Page 36 - 无损检测2024年第七期
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王 堃，等：
基于机器视觉的火箭贮箱焊缝射线检测
射线检测系统的偏差补偿控制，从而达到控制焊缝
检测质量的目的。
1 火箭贮箱射线检测系统原理
1.1 射线检测系统组成
火箭贮箱射线检测系统由射线成像系统、机械
运动系统、控制系统及相关附件组成 。其中，射线
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成像系统由PC机、射线机、射线机控制器、高压发生
图 2 “眼在手上”检测模式结构示意
器、成像板、成像检测软件构成，主要实现对于火箭
1.3 基于视觉伺服的补偿流程
贮箱焊缝的成像与缺陷检测；机械运动系统由射线
机机器人、成像板机器人、同步升降机构、第七轴轨 文章采用成像板基于图像的视觉伺服控制方
道、转台等构成，转台安装在升降机构上，可垂直升 法。基于图像的视觉伺服控制（Image-based visual
降和360°旋转，射线机机器人和成像板机器人安装在 servo，IBVS）是指利用视觉传感器反馈的当前图像
同一套第七轴轨道上，分别通过机器人第七轴控制 特征信息，与期望图像特征进行对比形成图像特征
行走；控制系统主要由倍福控制器、电气控制柜、操 偏差，再根据偏差计算出伺服机构转动的增量，最后
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作台、行程开关、上位机显示屏、伺服驱动器、伺服电 在控制器的作用下完成伺服机构的运动 。基于视
机、旋转编码器、机器人控制柜等构成。机器人选配 觉伺服的补偿流程在实施焊缝检测前，首先要对焊
Beckhoff EK1100 EtherCAT通信耦合器与倍福控制 缝检测机器人进行示教。图像处理系统将求取到的
器通信，射线机控制器与成像检测软件采用ADS多 距离偏差发送给自适应控制系统，PLC控制器对伺
线程通信协议，以倍福控制为核心，采用TWINCAT 服机构进行误差补偿，驱动电机负责补偿运动执行。
软件进行编程，将射线机控制器、成像检测软件、升 视觉伺服补偿系统的整体流程如图3所示。
降机构、转台的运行与机器人本体及第七轴动作结
合，合理设计逻辑时序，实现火箭贮箱焊缝自动检测
工艺流程。火箭贮箱射线检测系统结构如图1所示。
图 1 火箭贮箱射线检测系统结构
1.2 视觉伺服系统
机器人视觉伺服系统主要由机器人、成像板、控
制器及伺服机构等构成。其中成像板既作为检测元
件，也作为视觉传感器，从视场中获取焊缝图像并传
给上位机进行计算以提取需要的特征信息，控制器
主要根据图像特征信息控制伺服机构补偿运动，机 图 3 视觉伺服补偿流程
器人作为成像板的夹持工具，安装方式为“眼在手
2 图像处理系统
上”，即成像板安装在机器人末端，当机器人开始运
动时，成像板跟随机器人一起运动，随着成像板向目 在火箭贮箱射线检测系统自动检测焊缝缺陷的
标物体的靠近，分辨率随之提高，定位精度也就得到 过程中，首先需要获得当前图像特征信息与期望图
提高，其结构示意如图2所示。 像特征之间的图像特征偏差，才能实现火箭贮箱焊
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2024 年 第 46 卷 第 7 期
无损检测
