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文檔簡介
1、隨著汽車行業(yè)對(duì)自動(dòng)化程度要求的提高,激光焊接以其焊接速度快,焊接變形小,飛濺少,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等突出優(yōu)點(diǎn),逐漸成為汽車制造業(yè)主要的焊接方式之一。但由于激光光斑直徑小,受工件焊接熱變形等影響,易引起光斑中心偏離焊縫。焊接質(zhì)量難以長期保持穩(wěn)定。采用機(jī)器視覺的方法對(duì)焊接過程進(jìn)行監(jiān)測引起廣大學(xué)者重視。
為實(shí)現(xiàn)激光焊接的熔透與焊縫同步監(jiān)測,本文搭建了主動(dòng)式同軸監(jiān)測系統(tǒng),對(duì)比分析了有無輔助光源條件下,并采用中心波長分別為532 nm和80
2、8 nm窄帶濾光片同軸監(jiān)測的小孔、穿透孔和焊縫圖像特征。采用808 nm激光輔助光源照明和808 nm窄帶濾光片能較好地消除光致等離子體/金屬蒸氣對(duì)拍攝的干擾,在強(qiáng)光干擾下,同一硬件系統(tǒng)中,同步拍攝采集到清晰的小孔、穿透孔及焊縫圖像。
本文采集了不同焊接工藝參數(shù)下的小孔、穿透孔以及焊縫的同軸圖像。通過圖像處理算法,提取相應(yīng)的目標(biāo)信息。熔透性提取的圖像處理過程主要包括開窗口、濾波、圖像二值化、圖像形態(tài)學(xué)處理等過程,經(jīng)過圖像處理后
3、能夠準(zhǔn)確地提取出小孔以及穿透孔輪廓。分析不同焊接工藝參數(shù)焊接下的焊縫的力學(xué)性能、焊縫截面形貌以及焊縫宏觀形貌,確定適度熔透的焊接工藝參數(shù)。建立熔透狀態(tài)與穿透孔面積關(guān)系,實(shí)現(xiàn)熔透狀態(tài)監(jiān)測??p寬間隙監(jiān)測及焊縫跟蹤監(jiān)測圖像處理過程主要包括開窗口處理、濾波、圖像二值化、圖像形態(tài)學(xué)處理以及霍夫變換等,經(jīng)過這些圖像處理過程能夠準(zhǔn)確地提取待焊縫隙的上下邊緣,待焊縫隙的上下邊緣的中位線為焊縫中心直線。計(jì)算小孔質(zhì)心與焊縫中心偏差,實(shí)現(xiàn)待焊縫隙監(jiān)測以及焊縫
4、跟蹤監(jiān)測。
針對(duì)圖像處理中,小孔、穿透孔可能受到被反射的輔助光、飛濺等干擾,造成提取失敗。提出容錯(cuò)機(jī)制,利用小孔面積值區(qū)間及兩次計(jì)算的焊縫中心直線斜率差值,作為判斷提取失敗的標(biāo)準(zhǔn)。如果提取失敗,將上次計(jì)算的所有值賦值給本次計(jì)算結(jié)果,跳出本次計(jì)算,進(jìn)行下一幀圖像的計(jì)算。
研究表明,當(dāng)穿透孔面積均值在4.09×10-4 mm2~1.52×10-2 mm2時(shí),焊件適度熔透。在本文提出的焊縫提取算法能識(shí)別的最小待焊縫隙為0.
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