一种金属管渗漏自动检测系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种金属管渗漏自动检测系统及其检测方法，涉及金属管检测装置【技术领域】。包括PLC控制器、工控计算机、位置传感器、管径识别系统、变频器、托辊电机、位置检测编码器、CCD相机和托辊。所述工控计算机与所述PLC控制器双向连接，所述管径识别系统、位置传感器和位置检测编码器与PLC控制器的输入端电连接，托辊电机通过变频器与所述PLC控制器的输出端电连接，所述CCD相机与工控计算机电连接，所述托辊电机通过托辊机构带动待检金属管转动。所述系统能实现混管渗漏检测，提高工作效率，降低废品率。
【专利说明】一种金属管渗漏自动检测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属管检测【技术领域】，尤其涉及一种金属管渗漏(工业上俗称发汗)的自动检测系统。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，金属管水压渗漏检测判断为人工操作，在渗漏检测工位设置两个岗位工进行人工目测判断，主要判断依据为人工观察水压试验机压力是否快速下降和管身是否有明显的水痕，对于检测管身渗漏严重的管子，岗位人员容易发现并做出识别判断，但对于水压渗漏检测时管身只有稍微渗漏的金属管，由于光线、视角等原因，岗位工人则不容易观察到，或者遗漏检测某些部位，这样就会存在个别金属管在此工位未被判废而进入到下一道工序的问题，从而影响金属管的质量。
[0003]CO) (Charge Coupled Device)工业相机相比民用相机,具有更高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力，能够进行图像数据的实时采集，结合图像处理与识别技术，CXD工业相机被广泛应用于工业现场实行实时监测与控制，可以大大提高生产效率和节省人力成本。
[0004]如日本专利文献JP3156764U已公开了将CXD工业相机应用于金属管渗漏检测的技术方案，其中，金属管的传送方向为沿金属管轴向X方向进行，并在垂直于管轴的面上沿着金属管的周向均匀布置了四个CCD相机图像采集点，以使管身通身的取像角度能够被全面覆盖。这种检测方案实现了自动化检测，但是还存在如下的一些技术缺陷:一是不能自动适应多种不同管径的渗漏检测要求，当管径较大时，由于金属管仅沿轴向匀速运动，四台CCD相机可能不足以全面覆盖金属管的周身取像角度，从而面临着调整成像部件与金属管之间的距离以保证多个相机能够覆盖到金属管的全部表面的问题，甚至还需要增加CCD相机，以保证取像能够全面覆盖金属管表面；二是金属管的铸造现场工作环境通常比较恶劣，而且生产空间十分有限，新增设备必将影响已有生产线的布局，不论是沿着金属管的周身均匀设置四个CCD相机图像采集点，还是如上所述增加到四个以上的CCD相机图像采集点，都存在生产线调整的问题；三是采用多个CCD相机成本较高，对设备的控制、以及对数据处理的工作量也相应加大了。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种金属管渗漏自动检测系统和方法，所述系统能够自动检测判断金属管是否具有渗漏点，检测范围能够覆盖金属管管身的全部表面，确保了金属管的质量，降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。
[0006]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:
一种金属管渗漏自动检测系统，包括电气控制部分、管身图像采集部分和管径识别系统，所述管径识别系统用于检测金属管的管径，并将管径信息传送至所述电气控制部分，所述电气控制部分根据管径大小使金属管按照预设的速度旋转，所述图像采集部分根据管径大小按照预设的拍照次数对金属管周身图像进行采集，同时通过图像对比处理技术来判断管身哪些位置出现渗漏。
[0007]进一步地，所述管渗漏自动检测系统包括PLC控制器、工控计算机、CXD相机，工控计算机与所述PLC控制器双向连接，C⑶相机与工控计算机电连接，还包括位置传感器、管径识别系统、变频器、托辊电机、位置检测编码器和托辊，管径识别系统、位置传感器和位置检测编码器与PLC控制器的电连接，托辊电机通过变频器与所述PLC控制器电连接，所述托辊电机与托辊固定连接，托辊带动待检测金属管转动，位置检测编码器与托辊同轴，用以检测金属管的旋转角度，PLC控制器根据管径识别系统识别的金属管的管径以及位置编码器检测的金属管的旋转角度对变频器进行控制。
[0008]进一步地，所述PLC控制器与所述管径识别系统电连接，根据所述管径识别系统识别的金属管管径以及所述位置检测编码器检测的金属管旋转角度对所述变频器进行控制。
