基于微景深的激光焊接拼縫測量方法.pdf

1、激光焊接具有能量密度高、焊接速度快、熱影響區(qū)范圍小、焊接熱變形小、焊縫的深寬比大和易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等諸多優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)已逐漸廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、航空航天、汽車工業(yè)、造船工業(yè)、粉末冶金、生物醫(yī)學(xué)、微電子行業(yè)等領(lǐng)域。
　　對接拼縫的激光焊接所允許的間隙寬度和錯(cuò)邊量均很小,為保證焊接質(zhì)量,焊接激光束的焦點(diǎn)必須準(zhǔn)確地沿著拼縫中心軌跡運(yùn)動(dòng),同時(shí)激光束焦點(diǎn)距拼縫表面保持合適的離焦量,激光束方向必須按照拼縫局部表面的法矢進(jìn)行調(diào)整。因此,要保證對接拼縫的

2、激光焊接質(zhì)量,必須進(jìn)行拼縫的焊前測量以及焊接過程中的拼縫跟蹤。
　　對于微細(xì)、錯(cuò)邊量小的復(fù)雜三維激光焊接拼縫測量,現(xiàn)有的視覺傳感器方法不能穩(wěn)定、可靠地提取出拼縫的中心位置、拼縫寬度等信息。為此,本文提出了基于微景深的激光焊接對接拼縫測量方法。該方法采用高倍光學(xué)放大鏡頭、工業(yè)CCD相機(jī)和LED外部照明裝置,以光學(xué)成像光軸與被測表面法矢呈一定角度、檢測裝置安裝在十字滑臺(tái)的方式,組成了對接拼縫的非接觸測量與跟蹤系統(tǒng),既解決了顯微放大時(shí)景

3、深小、測量范圍小的問題,又解決了狹窄拼縫高光學(xué)放大倍數(shù)拼縫檢測與在線實(shí)時(shí)跟蹤的難題。
　　本文根據(jù)基于微景深的激光焊接對接拼縫測量系統(tǒng)的特點(diǎn),提出了視覺檢測系統(tǒng)的非線性模型以及系統(tǒng)參數(shù)的標(biāo)定方法。針對所提出的拼縫測量方法采集到的拼縫微景深圖像,提出了合理高效的數(shù)字圖像處理算法,能快速精確地提取出拼縫圖像中的清晰帶、清晰帶中心線、拼縫中心和拼縫寬度等拼縫信息。根據(jù)視覺檢測系統(tǒng)的非線性模型,能快速地從圖像上的二維拼縫信息提取出拼縫的三