基于數(shù)字圖像的短路過(guò)渡焊熔池形態(tài)研究.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步，焊接自動(dòng)化和智能化已成為現(xiàn)代焊接技術(shù)不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展方向，焊接過(guò)程控制是焊接自動(dòng)化的重要組成部分。焊接信息傳感是進(jìn)行焊接過(guò)程控制的前提，只有準(zhǔn)確地獲取焊接過(guò)程的信息，對(duì)焊接過(guò)程特征參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接過(guò)程的有效控制。研究熔化極氣體保護(hù)焊短路過(guò)程的熔池圖像是進(jìn)一步改善其焊接工藝，研究短路過(guò)渡機(jī)理和實(shí)現(xiàn)智能控制的基礎(chǔ)。
　　短路過(guò)渡焊接熔池具有高速動(dòng)態(tài)變化和飛濺大的特點(diǎn)，且弧光強(qiáng)烈，使整個(gè)熔池區(qū)域光強(qiáng)動(dòng)態(tài)范圍

2、非常大，從而很難獲取清晰的熔池圖像。論文設(shè)計(jì)并建立了被動(dòng)式熔池視覺(jué)傳感系統(tǒng)，采用具有LinLog感光技術(shù)的CMOS攝像頭，利用熔池反射的電弧光和自身輻射光作為光源，從熔池正后方俯視拍攝采集熔池圖像。LinLog技術(shù)能夠提高攝像頭的動(dòng)態(tài)范圍，抑制強(qiáng)烈的弧光，在全局快門(mén)方式下進(jìn)行高速攝影，可以得到熔池邊緣清晰且比較完整的熔池圖像，圖像中熔池內(nèi)部信息清晰可辨，使對(duì)短路焊接過(guò)程熔池圖像的進(jìn)一步分析成為可能。
　　論文針對(duì)采集到的熔池圖像的

3、特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一套圖像處理流程，經(jīng)過(guò)圖像預(yù)處理（閾值分割、粒子濾波和形態(tài)學(xué)閉運(yùn)算）和圖像后處理（邊緣提取和多項(xiàng)式邊緣擬合）操作，得到完整的熔池邊緣和去除弧光后的熔池圖像。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并提取出多個(gè)特征參數(shù)，例如熔池面積和橢圓度、灰度平均值和表面平滑度、熔池振蕩幅度等，分別從幾何形狀、灰度分布及特殊點(diǎn)的位置變化這幾個(gè)方面對(duì)熔池進(jìn)行表征，用以描述熔池的特征及不同焊接條件下熔池形態(tài)的變化。
　　論文最后針對(duì)低碳鋼短路過(guò)渡焊接過(guò)程，應(yīng)用本