本發(fā)明涉及鋼管表面修復(fù)，具體地說(shuō)，涉及基于機(jī)器視覺(jué)的鋼管表面缺陷檢測(cè)修復(fù)設(shè)備及其方法。

背景技術(shù)：

1、基于機(jī)器視覺(jué)的鋼管表面缺陷檢測(cè)修復(fù)系統(tǒng)通過(guò)高分辨率工業(yè)相機(jī)采集鋼管表面圖像，結(jié)合深度學(xué)習(xí)算法實(shí)時(shí)識(shí)別劃痕、裂紋、銹蝕等缺陷。系統(tǒng)先進(jìn)行圖像預(yù)處理，再通過(guò)特征提取與分類(lèi)定位缺陷位置及類(lèi)型，精度可達(dá)99%以上，檢測(cè)后，自動(dòng)化修復(fù)設(shè)備針對(duì)缺陷進(jìn)行精準(zhǔn)處理，大幅提升鋼管質(zhì)量與生產(chǎn)效率。

2、申請(qǐng)?zhí)枮閏n202410593427.0的專(zhuān)利公布了一種無(wú)縫鋼管表面缺陷檢測(cè)裝置，本發(fā)明包括：底座；檢測(cè)組件，用于對(duì)鋼管上表面以及兩側(cè)面的缺陷進(jìn)行檢測(cè)；驅(qū)動(dòng)組件，用于帶動(dòng)檢測(cè)組件沿鋼管軸向移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)組件通過(guò)連接臂連接在底座上方；通過(guò)驅(qū)動(dòng)組件帶動(dòng)檢測(cè)組件沿鋼管軸向移動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)檢測(cè)探頭在鋼管正上方和兩側(cè)之間來(lái)回?cái)[動(dòng)，對(duì)鋼管正上面和兩側(cè)面檢測(cè)，解決了檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)效率低、漏檢的問(wèn)題。

3、然而，傳統(tǒng)表面缺陷檢測(cè)裝置在鋼管翻面時(shí)依賴(lài)人工操作或機(jī)械臂輔助，需中斷運(yùn)輸流程單獨(dú)執(zhí)行翻面動(dòng)作，導(dǎo)致作業(yè)連續(xù)性差，且人工干預(yù)易引入角度偏差，致使鋼管局部表面無(wú)法被檢測(cè)組件完整覆蓋，漏檢率高；其次，在運(yùn)輸及翻面過(guò)程中鋼管會(huì)發(fā)生軸向竄動(dòng)與徑向偏移，尤其對(duì)不同直徑鋼管的兼容性差；此外，現(xiàn)有設(shè)備因結(jié)構(gòu)松散、傳動(dòng)精度不足，難以實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸、翻面、檢測(cè)修復(fù)的多工序協(xié)同，導(dǎo)致整體產(chǎn)能低下且維護(hù)成本高昂。

4、鑒于此，我們提出基于機(jī)器視覺(jué)的鋼管表面缺陷檢測(cè)修復(fù)設(shè)備及其方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供基于機(jī)器視覺(jué)的鋼管表面缺陷檢測(cè)修復(fù)設(shè)備及其方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)運(yùn)輸機(jī)構(gòu)整體發(fā)生圓周運(yùn)動(dòng)，而完成若干鋼管的定距運(yùn)輸，并在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，通過(guò)弧形齒板與運(yùn)輸機(jī)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的協(xié)同，連續(xù)完成若干鋼管的翻面作業(yè)，以解決現(xiàn)有鋼管表面缺陷檢測(cè)裝置檢測(cè)修復(fù)連續(xù)性差且鋼管翻面竄動(dòng)偏移的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一方面，本發(fā)明提供了基于機(jī)器視覺(jué)的鋼管表面缺陷檢測(cè)修復(fù)設(shè)備，包括修復(fù)臺(tái)、修復(fù)機(jī)構(gòu)，所述修復(fù)機(jī)構(gòu)包括移動(dòng)架、修復(fù)器、視覺(jué)掃描組件，修復(fù)器和視覺(jué)掃描組件通過(guò)移動(dòng)架滑動(dòng)連接于修復(fù)臺(tái)的內(nèi)部頂面，并能沿鋼管軸向移動(dòng)對(duì)其表面進(jìn)行檢測(cè)修復(fù)；所述修復(fù)臺(tái)內(nèi)部還設(shè)有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、運(yùn)輸機(jī)構(gòu)，修復(fù)臺(tái)包括一對(duì)平行設(shè)置的弧形齒板；

