基于机器视觉的螺栓接头和端头自动化检测装置

1.本实用新型涉及油管检测领域，具体涉及基于机器视觉的螺栓接头和端头自动化检测装置。


背景技术：

2.输油管中螺栓接头的质量影响着油管联结的安全性和稳定性，而端部的密封质量则对油管的密封效果起着决定性的作用。在实际的生产过程中，螺栓接头和端部的质量都是通过人工进行检测的，这种检测方法检测成本高、速度慢检测结果受人为因素影响，精度较低，很难使产品的质量保持稳定。现提供一种基于机器视觉的自动化检测装置，能够对输油管中的螺栓接头和端部进行参数测量和品质检测。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本实用新型提出一种基于机器视觉的螺栓接头和端头自动化检测装置。
4.根据本实用新型实施例的一种基于机器视觉的螺栓接头和端头自动化检测装置，包括：支架，所述支架包括两个竖杆和横杆，两个所述竖杆分别设在所述横杆的两端使所述支架大体呈倒u型；输送组件，所述输送组件设在所述支架的下方；两个第一采集组件，两个所述第一采集组件设在所述支架的所述横杆上方，两个所述第一采集组件沿所述支架的长度方向间隔设置，所述第一采集组件的采集端与所述输送组件相对，以便对螺栓接头进行检测；两个第二采集组件，两个所述第二采集组件设在所述支架上，两个第二采集组件分别设在两个所述竖杆上，且两个所述第二采集组件的检测端相对设置，以便对螺栓端头进行检测，电控组件，两个所述第一采集组件和两个所述第二采集组件的每一者均与所述电控组件相连，以便对所述第一采集组件和所述第二采集组件采集的信息进行对比分析。
5.根据本实用新型实施例基于机器视觉的螺栓接头和端头自动化检测装置通过第一采集组件和第二采集组件对螺栓接头进行信息采集，并输送给电控组件进行分析，从而检测出带有缺陷的螺栓。
6.进一步地，所述输送组件包括：输送带；和多个定位板，多个所述定位板固定在所述输送带上，且沿所述输送带的运行方向间隔设置。
7.进一步地，所述定位板上方设有沿其长度方向延伸的凹槽，以便将管道放置在凹槽内。
8.进一步地，所述第一采集组件包括：第一保护筒，所述第一保护筒固定在所述支架上，所述第一保护筒具有第一检测口；第一相机，所述第一相机设在所述保护筒内，且所述第一相机的拍摄镜头与所述第一检测口相对；90度环形光源，所述90度环形光源设在所述第一检测口上；所述第二采集组件包括：第二保护筒，所述第二保护筒固定在所述支架上，所述第二保护筒具有第二检测口；第二相机，所述第二相机设在所述保护筒内，且所述第二相机的拍摄镜头与所述第二检测口相对；面形光源，所述面形光源设在所述第一采集组件
的下方，且所述面形光源与所述第二检测口相对。
9.进一步地，所述第一检测口和第二检测口上还设有保护镜，以便提高所述第一检测组件和所述第二检测组件的检测效率。
10.进一步地，所述第一远心镜头，所述第一远心镜头设在所述第一保护筒内且位于所述第一相机与所述第一检测口之间；第二远心镜头，所述第二远心镜头设在所述第二保护筒内且位于所述第二相机与所述第二检测口之间。
11.进一步地，所述第一相机和所述第一相机的每一者均为ccd工业相机。
12.进一步地，所述输送组件、所述第一相机和所述第二相机的每一者均与所述电控组件相连。
13.进一步地，所述基于机器视觉的螺栓接头和端头自动化检测装置还包括吸附组件，所述吸附组件与所述电控组件相连，且设在所述支架上。
附图说明
14.图1是本实用新型采集装置的结构示意图。
15.图2是本实用新型采集装置的定位板的结构示意图。
16.支架1；竖杆11；横杆12；
17.输送组件2；输送带21；定位板22；凹槽221；
18.第一采集组件3；第一保护筒31；90度环形光源32；
19.第二采集组件4；第二保护筒41；面形光源42；
20.电控组件5。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.如图1
‑
2所示，根据本实用新型一种基于机器视觉的螺栓接头和端头自动化检测装置，包括支架1、输送组件2、两个第一采集组件3、两个第二采集组件4和电控组件5。
25.支架1包括两个竖杆11和横杆12，两个竖杆11分别设在横杆12的两端使支架1大体
呈倒u型。
26.输送组件2设在支架1的下方。由此将输油管放置在输送组件2上，以便对输油管上的螺栓进行检测。
27.两个第一采集组件3设在支架1的横杆12上方，两个第一采集组件3沿支架1的长度方向（如图1所述的左右方向）间隔设置，第一采集组件3的采集端与输送组件2相对，以便对螺栓接头进行检测。
28.两个第二采集组件4设在支架1上，两个第二采集组件4分别设在两个竖杆11上，且两个第二采集组件4的检测端相对设置，以便对螺栓端头进行检测。
29.两个第一采集组件3和两个第二采集组件4的每一者均与电控组件5相连，以便对第一采集组件3和第二采集组件4采集的信息进行对比分析。
30.本实用新型实施例基于机器视觉的螺栓接头和端头自动化检测装置，通过第一采集组件3和第二采集组件4的设置，对输油管上的螺栓进行采集信息，并输送给电控组件5，从而通过电控组件5进行分析并对比检测拍照图像并进行图像显示和图像，从而实现螺栓接头的总高度、螺纹长度、螺纹大径、螺纹中径、螺纹小径、螺距、牙型半角的测量，以及端头直径和缺陷检测。
31.具体的，输送组件2包括：输送带21和多个定位板22，多个定位板22固定在输送带21上，且沿输送带21的运行方向间隔设置。具体地，定位板22可通过螺钉或者螺栓安装在沿左右方向安装在输送带21上，使得输油管通过输送带21将输油管运输到支架1下方，从而方便第一采集组件3和第二采集组件4对输油管上的螺栓进行信息采集。