[0009]进一步地,一个以上所述(XD相机位于待检测金属管的正上方。
[0010]进一步地，所述管径识别系统位于所述待检测金属管的左侧或右侧。
[0011]进一步地，所述托辊设有两组，分别支承金属管的两端，每组托辊包括两个托辊，所述位置传感器位于两个托辊之间，所述位置检测编码器固定在所述托辊上。
[0012]本发明提出的一种金属管渗漏自动检测方法是按照如下步骤实现的:当待检测金属管进入到渗漏检测工位时，位置传感器把检测到的有管信号输入到PLC控制器；在检测到渗漏检测工位已经有金属管时，PLC控制器控制管径识别系统启动，把管径识别系统检测到的管径信号传递到PLC控制器；在识别出管径信息后，PLC控制器中的程序延时一定的时间后给工控计算机一个信号，工控计算机收到此信号后驱动CCD相机拍摄一组金属管通身图片；在给金属管通身拍摄完第一组照片后，PLC控制器驱动托辊电机旋转，使不同管径的金属管按照不同的速度匀速旋转，速度调节控制由变频器实现。
[0013]在旋转360度过程中，CCD相机拍摄多组照片，旋转角度检测通过与托辊同轴的位置检测编码器检测，托辊与待检测金属管为点接触，防止旋转的托辊对金属管的外周造成擦痕，干扰检测结果。工控计算机运用图像处理软件对金属管水压试验后拍摄的照片进行分析，根据图像软件对数据进行处理，如果金属管管身出现渗漏，在工业计算机显示屏上自动标示出漏水部位并发出报警信号，记录渗漏信息，如金属管未出现渗漏就判定为合格。
[0014]所述系统包括电气控制部分及数据采集部分，数据采集部分包括工控计算机，工控计算机通过CCD相机采集金属管的数据并通过工控计算机中的软件进行数据处理，电气控制部分采用PLC控制器及传感器实现，所述系统能够自动检测判断金属管是否具有渗漏点，提高了金属管的质量，降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0016]图1是本发明金属管渗漏自动检测系统的控制结构示意图；
图2是本发明金属管渗漏自动检测系统中金属管右视图；
其中:1、PLC控制器2、工控计算机3、位置传感器4、管径识别系统5、变频器6、托棍电机7、位置检测编码器8、(XD相机9、待检测金属管10、托棍机构。【具体实施方式】
[0017]如图1所示，一种金属管渗漏自动检测系统，包括PLC控制器1、工控计算机2、位置传感器3、管径识别系统4、变频器5、托辊电机6、位置检测编码器7、CXD相机8和托辊机构10。所述工控计算机2与所述PLC控制器I双向连接，管径识别系统4、位置传感器3和位置检测编码器7与PLC控制器I电连接，托辊电机6通过变频器5与所述PLC控制器I的输出端电连接，所述CCD相机8与工控计算机2电连接，所述托辊电机6与托辊机构10固定连接，托辊机构10带动待检测金属管9转动。
[0018]优选地，为了拍照方便，所述CXD相机8位于待检测金属管9的正上方，用来拍摄金属管检测实验前与实验后的管身图像。由于CCD相机在金属管轴向上的拍摄范围有限，因此安装CCD相机的个数根据金属管的长度确定，当管身完全落在一个CCD相机拍摄采样范围内时，仅启动一个CCD相机工作即可。所述管径识别系统4位于所述待检测金属管9的左侧或右侧，用于识别管径的信息。所述托辊机构10设有两组，每组两个，所述位置传感器3位于两个托辊之间，所述位置检测编码器7固定在所述托辊机构10上，托辊电机6带动托辊机构10转动，托辊机构10带动待检测金属管9转动，当待检测金属管9放到两组托辊机构10之间时，位置传感器3感知到金属管9已放置好，将相关信息传送给PLC控制器
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[0019]如图2所示，每组托辊机构10位于所述待检测金属管9的两端，所述托辊机构10与待检测金属管9的两个端部形成点接触，用以减少托辊在旋转过程中对金属管身外周的磨损，进而避免影响到为检测渗漏所作的图象识别。
[0020]所述系统的工作流程如下:
(1)在完成水压试验后，待检测金属管9进入到渗漏检测工位，位置传感器3把检测到的有管信号传送到PLC控制器I ;
(2)在检测到渗漏检测工位已经有金属管时，PLC控制器I控制管径识别系统4启动，把管径识别系统4检测到的管径信号传送到PLC控制器I ;
(3)在识别出管径信息后，PLC控制器I中的程序延时一定的时间后给工控计算机2—个信号，工控计算机2收到此信号后驱动CXD相机8拍摄一组金属管通身照片；
(4)在给金属管9通身拍摄完第一组照片后，PLC控制器I驱动托辊电机6旋转，根据管径识别系统4检测的管径，PLC控制器针对不同管径的金属管驱动托辊电机6按照设定的旋转速度匀速转动金属管9，速度调节控制由变频器5实现；在360度的匀速旋转过程中，CXD相机在工控计算机2控制下，根据管径拍摄几组照片，旋转角度检测通过与托辊机构10同轴的位置检测编码器7检测实现。由于托辊机构10的旋转速度和CCD相机的拍摄次数都与管径相匹配，因此，能够在最少拍摄次数下有效检测金属管的渗漏情况。
