[发明专利]复杂焊缝外观质量自动检测方法及装置

说明书

本发明涉及一种复杂焊缝外观质量自动检测方法及装置，属于激光检测领域。由工业计算机进行控制，采用工业机器人带动二维激光测距传感器在复杂焊缝表面进行多次多角度的全覆盖扫描检测，并通过坐标变换、数据缝合等过程的处理，完成对复杂焊缝的检测与评估。适用于各种尺寸、形状的复杂焊缝的外观质量检测，主要针对于普通非接触式检测方法无法直接进行自动检测，传感器一次扫描无法获取焊缝表面全部的轮廓信息，需进行两次甚至两次以上的扫描来完成检测的焊缝，如环焊缝、T型焊缝、十字焊缝等。本发明结构简单、方法新颖，提高检测效率的同时也保证了检测精度。

技术领域

本发明涉及激光检测领域，特别涉及焊缝外观质量检测领域，尤指一种基于二维激光测距传感器的非接触式的复杂焊缝外观质量自动检测方法及装置。适用于各种尺寸、形状的复杂焊缝的外观质量检测，主要针对于普通非接触式检测方法无法直接进行自动检测，传感器一次扫描无法获取焊缝表面全部的轮廓信息，需进行两次甚至两次以上的扫描来完成检测的焊缝，如环焊缝、T型焊缝、十字焊缝等。

背景技术

近年来，随着我国工业化进程的不断加快，对制造业产品质量的要求日益提高。焊接技术作为发展比较成熟的材料加工工艺，应用十分广泛，已经成为我国制造业领域中的重要一环。因此，在焊接产品中，焊缝的质量从根本上影响甚至决定了整个产品的最终质量，在焊后对焊缝质量进行检测是焊接生产中必不可少的环节。

常见的焊缝检测方法分为两种，分别是内部质量检测和外观质量检测。到目前为止，焊缝外观质量检测大部分仍由技术人员使用手工检测仪用肉眼进行观察，如量规、量尺、低倍放大镜和焊缝检测尺等。以上传统的焊缝外观质量检测方法不仅工作量大、耗时长，而且检测结果的准确性低，并且很大程度上依赖于工作人员的主观判断。因此，这势必会降低焊接的生产效率以及产品的合格率，不利于当今自动化的发展趋势。除此之外，焊缝检测尺的长时间使用还会造成一定程度的磨损，降低了检测结果的准确度。

随着科学技术的不断进步，对焊接产品质量的要求越来越高，传统的焊缝外观质量检测手段已无法满足当今焊接生产的需求。因此，对焊缝外观质量进行自动化、智能化的检测成为了解决问题的关键点。非接触式测量技术以其精确、高效、智能以及不损伤工件等优点逐渐走进人们的视野，成为当前焊缝外观检测技术的主流。

非接触式测量技术的种类多样，其中主要包括：超声波检测、红外检测、光电测量、激光全息干涉测量、双目立体视觉测量等技术。以上技术大多以光学、声学等理论为核心，原理不尽相同，但都是在不接触被测量工件的前提下，准确、快速的获取被测物体的表面信息。其中，以激光三角法为典型的光电测量技术已经成为焊缝质量检测领域中发展最快、优势最大的检测技术。可以预见，这种高度自动化、智能化的非接触式测量技术将成为未来焊缝质量检测领域的主要测量方法。

目前，工业领域中存在一些常见的复杂焊缝，如环焊缝、T型焊缝、十字焊缝等，这类焊缝因为其形状结构的复杂性，使用现有的检测手段不能完成对此类焊缝的外观质量检测。因此，开发一种基于非接触式测量技术的复杂焊缝外观质量自动检测方法及装置十分必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复杂焊缝外观质量自动检测方法及装置，解决了工业领域中常见复杂焊缝外观质量检测手段少、精度低、耗时长等问题，填补了复杂焊缝外观质量自动检测技术的空白。其对焊接产品中的复杂焊缝外观质量可实现自动化、智能化的检测，同时根据获取的焊缝表面轮廓数据，以及计算机拟合出的焊缝轮廓图像，与现有的标准焊缝库进行对比，达到对焊缝外观质量的定量化评估。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

复杂焊缝外观质量自动检测方法，由工业计算机进行控制，采用工业机器人带动二维激光测距传感器在复杂焊缝表面进行多次多角度的全覆盖扫描检测，并通过坐标变换、数据缝合等过程的处理，完成对复杂焊缝的检测与评估，具体包括以下步骤：

步骤一、设备安装：

(1.1)安装并固定工业机器人，将被测复杂焊缝放置于工业机器人的工作范围之内；