基于視覺傳感的TIG焊熔池表面重建及軟件設(shè)計(jì).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(huì)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(guò)程自動(dòng)化、智能化已成為焊接技術(shù)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。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(duì)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(cè)與測(cè)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(guò)

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(guò)程的智能控制打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),具有重要的理論意義及工程應(yīng)用價(jià)值。
　　 本文首先對(duì)幾種不同的熔池圖像傳感系統(tǒng)作了簡(jiǎn)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(guò)程中必不可少的步驟。試驗(yàn)中對(duì)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(duì)比,并設(shè)計(jì)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(duì)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(guò)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(jì)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(guò)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(shí)情況評(píng)析各