本发明属于螺旋焊管管径测量技术领域，涉及一种基于双视觉传感器的螺旋焊管管线外径测量装置和方法。
背景技术：
伴随着国内外管道建设“大口径、厚壁、高钢级”的趋势，大口径螺旋焊管应用越来越广泛，其所占比重已经越来越大。在螺旋焊管生产行业中，均要求在成型阶段对钢管直径进行测量，以保证产品质量。目前，企业常用的管径测量方法是由人工测量，即采用卷尺进行测量。这种测量方式存在以下缺点：自动化程度低；测量结果受人为影响因素大；只能得到钢管管径的平均值；检测的频率低。
非接触式测量方法具有精度高、效率高、易于实现自动化等优点，逐渐受到青睐。专利号为cn201488707的实用新型，描述了一种螺旋焊管线钢管管径测量装置，采用激光传感器测量得到钢管内径，但是无法实现测量钢管外径的目的。专利号为zl201510098323.3的国家发明专利，描述了一种采用激光结构光配合视觉传感器检测钢管外径的装置和方法。对于管径椭圆度较大时，该方法不太适用。
技术实现要素：
根据背景技术所述，本发明的目的是提供一种结构简单、操作方便、测量准确的基于双视觉传感器的螺旋焊管管线外径测量装置。
本发明的目的是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种基于双视觉传感器的螺旋焊管管线外径测量装置，包括测量平台，在所述的测量平台上设有导轨，所述的导轨上设有四个能沿其来回移动的滑块，两个滑块位于被测螺旋焊管的一侧，另外两个滑块位于被测螺旋焊管的另一侧，在位于同一侧的两个滑块上，一个滑块上安装视觉传感器，另一个滑块上安装激光发生器；两个视觉传感器的中心光轴均与导轨中心线呈一定角度，两个激光发生器产生的激光平面与导轨中心线平行，靶标靶面垂直于导轨中心线。
优选的是，在所述测量平台的中央设有刻度尺。
优选的是，所述的视觉传感器、激光发生器均各自通过一个支架安装在相应的滑块上。
进一步的，第一视觉传感器安装在第一支架上，第二视觉传感器安装在第二支架上；第一激光发生器安装在第三支架上；第二激光发生器安装在第四支架上。第一视觉传感器和第一激光发生器位于被测螺旋焊管的一侧，第二视觉传感器和第二激光发生器位于被测螺旋焊管的另一侧。
优选的是，所述的测量装置通过导轨长度的选择、支架高度调整、滑块移动对管径范围为60-1420mm的螺旋焊管进行管线外径测量。
优选的是，位于被测螺旋焊管同一侧的视觉传感器的中心光轴和线激光发生器的中心光轴夹角α为20-70°。
优选的是，所述的线激光发生器是双平行激光线发生器。
优选的是，所述的视觉传感器、线激光发生器与被测管外侧垂直距离为300-600mm。
优选的是，本发明在使用之前通过一个靶标对视觉传感器、线激光发生器进行标定，靶标通过支座装配在测量平台上，并且可以拆卸。
优选的是，所述靶标采用15格×15格、每格的尺寸精确为10mm×10mm的制式。
本发明还提供了一种双视觉传感器的螺旋焊管管线外径测量方法，包括步骤如下：
(1)将待测螺旋管线放置在测量装置中间，测量平台保持水平，第一视觉传感器、第一线激光发生器放置在螺旋管管线的一侧，第二视觉传感器、第二线激光发生器放置在螺旋管管线的另一侧；
调整第三、四支架，使第一、第二线激光发生器的中心光轴与钢管的中心线保持在同一水平高度，并使其中心光轴垂直于钢管的中心线；
调整第一、二支架，使第一、第二视觉传感器的中心光轴与钢管的中心线成一定角度α，并与其保持在同一水平高度，同时使第一线激光发生器的激光平面与螺旋焊管相交的激光线在第一视觉传感器的视野内，使第二线激光发生器的激光平面与螺旋焊管相交的激光线在第二视觉传感器的视野内；
