【摘要】：供熱、供氣、原油輸送的長(zhǎng)輸管線野外鋪設(shè)時(shí),需要管工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行管道組對(duì)、定位后,才能焊接。管道管口組對(duì)時(shí),由于管口加工質(zhì)量、現(xiàn)場(chǎng)施工條件等限制,使組對(duì)形成的焊口,易出現(xiàn)錯(cuò)邊、間隙不均、間隙過大等問題。首先,管口組對(duì)時(shí)錯(cuò)邊與間隙影響后續(xù)焊接過程實(shí)現(xiàn)的難易程度。同時(shí)管口組對(duì)時(shí)錯(cuò)邊與間隙是焊后形成焊縫中出現(xiàn)未焊透、夾渣、條形缺陷的主要原因。其次,管口組對(duì)時(shí)人工借助工具尺以抽檢的方式檢測(cè)某些部位,缺少一個(gè)快捷的、準(zhǔn)確的檢測(cè)手段。為此,提出了一種計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)量出間隙量、錯(cuò)邊量,以間隙、錯(cuò)邊情況的評(píng)價(jià)指標(biāo)為依據(jù),實(shí)現(xiàn)管口組對(duì)質(zhì)量的在線評(píng)判方法。主要開展的研究工作如下:(1)搭建了一套管道焊口輪廓自動(dòng)檢測(cè)的激光視覺系統(tǒng)。系統(tǒng)采用線激光為主動(dòng)光源,通過行走小車在軌道上的移動(dòng),完成激光條紋在焊口輪廓上的連續(xù)掃描。攝像機(jī)將采集到一系列條紋圖像,上傳到計(jì)算機(jī),系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)的程序處理,可獲得焊口輪廓的視覺信息。(2)焊口輪廓與條紋視覺圖像的相關(guān)性分析。大量的焊口輪廓變化情況與條紋圖像特征比對(duì)分析表明,焊口間隙、錯(cuò)邊的變化使條紋圖像發(fā)生畸變,畸變程度與間隙量、錯(cuò)邊量密切相關(guān),激光條紋圖像特征跟隨了管道對(duì)口的變化情況,激光條紋圖像可以作為表征焊口輪廓幾何特征的信息源。(3)錯(cuò)邊量與間隙量檢測(cè)算法的建立。首先,通過減少定義域與裁剪算子獲得感興趣區(qū)域,采用emphasize算子與平均曲率流算子對(duì)條紋圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理,利用auto_threshold算子實(shí)現(xiàn)了條紋圖像的分割。在此基礎(chǔ)上,采用開運(yùn)算、閉運(yùn)算形態(tài)學(xué)方法對(duì)分割出的條紋圖像進(jìn)行去除毛刺及填補(bǔ)凹角點(diǎn)的處理,采用hilditch并行與串行相結(jié)合的經(jīng)典算法對(duì)條紋圖像進(jìn)行骨骼化處理,獲得了單一像素寬度的條紋圖像。其次,為了獲得更為精確的條紋圖像坐標(biāo),將單一像素的條紋骨骼框架轉(zhuǎn)換為亞像素輪廓,采用輪廓點(diǎn)亞像素坐標(biāo)作為條紋在成像坐標(biāo)系中的點(diǎn)坐標(biāo)。最后,利用拐點(diǎn)、斷點(diǎn)與間隙量、錯(cuò)邊量幾何關(guān)系,建立了焊口間隙量與錯(cuò)邊量的檢測(cè)算法。實(shí)際結(jié)果表明,錯(cuò)邊量、間隙量視覺檢測(cè)結(jié)果可以替代人工測(cè)量值。(4)管道管口組對(duì)質(zhì)量評(píng)判方法的建立。管口組對(duì)時(shí),以平均間隙mG、最小間隙minG、最大間隙maxG的三個(gè)測(cè)量值,分別與期望間隙值0G的差值作為判據(jù),實(shí)現(xiàn)了管口組對(duì)間隙的評(píng)判。以平均錯(cuò)邊mW、最小錯(cuò)邊minW與最大錯(cuò)邊maxW的三個(gè)測(cè)量值,分別與最大允許錯(cuò)邊值0W的差值作為判據(jù),實(shí)現(xiàn)了管口組對(duì)錯(cuò)邊的評(píng)判。驗(yàn)證結(jié)果表明,采用評(píng)價(jià)指標(biāo)為依據(jù)的管口組對(duì)間隙、錯(cuò)邊情況的激光視覺評(píng)判結(jié)果與實(shí)際管口組對(duì)質(zhì)量完全相符,該方法完全替代人工測(cè)量實(shí)現(xiàn)管道組對(duì)質(zhì)量在線評(píng)判。
【圖文】：

碩士學(xué)位論文第一章 緒論究的背景及意義1-4]作為國(guó)家能源平安使用的保障之一，因此被使用到各往具有壓力高、易燃性等特點(diǎn)，一旦泄露會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的安程中，管道的鋪設(shè)質(zhì)量是顯得尤為重要。以熱力長(zhǎng)輸管道圓度超標(biāo)[5]（特別熱煨彎頭）、無法復(fù)圓強(qiáng)行組對(duì)易造成錯(cuò)的工況狀態(tài)[6-7],利用管道對(duì)口器夾持力很難克服管道自身,強(qiáng)行把兩個(gè)管道管口組對(duì)在一起,會(huì)出現(xiàn)間隙量與錯(cuò)邊量

圖 1.2 技術(shù)路線流程圖，，試驗(yàn)過程分為 7 個(gè)部分，分別為搭建激光；焊口輪廓情況與條紋圖像的對(duì)應(yīng)關(guān)系；激像素寬度的細(xì)化條紋；亞像素化及特征點(diǎn)的索一套管口組對(duì)質(zhì)量參數(shù)，實(shí)現(xiàn)管口組對(duì)質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG441.7

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2527842