壓力容器焊縫檢測機器人控制系統設計

劉保國 王季 陳文博 趙衛東

摘要：設計了壓力容器焊縫檢測機器人控制系統，系統由機器人本體控制端與遠程控制端兩部分組成，兩部分之間通過無線網絡傳輸數據，機器人本體端以STM32單片機為微控制器，負責解析數據指令與電機運動控制，遠程控制端以工控機為核心，主要是識別并跟蹤焊縫以及對檢測后的磁粉圖像進行識別判斷。實驗結果表明，該系統滿足設計要求，檢測機器人能夠進行焊縫檢測工作。

關鍵詞：壓力容器；檢測機器人；控制系統；焊縫檢測

焊縫是壓力容器結構中最薄弱的部分，長期運行在低溫或高溫、高壓、腐蝕條件下，極易產生焊縫疲勞開裂和氣孔等缺陷，妨礙設備的正常運行，因此需要定期對壓力容器進行檢測與維護。目前壓力容器的焊縫檢測大多是由人工攜帶磁粉檢測設備進行[1]，勞動強度大、效率低，迫切需要檢測機器人代替人工作業[2-4]。本文對壓力容器焊縫檢測機器人控制系統進行了研究與設計，并進行了相關實驗測試。

1總體設計

檢測機器人控制系統設計為兩級主從式結構，控制系統結構見圖1，主系統為遠程控制端，主要完成機器人采集回來的焊縫原始圖像以及檢測圖像的顯示、焊縫的識別提取、焊縫跟蹤的偏差信息處理、下發運動控制指令等功能。從系統為本體控制端，檢測機器人攜帶相機采集圖像信息并通過無線傳輸發送給上位機，上位機利用無線網橋形成的局域網和網口轉串口模塊將機器人運動控制信號及其它外設的控制信號傳輸到本體端的主控器中，主控器接收到上位機的指令，控制相應的端口發送數據去控制機器人輪部電機與用于升降磁粉檢測設備的步進電機以及其余外部設備。……