(2)将待测螺旋管线移出，将靶标放置在步骤(1)中待测螺旋管线所在位置，且靶标固定在第五支架上，调整第五支架高度，使第一视觉传感器的中心光轴与靶标的水平中心线在同一高度，移动第五滑块，使靶标靠近第一视觉传感器，微调第一视觉传感器，使第一视觉传感器能清楚的拍摄到第一线激光发生器照射到靶标上的激光线，拍摄此时的标定靶标图像；
将靶标向远离第一视觉传感器大方向移动设定的距离，再次拍摄靶标图像，按照设定的距离依次移动靶标，并拍摄标定靶标图像，获得多帧靶标图像，通过拍摄的系列图像可以对第一视觉传感器进行标定；
(3)按照步骤(2)所示的方法，对第二视觉传感器进行标定；
(4)当螺旋焊管的生产开始时，通过计算机上的图像拍摄软件同步控制第一视觉传感器、第二视觉传感器拍摄钢管图像；随着螺旋焊管的不断旋转，两个视觉传感器按照一定频率不断拍摄钢管不同位置时的图像，当钢管旋转一周时，将两个相机拍摄的所有图像作为同一组图像；
(5)根据第一视觉传感器、第二视觉传感器拍摄的同一时刻图像，分别进行图像处理，获得垂直面与螺旋焊管相切的两条母线，根据这两条母线，计算出螺旋焊管直径；当螺旋焊管旋转一周结束时，得到若干个螺旋焊管不同位置的管径数据，通过取平均值去除误差的方式确定螺旋焊管的平均管径，同时可以对不同位置管径数据的差异进行分析，得到螺旋焊管的椭圆度信息。
本发明相对于现有技术的有益效果在于：
1.本发明改变了原先的人工测量方式，可以自动获得螺旋焊管的外径及椭圆度数据，相比手工测量更精确、效率更高，同时所得数据可以自动存储，以供数据追溯。
2.采用了两平行面与管相切的两母线的距离即为管直径的测量原理，钢管上下左右摆动以及钢管椭圆度几乎对测量精度没有影响。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明在工作状态的结构示意图。
图2为本发明在标定状态的结构示意图。
图中，1测量平台，2导轨，3标靶，4刻度尺，5第一视觉传感器，6第二视觉传感器，7第一线激光发生器，8第二线激光发生器。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
为了解决现有技术中存在的技术问题，本申请提出了一种基于双视觉传感器的螺旋焊管管线外径测量装置和方法。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1、2所示，一种基于双视觉传感器的螺旋焊管管线外径测量装置，包括测量平台1，导轨2，靶标3，刻度尺4，第一视觉传感器5，第二视觉传感器6，第一线激光发生器7，第二线激光发生器8，第一支架，第二支架，第三支架，第四支架，第五支架，第一滑块，第二滑块，第三滑块，第四滑块，第五滑块。
导轨2固定测量平台1上，刻度尺4固定于测量平台1中央，第一视觉传感器5固定在第一支架上，第一支架固定于第一滑块上，第二视觉传感器6固定在第二支架上，第二支架固定于第二滑块上，第一线激光发生器7固定在第三支架上，第三支架固定于第三滑块上，第二线激光发生器8固定在第四支架上，第四支架固定于第四滑块上、靶标3固定在第五支架上，第五支架固定于第五滑块上。第一视觉传感器5、第二视觉传感器6的中心光轴均与导轨2中心线呈一定角度，第一线激光发生器7、第二线激光发生器8产生的激光平面与导轨2中心线平行，靶标3靶面垂直于导轨2中心线。
优选的是，所述的第一视觉传感器5的中心光轴和第一线激光发生器7的中心光轴夹角α为20-70°。
