Page 35 - 无损检测2024年第七期

试验研究
试验研究

DOI：10.11973/wsjc202407001

基于机器视觉的火箭贮箱焊缝射线检测

王 堃 ，陈惠风 ，王金明 ，王 飞 ，周愿愿 ，李光保 1,2
1
1
1
1
1
（1. 上海航天精密机械研究所，上海 201600；2. 哈尔滨工业大学 机电工程学院，哈尔滨 150001）
摘 要：针对当前火箭贮箱焊缝采用工业机器人作为射线检测系统的执行机构，通常按照
“示教-再现”进行既定轨迹运动，不能适应小批量多品种的柔性与智能生产线的问题，将伺服机构、
图像处理技术与智能机器人相结合，采用基于图像的视觉伺服控制（IBVS）方法反馈当前图像特征
信息，与期望图像特征进行对比形成图像特征偏差，再基于SSA-BP的控制方法，将得到的特征误
差用于火箭贮箱焊缝检测中的焊缝位置误差补偿，以提高射线检测系统的作业精度。最后通过试
验，验证了该方法具有良好的自适应性和鲁棒性。
关键词：射线检测；视觉伺服；图像处理；SSA-BP算法；位置补偿

中图分类号：V19；TG115.28 文献标志码：A 文章编号：1000-6656(2024)07-0001-06

X-ray inspection of rocket tank welding seam based on machine vision

WANG Kun , CHEN Huifeng , WANG Jinming , WANG Fei , ZHOU Yuanyuan , LI Guangbao 1,2
1
1
1
1
1
（1. Shanghai Aerospace Precision Machinery Research Institute, Shanghai 201600, China;
2. School of Mechanical and Electrical Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China）
Abstract: At present, the industrial robot is used as the executive mechanism of the X-ray inspection system for the
welding seam of the rocket tank, which usually follows the “teach-reproduce” trajectory movement and thus cannot
adapt to the flexible and intelligent production line with small batch and variety. In this paper, servo mechanism, image
processing technology and intelligent robot were combined, and the image-based visual servo control (IBVS) method was
used to feed back the current image feature information, which was compared with the expected image feature to form the
image feature deviation. The obtained feature error was based on SSA-BP control method, which was used to compensate
the weld position error in the process of detecting the welding seam of rocket tank, so as to improve the working accuracy
of the X-ray inspection system. Finally, the experiment showed that this method had good adaptability and robustness.
Key words: X-ray detection; visual servo; image processing; SSA-BP algorithm; position compensation

随着先进制造技术的发展，实现产品焊缝检测 过程热变形等因素会导致检测产品尺寸不唯一，进
的自动化、柔性化与智能化已经成为必然趋势 [1-2] 。 而使得无损检测过程中焊缝射线成像一致性较差，
目前，采用机器人检测已经成为无损检测自动化技 无法保证焊缝检测质量 [5-6] ，也就难以为人工智能焊
术的主要标志。在无损检测工艺中，采用机器人可 缝缺陷识别提供优质的检测样本。
以提高生产率，改善劳动条件，稳定和保证焊接质量， 目前，所应用的火箭贮箱射线检测系统只能在

实现小批量产品的检测自动化。目前广泛使用的 机器人规划好的路径中执行预定义的指令动作，缺
“示教-再现”型机器人可以在其工作空间内完成示 乏对环境的感知与应变能力，不能适应小批量多品

教的操作 [3-4] 。但是，机械加工误差、装配误差和焊接 种的柔性与智能生产线，而极大地限制了机器人的
应用。针对当前火箭贮箱射线检测系统存在的这些
收稿日期：2023-12-14
问题，文章利用成像板成像提取出焊缝特征，在基于
作者简介：王 堃(1983―)，男，高级工程师，主要从事航天产品
图像的视觉伺服思想上提出了一种基于SSA-BP的
轻量化研究、先进成形与检测工艺研究及工程应用
通信作者： 李光保，18363998150@163.com 控制方法，提高了焊缝检测的精度，实现了火箭贮箱
1
2024 年 第 46 卷 第 7 期
无损检测