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量檢測的重要檢測部分，焊縫成形質量的好壞直接影響著焊接產品的使用壽命、生產效率和生產成本。目前，焊縫成形質量主要通過人工測算焊縫熔寬、余高等外形尺寸或目測焊縫表面出現(xiàn)的焊瘤、氣孔、弧坑等缺陷來進行評價，這種焊后低效的、定性的評價方法主觀因素大，難以保證量化精度，同時也無法滿足現(xiàn)代焊接生產質量管理自動化、數(shù)字化發(fā)展需求。視覺傳感技術的快速發(fā)展為焊縫表面成形的視覺診斷提供了技術基礎。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，被廣泛應用于測距、信息采集、信息傳遞等工業(yè)領域。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，探索了一種實時獲取焊縫表面成形尺寸的視覺測量方法以及焊縫表面缺陷的識別和評價方法。主要研究內容如下:
　　 (1)搭建一套基于激光輔助的焊縫成形單目視覺檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠實現(xiàn)焊縫圖像的采集、存儲、顯示、處理以及焊縫尺寸自動檢測、缺陷的識別等功能。
　　 (2)對攝像機進行標定，獲取攝像機的內、外參數(shù)

3、及投影矩陣，建立圖像像素坐標與三維實物坐標間的關系，并確定圖像中的像素尺寸與實際尺寸之間的數(shù)學轉換關系。用標定了的測量系統(tǒng)對游標卡尺量爪間距進行測量，以游標卡尺直接讀數(shù)為參考值，驗證了視覺測量系統(tǒng)的測量精度。
　　 (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。然后對投射在焊縫上的條紋圖像進行中值濾波、閾值分割、骨絡化及形態(tài)學處理，得到了連通、光滑的并能精細表征焊縫表面成形輪廓的細

4、化條紋。
　　 (4)研究一種表征焊縫成形參數(shù)的提取方法。通過建立相關的算法檢測投射在焊縫上的條紋數(shù)目，從而獲取了焊縫長度信息。同時，實時檢測條紋的畸變點，得到條紋所處焊縫位置的寬度信息。實現(xiàn)焊縫成形參數(shù)的實時提取，并對參數(shù)檢測誤差進行分析。
　　 (5)探索一種用激光輔助的視覺系統(tǒng)識別和評價焊縫表面缺陷的方法。用視覺檢測系統(tǒng)實時檢測焊縫寬度不均和凹坑等表面缺陷，并建立一系列缺陷識別算法，最后，建立了缺陷評價指標，并通過