无缝钢管在线视觉检测系统：直线度与截面检测

无缝钢管是一类重要的工业产品，在反应无缝钢管质量的参数中，钢管直线度及截面尺寸是主要的几何参数。钢管直线度及截面尺寸的在线检测意义重大，是控制无缝钢管制造质量的关键。现代工业技术已能实现无缝钢管的大批量规模生产，但无缝钢管直线度、截面尺寸的高效率检测一直没有得到很好解决，原因可归结为：无缝钢管的制造环境恶劣，不允许采用接触式的测量方法；无缝钢管的空间尺寸大，大型无缝钢管长度达十几米，要求检测系统具备很大的测量空间。视觉检测技术非常适合于无缝钢管直线度及截面尺寸的测量，视觉检测原理如图5所示。

图5 无缝钢管直线度和截面视觉检测原理

Fig.5 The visual inspection principle for seamless steel pipe linearity and section size(www.xing528.com)

由多个结构光传感器组成检测系统。传感器的结构光投射器所投射的光平面和被测钢管相交，得到钢管截面的部分圆周，传感器测量到该圆周在传感器三维空间中的位置。系统中每一个传感器实现对无缝钢管的一个截面上部分圆周的测量，通过适当的数学方法，由截面上部分圆周拟合得到截面的尺寸和截面圆心的空间位置。

检测系统在计算机控制下，传感器顺序测量无缝钢管的多个截面，综合所得到的多个截面尺寸和截面圆心，给出无缝钢管的直线度和截面尺寸。