瑞默生（北京）科技有限公司 劉翔宇 張澤

摘要：本設計是一種具有穩定的牽引力的X―Y移動的複合管道焊縫檢測機器人。
以DSP為核心開發基於機器視覺的嵌入式實時係統，用於完成高性能的管道焊縫的實時自動定位和檢測任務；介紹了機器人係統的工作原理，係統結構
；闡述了係統的焊縫識別算法和CCD圖像采集係統。
關鍵字：焊縫檢測；DSP；CCD圖像采集係統；識別算法

pipeline weld inspection robot based on DSP
Abstract:This design is a kind of stable traction compound X-Y moving pipe weld inspection robot.The embedded real-time machine vision-based system based on DSP was put forward to finish high quality tasks of real-time automatic positioning and detecting.
Keywords: weld inspection; DSP; CCD image capture system; recognition algorithm
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、引言：

    工業管道係統已經被廣泛應於化工、石油及城市水暖供應等領域，焊縫質量是一種重要的工業管道內部潛在缺陷，它的好壞是管道運輸安全
、可靠和使用壽命的一個決定性因素。 
    zaiguowaiyixiefadaguojia
，guandaojiancejiqirenyijingdanshengbingtourushiyong，danshijinkoushebeianggui，bingqieweihufeiyonggao
，xuyaopeixuncainengzhengqueshiyong。zaiwoguo

，zhefangmiandeyanjiugongzuoqibujiaowan。muqianguoneihaimeiyouchengxingde
、商品化的產品問世，故該項目的研發可以向產業化方向發展，加強工業管道的檢測和管理。
    jiqirenzaiguandaowaimianyanzhegudingdeguijiyidong，caozuozhetongguowaibudejianshiqijianshijiqirenyunxingqingkuang。dangjianshiqipingmuxianshihanfengshi，caozuozhekongzhijiqirendianjinhediantuiyizhunquedingweihanfeng。rengongcaozuodingweizhunquelvjiaogao，danxiaolvdi。weiletigaoguandaohanfengjiancejiqirendezidonghuachengdu，benwencaiyongleyizhongjiyuDSP的管道焊縫檢測機器人係統，設計了一套焊縫檢測機器人係統，可將機器人可靠、準確
、快速地牽引至焊縫處，從而完成焊縫自動定位任務。由於該機器人可在X和Y方向移動
，所以當發現焊縫時還可以多視角觀察焊縫

，以確定焊縫的大小和形狀。
機器人外形如圖1所示：

圖1  機器人外形圖

1、管道焊縫檢測機器人係統的工作原理

    管道焊縫檢測機器人由移動小車、CCD圖像采集係統、圖像采集卡、驅動設備和控製係統等部分組成。其中移動小車是檢測和控製部分的專業平台，所有的檢測與控製裝置都是由小車裝載。
係統工作原理：將機器人放入外部管道的固定軌道上，通過計算機發出指令讓機器人在管道中以一定速度運行，這時驅動在機器人軸線上的CCD傳chuan感gan器qi采cai集ji信xin號hao與yu現xian有you計ji算suan機ji中zhong存cun儲chu的de缺que陷xian信xin號hao匹pi配pei時shi
，計ji算suan機ji發fa出chu指zhi令ling將jiang此ci時shi的de圖tu像xiang記ji錄lu下xia來lai
，並bing傳chuan到dao人ren機ji界jie麵mian，利li用yong已yi編bian製zhi的de軟ruan件jian給gei出chu缺que陷xian的de位wei置zhi和he圖tu像xiang。這zhe樣yang運yun行xing下xia去qu
，直zhi到dao計ji算suan機ji發fa出chu停ting止zhi命ming令ling為wei止zhi。工gong作zuo原yuan理li如ru圖tu2所示：

圖2  機器人工作原理圖

2、電機選型

    xuanzezhixingdianjiyaogenjubeikongduixiangdeyundongxingshi
，yundongdebianhuaguilv，yundongfuzaidexingzhihejutishuliang，yundonggongzuotizhi，jiehexitongdewendingxingnengzhibiaoyaoqiu，zuodingliangfenxi。benxitongxuanyongruimosen（北京）有限公司生產的ISMD036-5EI的75W伺服電機驅動器。該驅動器可對電機的參數進行自動識別和測試，包括：電機的極對數、電機內阻
、電感量、編碼器線數

、霍爾的位置等參數。另外，電機的運動模式設置有位置模式、速度模式或轉矩模式。

    圖3 管道焊縫圖                 圖4 焊縫模板匹配圖

4、結束語

    在現代，無論是水力、火力發電站，還是煤氣、自來水、工業用水和供熱係統等公共設施，以及石油、化工等工業生產係統，都有縱橫交錯的管道。焊縫質量是一種重要的工業管道內部潛在缺陷，它的好壞是管道運輸安全、可靠和使用壽命的一個決定性因素。本文介紹的以DSP為核心的外部管道焊縫檢測機器人，將會帶來很好的經濟效益和社會效益。

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