焊縫成型三維結構光視覺檢測技術研究.pdf

1、焊接是現(xiàn)代工業(yè)不可缺少的加工技術，是連接材料最重要的一種方法。焊縫的成型情況直接反映了焊接質量，因此，焊縫成型檢測技術是焊接工程領域中的一個重要研究領域。在焊接過程中，焊縫正面熔池以及焊后焊縫的三維幾何參數(shù)能夠有效的表征焊縫的成型質量。論文基于結構光的三維視覺傳感檢測技術進行焊縫檢測，并設計了一種新型實時熔池三維結構光檢測系統(tǒng)，為實現(xiàn)焊縫成型的自動化檢測和質量控制提出了一種新的嘗試和研究。 論文根據(jù)三角測量原理設計了三維線結構光

2、焊縫成型檢測系統(tǒng)，根據(jù)CCD攝像機的線性模型，給出了標定方法，并通過標定實驗確定了系統(tǒng)的標定矩陣。選用中值濾波算法降低了圖像噪聲并采用細化算法提取出結構光條紋的中心坐標，重建焊縫的三維表面以及測量焊縫的余高和寬度參數(shù)。 利用熔池表面為鏡面反射表面的性質以及激光的單向性、相干性和電弧光輻射強度衰減的規(guī)律，采用計算機光學仿真輔助設計技術，設計了基于線結構光和逆向光線追蹤算法的熔池表面檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用分光鏡、反射鏡和成像平面構成的

3、光學系統(tǒng)獲得不同距離的反射結構光條紋，并根據(jù)空間解析幾何原理建立的數(shù)學模型分析反射光線的方向，然后根據(jù)光路可逆原理進行反向追蹤，計算出反射光線與入射結構光平面的交點，即熔池表面的反射點，重建熔池表面結構光條紋的三維信息，獲得熔池的三維幾何參數(shù)，并通過計算機仿真實驗，從理論上驗證了其有效性。 構建了實時熔池三維結構光檢測系統(tǒng)，對CCD攝像機進行了校正，并通過測量梯形的傾斜平面鏡，驗證系統(tǒng)對鏡面反射物體表面的測量精度。最后進行了焊接