基于線激光輔助的焊縫成形表征方法的研究.pdf

1、焊縫成形表面是焊縫質(zhì)量檢測(cè)的重要檢測(cè)部分，焊縫成形質(zhì)量的好壞直接影響著焊接產(chǎn)品的使用壽命、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。目前，焊縫成形質(zhì)量主要通過人工測(cè)算焊縫熔寬、余高等外形尺寸或目測(cè)焊縫表面出現(xiàn)的焊瘤、氣孔、弧坑等缺陷來進(jìn)行評(píng)價(jià)，這種焊后低效的、定性的評(píng)價(jià)方法主觀因素大，難以保證量化精度，同時(shí)也無法滿足現(xiàn)代焊接生產(chǎn)質(zhì)量管理自動(dòng)化、數(shù)字化發(fā)展需求。視覺傳感技術(shù)的快速發(fā)展為焊縫表面成形的視覺診斷提供了技術(shù)基礎(chǔ)。激光因其是平行光、單色光，傳播過程不易

2、受外界環(huán)境影響等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于測(cè)距、信息采集、信息傳遞等工業(yè)領(lǐng)域。本文采用線激光投射在焊縫成形輪廓的視覺成像為信息源，探索了一種實(shí)時(shí)獲取焊縫表面成形尺寸的視覺測(cè)量方法以及焊縫表面缺陷的識(shí)別和評(píng)價(jià)方法。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 (1)搭建一套基于激光輔助的焊縫成形單目視覺檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)焊縫圖像的采集、存儲(chǔ)、顯示、處理以及焊縫尺寸自動(dòng)檢測(cè)、缺陷的識(shí)別等功能。
　　 (2)對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，獲取攝像機(jī)的內(nèi)、外參數(shù)

3、及投影矩陣，建立圖像像素坐標(biāo)與三維實(shí)物坐標(biāo)間的關(guān)系，并確定圖像中的像素尺寸與實(shí)際尺寸之間的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換關(guān)系。用標(biāo)定了的測(cè)量系統(tǒng)對(duì)游標(biāo)卡尺量爪間距進(jìn)行測(cè)量，以游標(biāo)卡尺直接讀數(shù)為參考值，驗(yàn)證了視覺測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量精度。
　　 (3)探索一種用激光條紋表征焊縫表面成形輪廓的方法。闡述了用激光條紋表征焊縫成形輪廓的可行性。然后對(duì)投射在焊縫上的條紋圖像進(jìn)行中值濾波、閾值分割、骨絡(luò)化及形態(tài)學(xué)處理，得到了連通、光滑的并能精細(xì)表征焊縫表面成形輪廓的細(xì)

4、化條紋。
　　 (4)研究一種表征焊縫成形參數(shù)的提取方法。通過建立相關(guān)的算法檢測(cè)投射在焊縫上的條紋數(shù)目，從而獲取了焊縫長(zhǎng)度信息。同時(shí)，實(shí)時(shí)檢測(cè)條紋的畸變點(diǎn)，得到條紋所處焊縫位置的寬度信息。實(shí)現(xiàn)焊縫成形參數(shù)的實(shí)時(shí)提取，并對(duì)參數(shù)檢測(cè)誤差進(jìn)行分析。
　　 (5)探索一種用激光輔助的視覺系統(tǒng)識(shí)別和評(píng)價(jià)焊縫表面缺陷的方法。用視覺檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)焊縫寬度不均和凹坑等表面缺陷，并建立一系列缺陷識(shí)別算法，最后，建立了缺陷評(píng)價(jià)指標(biāo)，并通過