4、所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括四根連桿、撥軸；四根連桿均能同時(shí)以?xún)?nèi)側(cè)凸桿為基點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)固定于其外側(cè)端部的撥軸帶動(dòng)運(yùn)輸機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)；

5、所述運(yùn)輸機(jī)構(gòu)包括三組定位輥、一塊端齒、一對(duì)夾持部，所述端齒固定于中部一根定位輥的凸軸端部，并與修復(fù)臺(tái)的弧形齒板嚙合，運(yùn)輸機(jī)構(gòu)移動(dòng)時(shí)，端齒與弧形齒板抵觸驅(qū)動(dòng)定位輥轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)鋼管完成180°軸向翻面，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸與翻面動(dòng)作無(wú)縫銜接，單次翻面耗時(shí)降低，且翻面角度精準(zhǔn)可控，確保視覺(jué)掃描組件對(duì)鋼管全周表面缺陷的完整覆蓋檢測(cè)，確保缺陷檢測(cè)修復(fù)的連續(xù)性；

6、一對(duì)所述夾持部設(shè)置于中部?jī)筛ㄎ惠佂鈧?cè)，夾持部包括軸齒、設(shè)置于軸齒兩端凸軸的彎折桿、轉(zhuǎn)動(dòng)連接于兩根彎折桿外側(cè)端部?jī)?nèi)的夾持輥、框形齒板、連接繩以及配置塊；所述框形齒板滑動(dòng)連接于外套框內(nèi)部且與軸齒嚙合，配置塊通過(guò)連接繩與框形齒板連接，鋼管翻面時(shí)，配置塊重力牽引框形齒板下移，驅(qū)動(dòng)軸齒旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)彎折桿改變角度，使夾持輥向鋼管移動(dòng)并夾持限位，使兩根夾持輥從自由狀態(tài)切換為夾緊模式，形成對(duì)鋼管端部的動(dòng)態(tài)包覆限位，有效抑制鋼管在高速運(yùn)輸、翻面時(shí)的軸向竄動(dòng)或徑向偏移。

7、上述設(shè)置通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)運(yùn)輸機(jī)構(gòu)整體發(fā)生圓周運(yùn)動(dòng)，而完成若干鋼管的定距運(yùn)輸，并在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，通過(guò)弧形齒板與運(yùn)輸機(jī)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的協(xié)同，連續(xù)完成若干鋼管的翻面作業(yè)，同時(shí)通過(guò)框形齒板下移帶動(dòng)兩根夾持輥對(duì)鋼管夾持限位，防止鋼管在翻面過(guò)程中出現(xiàn)軸向竄動(dòng)與徑向偏移的情況出現(xiàn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鋼管運(yùn)輸、翻面、檢測(cè)修復(fù)的多工序協(xié)同工作方式。

8、在本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述修復(fù)臺(tái)還包括一對(duì)平行設(shè)置的u形架、通過(guò)螺栓固定連接于u形架上方的放置框、通過(guò)螺栓固定連接于兩塊u形架間的連接板，所述放置框的頂面上開(kāi)設(shè)有兩條滑槽，所述弧形齒板通過(guò)螺栓固定連接于u形架的內(nèi)側(cè)壁上，以及卡接固定于連接板頂面上的支撐架，支撐架的頂面上焊接有若干組規(guī)則分布用于放置鋼管的凸塊。

9、此項(xiàng)設(shè)置規(guī)范支撐架頂部若干凸塊間的間距，使得放置在支撐架上每根鋼管的軸心間距剛好與撥軸圓周運(yùn)動(dòng)的兩端距離相同，使得運(yùn)輸機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)若干鋼管的定距運(yùn)輸，為鋼管表面缺陷檢測(cè)盒修復(fù)作業(yè)的連續(xù)性提供前提。

