[实用新型]一种新型的三目视觉测量高频焊接外毛刺形态实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器视觉及焊管领域，特别涉及一种新型的三目视觉测量高频焊接外毛刺形态实验装置。

背景技术

目前，许多焊管厂都是经验丰富的工人通过观察毛刺的大概形态来调整焊接功率，从而控制焊接质量。然而工作人员控制焊接质量往往会产生经验上的偏差，难以保障高端焊管产品的生产，无法满足恶劣条件对焊管质量的稳定性的需求。机器视觉是用机器代替人眼来做测量和判断，是人工智能正在快速发展的一个分支。现3D测量原理主要分为激光三角测量法原理和双目立体视觉法原理。激光三角测量法原理是利用相机拍摄投射在物体表面的激光线，激光线的偏折根据三角关系进行解算像素坐标信息。双目立体视觉法原理是通过两台相机拍摄相同位置，根据视差原理，利用相似三角形，可以计算出物体的高度。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种新型的三目视觉测量高频焊接外毛刺形态实验装置。

本实用新型所采用的技术方案是：一种新型的三目视觉测量高频焊接外毛刺形态实验装置，包括CCD摄像机、电极、滚珠丝杠进给机构和高频电流及其输出装置等，其特征在于，板坯通过螺钉与所述滚珠丝杠进给机构相连，所述板坯另一端由支撑块A支撑，所述滚珠丝杠进给机构由支撑块B支撑，所述两支撑块都固定在地面上，一对轧辊与所述板坯两侧接触，两个所述电极以焊缝处为中心线靠近板坯V型开口角与所述板坯接触，所述高频电流及其输出装置与所述电极连接，固定架通过螺钉固定在所述支撑块A上，支架固定在所述固定架上，3台所述CCD摄像机通过螺栓安装在所述支架上。所述板坯V型开口角处有一块仿形的三角块固定在所述支撑块A上。

3台CCD摄像机可以调整拍摄角度，工作时，两侧的CCD摄像机实时拍摄在焊接过程中外毛刺形态的变化，根据视差原理，利用相似三角形，可以测量出外毛刺的三维模型，中间的CCD摄像机拍摄焊后板坯的宽度，既可以精确控制轧辊的挤压量，同时在三维成像中起到比例尺的作用。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.实现了ERW钢管焊接过程的机械智能化，节省劳动力成本；

2.能够精确控制轧辊的挤压量；

3.三目视觉的方法优化了三维成像的算法。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

图1是三目视觉测量的原理图；

图2是本装置的结构简图。

图1中1-滚珠丝杠进给机构，2-螺钉，3-板坯，4-轧辊，5-高频电流及其输出装置，6-固定架，7-CCD摄像机，8-螺栓，9-支架，10-螺钉，11-支撑块A，12-电极，13-三角块，14-支撑块B，15-地面。

具体实施方式

图1是三目视觉测量的原理图。根据双目测量的原理：

(T-(x^l-x^r))/(Z-f)＝T/Z

可得：Z＝fT/(x^l-x^r)

本实验装置再用一个摄像机作为比例尺：k＝L_实际/L_c,L_实际代表实际的长度，L_c代表测量的长度。这样可以优化在三维成像的算法，同时可以精确控制轧辊的挤压量。

如图2所示，支撑块A11和支撑块B14固定在地面15上，使板坯3两端保持水平。滚珠丝杠进给机构1固定在支撑块B14上，板坯3一端通过4颗螺钉2与滚珠丝杠进给机构1连接，另一端放置在支撑块B14上，滚珠丝杠进给机构1可以带着板坯3背离支撑块A11方向运动。轧辊4位于板坯3两侧，且靠近焊接点，在焊接过程中可以调节挤压量。在板坯3的V型开口角边缘对称放置了两个电极12，高频电流及其输出装置5直接连在电极12上，电流在高频电流及其输出装置5、两个电极12和板坯3的V型开口角边缘形成闭环回路。板坯3的V型开口角处有一块仿形的三角块13固定在所述支撑块A11上，保证焊接外毛刺的连续产生。固定架6通过4个螺钉10固定在支撑块A11上，支架9固定在固定架6上。3台CCD摄像机7通过螺栓8安装在支架9上，在螺栓8压紧前CCD摄像机7可以调整拍摄角度。工作时，位于两侧的CCD摄像机7实时拍摄在焊接过程中外毛刺形态的变化，根据视差原理，利用相似三角形，可以测量出外毛刺的三维模型，中间的CCD摄像机7拍摄焊后板坯的宽度，既可以精确控制轧辊的挤压量，同时在三维成像中起到比例尺的作用，优化了三维成像的算法。