基于視覺傳感的TIG焊熔池表面重建及軟件設(shè)計.pdf

1、TIG焊是一種重要的機(jī)械制造熱加工工藝,在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用十分廣泛。隨著現(xiàn)代社會的高速發(fā)展,傳統(tǒng)的手工焊接方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代高技術(shù)產(chǎn)品制造的要求,焊接過程自動化、智能化已成為焊接技術(shù)行業(yè)的發(fā)展趨勢。不少研究表明,正面熔池的幾何參數(shù)與焊縫熔透和成形有良好的對應(yīng)關(guān)系,而熔池下塌量等熔池表面的三維信息更能反映熔透狀態(tài),因此,熔池表面的三維檢測與測量日益受到關(guān)注。利用視覺傳感系統(tǒng)獲取TIG焊熔池區(qū)圖像,并重建出熔池表面三維形狀,既可為焊接熱過

2、程數(shù)值模擬提供實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證手段,也可為實(shí)現(xiàn)焊接過程的智能控制打下堅實(shí)的基礎(chǔ),具有重要的理論意義及工程應(yīng)用價值。
　　 本文首先對幾種不同的熔池圖像傳感系統(tǒng)作了簡要論述,并試驗(yàn)分析了實(shí)際拍攝的困難及圖像的特點(diǎn)。由于電弧光,熱影響等多方面因素的干擾,獲取的熔池圖像中總是存在著大量的噪聲,因此圖像預(yù)處理是熔池信息獲取過程中必不可少的步驟。試驗(yàn)中對中值濾波、維納濾波、小波去噪等方法處理熔池光柵圖像的結(jié)果進(jìn)行了分析對比,并設(shè)計了一種曲線擬合去

3、噪算法；在基頻濾波中研究了不同加權(quán)濾波窗的特點(diǎn)與效果。
　　 針對雙透鏡系統(tǒng)獲取的熔池光柵圖像,采用傅里葉變換輪廓術(shù)原理重建出熔池表面三維形狀。在實(shí)際操作過程中,相位處理算法的好壞直接影響到三維重建的結(jié)果及效率。文中介紹了傳統(tǒng)去包裹算法與基于質(zhì)量圖導(dǎo)向算法,并設(shè)計了一種亮紋中心線分割算法以及幾種處理相位拉線問題的校正算法,通過模擬試驗(yàn)分析各算法的處理特點(diǎn)與效果。在TIG焊熔池表面三維重建中應(yīng)用上述算法,由重建結(jié)果及耗時情況評析各