10、在本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括雙軸電機(jī)以及同軸連接于雙軸電機(jī)兩端輸出軸上的轉(zhuǎn)軸，所述連桿的內(nèi)側(cè)凸軸與轉(zhuǎn)軸卡接固定，所述撥軸通過(guò)卡銷(xiāo)固定連接于連桿的端部位置處，同側(cè)兩根連桿的內(nèi)側(cè)凸軸間套設(shè)有傳動(dòng)帶。

11、在本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述運(yùn)輸機(jī)構(gòu)還包括運(yùn)輸架以及用于為三組定位輥提高轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)間的限位框，位于中部限位框內(nèi)部的兩根定位輥凸軸間還套設(shè)有同步帶，所述運(yùn)輸架內(nèi)部開(kāi)設(shè)有用于為撥軸穿過(guò)的圓孔，所述限位框的縱向截面呈l形。

12、此項(xiàng)設(shè)置通過(guò)同步帶，帶動(dòng)兩根定位輥同向轉(zhuǎn)動(dòng)，而能將鋼管進(jìn)行翻面，而減少機(jī)械設(shè)備的投入和避免人工干預(yù)。

13、在本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述夾持部還包括用于為軸齒提供轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)間的外套框以及套設(shè)于連接繩外側(cè)的外套彈簧，框形齒板滑動(dòng)連接于外套框的內(nèi)部。

14、在本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述外套框通過(guò)螺栓固定連接于位于中部限位框外側(cè)壁上，所述軸齒轉(zhuǎn)動(dòng)連接于外套框的內(nèi)部，所述彎折桿的一端卡接固定于軸齒的端部、另一端與夾持輥端部凸軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

15、在本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述框形齒板滑動(dòng)連接于外套框的內(nèi)部且與所述軸齒相嚙合，所述連接繩的一端粘連于框形齒板的底面、另一端粘連于配置塊的頂面上，所述外套彈簧的上下兩端分別與框形齒板的底面和外套框頂面相抵觸，當(dāng)鋼管管壁同時(shí)與支撐架和定位輥抵觸時(shí)，連接繩剛好處于繃直的狀態(tài)。

16、此三項(xiàng)設(shè)置讓鋼管進(jìn)行翻面過(guò)程中，運(yùn)輸架在u形架上方運(yùn)動(dòng)時(shí)，配置塊通過(guò)自身重力，配合連接拉動(dòng)框形齒板下移，而帶動(dòng)軸齒發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而改變彎折桿的固定角度，從而通過(guò)夾持輥對(duì)鋼管進(jìn)行限位，防止翻面時(shí)脫落，避免運(yùn)輸及翻面過(guò)程中鋼管會(huì)發(fā)生軸向竄動(dòng)與徑向偏移，提高整體設(shè)備運(yùn)輸過(guò)程的可靠性。

17、在本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述運(yùn)輸機(jī)構(gòu)還包括滑動(dòng)連接于u形架內(nèi)部的底板以及卡接固定于底板頂面上的限位伸縮桿，所述限位伸縮桿的頂端卡接于運(yùn)輸架的底面上。

18、此項(xiàng)設(shè)置讓運(yùn)輸架在移動(dòng)時(shí)，底板會(huì)隨之在u形架內(nèi)部滑動(dòng)，而限位伸縮桿則防止運(yùn)輸架在移動(dòng)時(shí)出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)偏移的情況。

19、在本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述修復(fù)機(jī)構(gòu)還包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、同軸連接于驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸上的絲桿，所述移動(dòng)架滑動(dòng)連接于滑槽的內(nèi)部且與所述絲桿螺紋連接，所述修復(fù)器和所述視覺(jué)掃描組件均通過(guò)螺栓固定連接于移動(dòng)架的外側(cè)壁上。

20、此項(xiàng)設(shè)計(jì)讓移動(dòng)架能夠帶著修復(fù)器和所述視覺(jué)掃描組件在鋼管軸向移動(dòng)，而確保對(duì)鋼管全周表面缺陷的完整覆蓋檢測(cè)。

