磁光成像焊縫跟蹤偏差自動(dòng)檢測(cè).pdf

1、自上世紀(jì)70年代焊接領(lǐng)域開始應(yīng)用激光技術(shù)以來(lái)，激光焊接以其高質(zhì)量、高精度、低變形、高效率和高速度等諸多特點(diǎn)在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)界的各個(gè)領(lǐng)域中得到普遍應(yīng)用，具有很大的發(fā)展?jié)摿?。隨著激光器本身的發(fā)展，激光焊接作為一種先進(jìn)的特種焊接工藝在未來(lái)的材料連接領(lǐng)域必將發(fā)揮至關(guān)重要的作用。
　　焊接是制造業(yè)領(lǐng)域重要的加工技術(shù)，具有工作條件惡劣、工作量大及質(zhì)量要求高等諸多特點(diǎn)。激光焊接作為焊接工業(yè)中較常用的焊接工藝方法，以激光束作為被控對(duì)象實(shí)現(xiàn)焊接自

2、動(dòng)控制是焊接自動(dòng)化的一個(gè)重要手段。其中，精確的焊縫跟蹤是保證焊接質(zhì)量的前提，即在整個(gè)焊接過(guò)程中必須控制激光束使其始終與焊縫對(duì)中。為此，需精確地自動(dòng)檢測(cè)出焊縫的位置。尤其隨著精密工件焊接的需求及減少成本的考慮，無(wú)坡口、緊密對(duì)接的微間隙焊縫的焊接問(wèn)題日益突出。焊接微間隙對(duì)接焊縫時(shí)可不用填絲，能獲得更小的焊接變形和更加均勻的焊縫接頭，并能減少接頭焊后缺陷檢測(cè)和修復(fù)的工作量，從而可顯著提高焊接效率和經(jīng)濟(jì)效益。然而焊接同時(shí)又是一門復(fù)雜的熱加工工藝

3、技術(shù)，工件在焊接過(guò)程中要產(chǎn)生熱變形，并且在焊接過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的輻射、弧光、煙塵、飛濺等干擾，使得在焊接過(guò)程中實(shí)現(xiàn)焊縫位置的精確檢測(cè)相當(dāng)困難。特別是對(duì)于激光焊接，其激光束功率密度高，光斑直徑小，所允許的焊縫路徑偏差非常小，通常當(dāng)激光束與焊縫之間的偏差大于0.2mm時(shí)即可導(dǎo)致工件報(bào)廢。因此微間隙對(duì)接焊縫的自動(dòng)檢測(cè)和跟蹤技術(shù)十分重要，然而采用一般傳感方法難以實(shí)現(xiàn)該類焊縫的識(shí)別。
　　論文針對(duì)YAG激光焊接低碳鋼微間隙（間隙＜0.1 m

4、m）對(duì)接焊縫，研究一種基于磁光成像的焊縫位置檢測(cè)方法。介紹了磁光成像傳感器的傳感原理，通過(guò)磁光傳感器攝取焊縫圖像，分析磁光焊縫圖像序列，選取感興趣區(qū)域進(jìn)行圖像處理。根據(jù)焊縫圖像灰度分布特性提取焊縫位置過(guò)渡區(qū)域，以焊縫過(guò)渡區(qū)域中心點(diǎn)作為焊縫位置點(diǎn)，以該點(diǎn)作為焊縫位置檢測(cè)點(diǎn)得到焊縫的中心位置。并研究了不同焊接條件對(duì)焊縫位置檢測(cè)的影響。通過(guò)回歸分析、曲線擬合研究特征參數(shù)與焊縫偏差之間的數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)。激光焊接試驗(yàn)結(jié)果表明，利用磁光成像技術(shù)在不同的試