32.具体的，定位板22上方设有沿其长度方向（如图1所示的左右方向）延伸的凹槽221，以便将管道放置在凹槽221内。使得定位板22带动输油管运动，防止输油管在输送时发生滚动，使得定位板22设置的更加合理。
33.具体的，第一采集组件3包括：第一保护筒31、第一相机、和90度环形光源32。
34.第一保护筒31固定在支架1上，第一保护筒31具有第一检测口。第一相机设在保护筒内，且第一相机的拍摄镜头与第一检测口相对，90度环形光源32通过支撑架设在第一检测口上。
35.第二采集组件4包括：第二保护筒41、第二相机和面形光源42。
36.第二保护筒41固定在支架1上，第二保护筒41具有第二检测口。第二相机设在保护筒内，且第二相机的拍摄镜头与第二检测口相对，面形光源42设在第一采集组件3的下方，且面形光源42与第二检测口相对。由此，可通过第一相机和第二相机对输油管上的螺栓进行拍照，通过90度环形光源32照射在被测物体表面时，被测物体表面大部分反光都不进入相机，使相机拍摄后的背景呈黑色，当被测物体表面有凹坑、划痕等缺陷之处的反光进入摄像头，使得拍摄后的照片呈高亮色，由此判断输油管的螺栓是否出现缺陷，且面光源使得光线均匀照射在输油管上。
37.具体的，第一检测口和第二检测口上还设有保护镜，以便提高第一检测组件和第二检测组件的检测效率。由此，防止第一相机和第二相机受到外部环境的影响，保证了第一相机和第二相机的拍摄效果，保证了图片的质量。
38.可以理解的是：由于树脂镜片具有抗冲击力强、透光性好、成本低等优点，因此保护镜可以要选用树脂镜片。
39.具体的，检测装置还包括第一远心镜头，第一远心镜头设在第一保护筒31内且位于第一相机与第一检测口之间，第二远心镜头，第二远心镜头设在第二保护筒41内且位于第二相机与第二检测口之间。由于，远心镜头可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会随物距的变化而变化，也就不会产生近大远小的情况，因此设置第一远心镜头和第二远心镜头可以可提高第一相机和第二相机的拍摄的清晰度和拍摄效率。
40.具体的，第一相机和第一相机的每一者均为ccd工业相机。由于ccd工业相机具有拍摄速度快、帧率较高等优点，因此选用ccd工业相机可保证检测装置的检测效果。
41.具体的，检测装置还包括电控组件5，电控组件5包括工控机和plc模块，工控机和plc模块相连，第一相机和第二相机的每一者均与电控组件5相连。由此可将第一相机和第二相机采集后的图片输送给电控组件5，电控组件5接收第一相机和第二相机拍照图像并对图片进行图像显示和图像分析，从而实现螺栓接头的总高度、螺纹长度、螺纹大径、螺纹中径、螺纹小径、螺距、牙型半角的测量，以及端头直径和缺陷检测。
42.具体的，输送组件2、第一相机和第二相机的每一者均与电控组件5相连。从而通过输送组件2的运行速度或者运行节拍控制第一相机、90度环形光源32、第二相机和面形光源42开启或关闭，提高了检测装置的自动化程度。
43.具体的，检测装置还包括光电传感器，光电传感器设在支架1上且与电控组件5相连。具体地，光电传感器设在支架1的两个竖杆11上，当输油管穿过支架1下方时，光电传感器将发送信号给控制组件，控制组件将控制两个第一采集组件3和两个第二采集组件4进行信息采集。
44.具体的，检测装置还包括吸附组件（图中未示出），吸附组件与电控组件5相连，且设在支架1上，吸附组件包括电磁铁和伸缩杆。当工控机检测到螺栓接头和端头不合格时，将发送一警报指令到plc模块，plc模块可控制相应的装置将不合格被测油管抓取到不合格区。
45.可以理解的是，吸附组件也可以为机械手，由此通过机械手抓取不合格的输油管。
46.本实用新型实施例的检测装置工作过程如下：
47.（1）操作员将被测输油管放置到输送单元的定位板22的凹槽221内，开启输送组件2对输油管进行运输，当输送组件2到达被测工位（支架1下方）时候，光电传感器将电信号传递给电控组件5。
48.（2）电控组件5的plc模块接收到被测输油管已达到被测工位信号，将控制第一相机和第二相机开启，使得第一相机和第二相机抓取图像，第一相机和第二相机抓取的图像再传输到工控机中。
49.（3）电控组件5对图像进行处理和分析，实现螺栓接头的总高度、螺纹长度、螺纹大径、螺纹中径、螺纹小径、螺距、牙型半角等参数的测量，以及端头的直径和缺陷检测，通过将检测参数与标准件的参数比对，判断被测件是否合格，同时将被测件的全部参数存储到excel数据库中。
50.（4）当被测件不合格时，电控组件5将发送一警报指令到plc模块，plc模块将控制吸附装置将不合格被测油管抓取到不合格区，合格件则由输送组件2继续向前输送到合格区域。
51.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽
度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
52.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
53.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
54.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
55.在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
56.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。