21、另一方面，本發(fā)明還提供了基于機(jī)器視覺(jué)的鋼管表面缺陷檢測(cè)修復(fù)方法，使用上述的基于機(jī)器視覺(jué)的鋼管表面缺陷檢測(cè)修復(fù)設(shè)備，包括以下步驟：

22、s1、首先，通過(guò)外部夾持裝置將鋼管放置在修復(fù)臺(tái)中支撐架最前端的一組凸塊的頂部；

23、s2、接著，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的雙軸電機(jī)，而帶動(dòng)兩端的轉(zhuǎn)軸發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，而帶動(dòng)兩側(cè)的連桿以轉(zhuǎn)軸軸心做圓周運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)傳動(dòng)帶，帶動(dòng)另外兩塊連桿一同做圓周運(yùn)動(dòng)；

24、s3、此時(shí)，位于運(yùn)輸架內(nèi)部的撥軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周后，關(guān)閉雙軸電機(jī)，撥軸帶動(dòng)運(yùn)輸架整體發(fā)生運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，通過(guò)最前端限位框內(nèi)的定位輥將鋼管移動(dòng)至前側(cè)修復(fù)機(jī)構(gòu)下方支撐架的凸塊上方；

25、s4、隨后，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，而讓移動(dòng)架能夠在鋼管上方移動(dòng)，而通過(guò)視覺(jué)掃描組件對(duì)鋼管表面進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)修復(fù)器對(duì)發(fā)生的缺陷進(jìn)行修復(fù)；

26、s5、之后，再次控制雙軸電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周，而通過(guò)中部限位框內(nèi)的兩根定位輥將鋼管向后側(cè)運(yùn)輸，此時(shí)，其中一根定位輥凸軸外側(cè)的端齒會(huì)與弧形齒板抵觸而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)同步帶，帶動(dòng)兩根定位輥同向轉(zhuǎn)動(dòng)，而將鋼管進(jìn)行翻面；

27、s6、在此過(guò)程中，配置塊通過(guò)自身重力，配合連接繩拉動(dòng)框形齒板下移，而帶動(dòng)軸齒發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而改變彎折桿的固定角度，從而通過(guò)夾持輥對(duì)鋼管進(jìn)行限位，防止翻面時(shí)脫落；

28、s7、接著，通過(guò)后側(cè)的修復(fù)機(jī)構(gòu)對(duì)鋼管的另一面進(jìn)行檢測(cè)，并在修復(fù)完成后，通過(guò)周期性控制雙軸電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)批量的鋼管進(jìn)行連續(xù)性表面缺陷修復(fù)作業(yè)。

29、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

30、1.該基于機(jī)器視覺(jué)的鋼管表面缺陷檢測(cè)修復(fù)設(shè)備及其方法，運(yùn)輸機(jī)構(gòu)對(duì)鋼管運(yùn)輸時(shí)，端齒與弧形齒板的嚙合傳動(dòng)機(jī)制，使鋼管完成180°軸向翻轉(zhuǎn)，突破傳統(tǒng)人工或機(jī)械臂翻面方式，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸與翻面動(dòng)作無(wú)縫銜接，單次翻面耗時(shí)降低，且翻面角度精準(zhǔn)可控，確保視覺(jué)掃描組件對(duì)鋼管全周表面缺陷的完整覆蓋檢測(cè)，確保缺陷檢測(cè)修復(fù)的連續(xù)性。

31、2.該基于機(jī)器視覺(jué)的鋼管表面缺陷檢測(cè)修復(fù)設(shè)備及其方法，夾持部可在鋼管翻面時(shí)自主觸發(fā)限位動(dòng)作，翻面過(guò)程中框形齒板受配置塊重力牽引下移，驅(qū)動(dòng)軸齒帶動(dòng)彎折桿角度變化，使兩根夾持輥從自由狀態(tài)切換為夾緊模式，形成對(duì)鋼管端部的動(dòng)態(tài)包覆限位，有效抑制鋼管在高速運(yùn)輸、翻面時(shí)的軸向竄動(dòng)或徑向偏移。