[0021](5)在CXD相机拍摄的同时，工控计算机运用图像处理软件对金属管水压试验后拍摄的照片进行处理，运用图像处理方法对数据进行分析，如果金属管管身出现渗漏，在工业计算机显示屏上自动标示出漏水部位并发出报警信号，记录渗漏信息，如金属管未出现渗漏就判定为合格。工控计算机中的图像处理软件根据着色、色度、反光率、折光率等存在差异的原理，来识别利用CXD相机成像拍摄的金属管管身是否有渗漏情况。
[0022](6)金属管在完成一周旋转渗漏检测后，进入下一个工位。[0023]所述系统包括电气控制部分及数据采集部分，数据采集部分包括工控计算机，工控计算机通过CCD相机采集金属管的管身图像数据，并通过工控计算机中的图像处理软件进行数据处理。电气控制部分采用PLC控制器及传感器实现，所述系统能够自动检测判断金属管是否具有渗漏点，确保了金属管的质量，降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。
[0024]本文中应用了具体实施个例对本发明的原理及其实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用来帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也将落入本发明权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种金属管渗漏自动检测系统，包括电气控制部分(1，3，5，6，7，10)和管身图像采集部分(2，8)，其特征在于，还包括管径识别系统(4)，所述管径识别系统(4)用于检测金属管的管径，并将管径信息传送至所述电气控制部分，所述电气控制部分根据管径大小使金属管按照预设的速度旋转，所述图像采集部分根据管径大小按照预设的拍照频率对采集金属管周身图像，同时通过图像处理判断管身渗漏部位。
2.如权利要求1所述的金属管渗漏自动检测系统，其特征在于所述电气控制部分包括PLC控制器(I)、位置传感器(3)、位置检测编码器(7)、变频器(5)、托辊电机(6)和托辊机构(10 )，所述位置传感器(3 )和所述位置检测编码器(7 )与PLC控制器(I)电连接，所述托辊电机(6 )通过所述变频器(5 )与PLC控制器(I)电连接，所述托辊电机(6 )通过托辊机构(10)驱动金属管转动。
3.如权利要求2所述的金属管渗漏自动检测系统，其特征在于所述PLC控制器(I)与所述管径识别系统(4)电连接，根据所述管径识别系统(4)识别的金属管管径以及所述位置检测编码器(7)检测的金属管旋转角度对所述变频器(5)进行控制。
4.如权利要求1所述的金属管渗漏自动检测系统，其特征在于所述图像采集部分(2，8 )包括工控计算机(2 )和CXD相机(8 )。
5.如权利要求4所述的金属管渗漏自动检测系统，其特征在于所述工控计算机(2)在所述CCD相机(8)采集图像的同时进行图像处理并记录检测信息。
6.如权利要求3所述的金属管渗漏自动检测系统，其特征在于，所述PLC控制器(I)控制所述托辊电机(6)以预设的速度驱动金属管匀速旋转。
7.如权利要求5所述的金属管渗漏自动检测系统，其特征在于一个以上所述CCD相机(8)布置于渗漏检测工位的正上方。
8.如权利要求1所述的金属管渗漏自动检测系统，其特征在于所述管径识别系统(4)位于待检测金属管的左侧或右侧。
9.如权利要求2所述的金属管渗漏自动检测系统，其特征在于所述托辊机构(10)设有两组，一组包括两个托辊，所述位置传感器(3)位于两组托辊机构(10)之间，所述位置检测编码器(7)与托辊机构(10)的单体托辊同轴安装。
10.一种金属管渗漏自动检测方法，其包括如下检测步骤: a.位置传感器(3)检测金属管是否进入渗漏检测工位； b.若金属管到位，PLC控制器(I)启动管径识别系统(4)，所述管径识别系统(4)将管径信息传送到所述PLC控制器(I)中； c.所述PLC控制器(I)根据管径大小按照预设转速驱动托辊电机(6)转动，托辊电机通过托棍机构(10)转动金属管； d.在向托辊电机(6)发出驱动指令同时，所述PLC控制器(I)向工控计算机(2)发送指令，所述工控计算机(2)收到指令后启动CCD相机按照与管径大小匹配的预定频率拍摄管身照片，所述工控计算机(2)同步开始处理图像，判断是否有渗漏情况； e.若有渗漏，所述工控计算机(2)在管身照片图像上标示出渗漏部位并发出报警信号。
【文档编号】G01M3/36GK103471793SQ201310420734
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】张同波, 李军, 陈江涛, 刘志毅, 冯永刚, 闫现臣, 孔国滨 申请人:新兴铸管股份有限公司