优选的是，所述的第一视觉传感器6的中心光轴和第二线激光发生器8的中心光轴夹角α为20-70°。
优选的是，所述的第一线激光发生器7和第二线激光发生器8均是双平行激光线发生器。
优选的是，所述的第一视觉传感器5和第一线激光发生器7与被测管外侧垂直距离为300-600mm。
优选的是，所述的第一视觉传感器6和第二线激光发生器8与被测管外侧垂直距离为300-600mm。
优选的是，所述的靶标3通过支座装配在测量平台1上，并且可以拆卸。靶标3采用15格×15格、每格的尺寸精确为10mm×10mm的制式。
优选的是，所述的测量装置通过导轨2长度的选择、支架高度调整、滑块移动可以对管径范围为60-1420mm的螺旋焊管进行管线外径测量。
本发明还提供了一种双视觉传感器的螺旋焊管管线外径测量方法，包括步骤如下：
(1)将待测螺旋管线放置在测量装置中间，测量平台1保持水平，第一视觉传感器5、第一线激光发生器7放置在螺旋管管线的一侧，第一视觉传感器6、第二线激光发生器8放置在螺旋管管线的另一侧，调整第三支架，使第一线激光发生器7的中心光轴与钢管的中心线保持在同一水平高度，并使其中心光轴垂直于钢管的中心线，调整第四支架，使第二线激光发生器8的中心光轴与钢管的中心线保持在同一水平高度，并使其中心光轴垂直于钢管的中心线。调整第一支架9，使第一视觉传感器5的中心光轴与钢管的中心线成一定角度α，并与其保持在同一水平高度，同时使第一线激光发生器7的激光平面与螺旋焊管相交的激光线在第一视觉传感器5的视野内，调整第二支架，使第一视觉传感器6的中心光轴与钢管的中心线成一定角度α，并与其保持在同一水平高度，同时使第二线激光发生器8的激光平面与螺旋焊管相交的激光线在第一视觉传感器6的视野内；
(2)将待测螺旋管线移出，将靶标3放置在步骤(1)中待测螺旋管线所在位置，且靶标固定在第五支架上，，固定在第五支架上，调整第五支架高度，使第一视觉传感器5的中心光轴与靶标3的水平中心线在同一高度，移动第五滑块18，使靶标3靠近第一视觉传感器5，微调第一视觉传感器5，使第一视觉传感器5能清楚的拍摄到第一线激光发生器7照射到靶标3上的激光线，拍摄此时的标定靶标3图像。将靶标3向远离第一视觉传感器5大方向移动5mm，再次拍摄靶标3图像，依次移动靶标3，移动距离为5mm，并拍摄标定靶标3图像，获得多帧靶标3图像，通过拍摄的图像可以对第一视觉传感器5进行标定；
(2)移动第五滑块，使靶标3靠近第一视觉传感器6，微调第一视觉传感器6，使第一视觉传感器6能清楚的拍摄到第二线激光发生器8照射到靶标3上的激光线，拍摄下此时的标定靶标3图像。将靶标3移动5mm，再次拍摄靶标3图像，依次移动靶标3，移动距离为5mm，并拍摄标定靶标3图像，获得多帧靶标3图像，通过拍摄的系列图像可以对第一视觉传感器6进行标定；
(4)当螺旋焊管的生产开始时，通过计算机上的图像拍摄软件同步控制第一视觉传感器5、第一视觉传感器6拍摄钢管图像。随着螺旋焊管的不断旋转，两个视觉传感器按照一定频率不断拍摄钢管不同位置时的图像，当钢管旋转一周时，将两个相机拍摄的所有图像作为同一组图像；
(5)根据第一视觉传感器5、第一视觉传感器6拍摄的同一时刻图像，分别进行图像处理，获得垂直面与螺旋焊管相切的两条母线，根据这两条母线，计算出螺旋焊管直径。当螺旋焊管旋转一周结束时，得到若干个螺旋焊管不同位置的管径数据，通过取平均值去除误差的方式确定螺旋焊管的平均管径，同时可以对不同位置管径数据的差异进行分析，得到螺旋焊管的椭圆度信息。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。