝。
10.一種金屬管滲漏自動檢測方法，其包括如下檢測步驟: a.位置傳感器(3)檢測金屬管是否進入滲漏檢測工位； b.若金屬管到位，PLC控制器(I)啟動管徑識別系統(4)，所述管徑識別系統(4)將管徑信息傳送到所述PLC控制器(I)中； c.所述PLC控制器(I)根據管徑大小按照預設轉速驅動託輥電機(6)轉動，託輥電機通過託棍機構(10)轉動金屬管； d.在向託輥電機(6)發出驅動指令同時，所述PLC控制器(I)向工控計算機(2)發送指令，所述工控計算機(2)收到指令後啟動CCD相機按照與管徑大小匹配的預定頻率拍攝管身照片，所述工控計算機(2)同步開始處理圖像，判斷是否有滲漏情況； e.若有滲漏，所述工控計算機(2)在管身照片圖像上標示出滲漏部位並發出報警信號。
【文檔編號】G01M3/36GK103471793SQ201310420734
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月16日 優先權日:2013年9月16日
【發明者】張同波, 李軍, 陳江濤, 劉志毅, 馮永剛, 閆現臣, 孔國濱 申請人:新興鑄管股份有限公司