[发明专利]弯管焊缝缺陷的自动检测装置及其自动检测方法

说明书

本公开提供了一种弯管焊缝缺陷的自动检测装置及其自动检测方法，自动检测装置包括：探头组件、工业机器人、水平移动单元、测距仪和控制单元。自动检测装置包括至少一组探头组件，每组探头组件包括分布在焊缝两侧的两个探头组件，每个探头组件包括探头、第一支撑单元、第一驱动组件和第二驱动组件。自动检测方法包括步骤：运入自动检测装置检测范围；获得位置信息并运动至初始检测位置；获得形状信息后运动至弯管的焊缝位置；驱动两个探头贴紧弯管的焊缝两侧；预设检测路线；驱动探头组件完成检测。本公开的弯管焊缝缺陷的自动检测装置及其自动检测方法，省去人力并减少人为因素的检测误差，可以实现高效率、高重复性、高覆盖率的检测效果。

技术领域

本公开涉及弯管检测技术领域，具体来讲，涉及一种能够实现对弯管焊缝缺陷自动检测的装置及其方法。

背景技术

随着能源与油气资源的进一步开发使用，管道运输在石油、化工和天然气等领域应用广泛。尤其在我国西气东送工程中，管道运输起着重要的作用。据不完全统计，截止2016年，本国采用油气管道运输线路的距离就已经达到17多万公里。

管道在焊接时，焊接件受生产设备和生产工艺的影响可能会出现外观缺陷和内部缺陷，例如焊瘤、咬边、焊接变形和凹陷等外观缺陷能够直接通过肉眼识别，但是像未熔合、未焊透、裂纹、条形缺陷，圆形缺陷，夹钨/夹铜等内部缺陷需要通过无损检测技术辨别。而这些内部缺陷会极大地影响管道的使用性能，焊接的失效轻则在日常的应用过程中易发生腐蚀，疲劳破坏，重则导致管道泄漏，造成安全事故事件的发生。因此，需要寻找一种检测快速、操作简单、经济高效的检测技术定期、实时地对管道安全进行检测，为人类的生产生活保驾护航。

常规方法是采用表面波探头和大角度纵波探头对弯管焊缝的缺陷进行检测，效率低下、人力耗费巨大且检测结果不理想。

发明内容

本公开的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本公开提供了一种弯管焊缝缺陷的自动检测装置，能够代替人工检测，降低人力成本，排除了人工因素对测量、分析结果的影响，极大地提升了检测的可重复性。

为了实现上述目的，本公开一方面提供了一种弯管焊缝缺陷的自动检测装置，自动检测装置包括：探头组件，用于检测弯管焊缝的缺陷；面结构光扫描仪，用于扫描弯管的形状；工业机器人，连接到探头组件，用于驱动探头组件相对于弯管沿着竖直方向上下移动以及驱动探头组件旋转；水平移动单元，连接到工业机器人，用于驱动工业机器人在水平方向上前后左右移动；测距仪，连接到水平移动单元，用于检测与弯管的距离以及工业机器人的距离；以及控制单元，被配置为接收测距仪的检测数据以及面结构光扫描仪的扫描数据，来控制水平移动单元和工业机器人，以调整探头组件相对于弯管的位置。

在本公开的一个示例性实施例中，自动检测装置可包括至少一组探头组件，每组探头组件包括分布在焊缝两侧的两个探头组件，每个探头组件可包括：探头，与弯管表面贴合，以检测弯管焊缝的缺陷；第一支撑单元，支撑探头；第一驱动组件，用于驱动第一支撑单元沿靠近或远离弯管管体的第一方向运动，以使得探头靠近或远离弯管焊缝；以及第二驱动组件，用于驱动第一驱动组件沿垂直于第一方向的第二方向运动，以使得探头靠近或远离两个探头组件中的另一探头。

在本公开的一个示例性实施例中，第一驱动组件和第二驱动组件可为滑台气缸。

在本公开的一个示例性实施例中，第一支撑单元可包括：竖直支撑板，沿第一方向布置并且竖直支撑板的一侧通过滑轨组件安装在第一驱动组件上；和支架，探头通过支架连接到竖直支撑板的另一侧；其中，滑轨组件包括：导轨，形成在竖直支撑板和第一驱动组件中的一者上并沿第一方向延伸；和轨道槽，形成在竖直支撑板和第一驱动组件中的另一者上并且能够相对于导轨移动。

在本公开的一个示例性实施例中，支架与探头通过第一旋转轴可转动地连接，并且支架通过第二旋转轴可转动地连接到竖直支撑板的另一侧上，第一旋转轴在第三方向延伸，第三方向垂直于第一方向和第二方向，第二旋转轴在第二方向延伸。