基于視覺圖像質(zhì)心的焊縫中心識別技術(shù)研究.pdf

1、焊縫實時跟蹤是焊接生產(chǎn)自動化和提高焊接質(zhì)量的首要任務(wù)，視覺傳感法是實現(xiàn)焊縫實時跟蹤的重要傳感方法，其關(guān)鍵在于熔池圖像中焊縫中心的動態(tài)識別。目前研究重點在于濾波、二值化、邊緣檢測或小波變換等圖像處理方法。圖像質(zhì)心是易于計算的量，本文通過建立圖像質(zhì)心與焊縫中心的關(guān)系模型，得出由圖像質(zhì)心計算焊縫中心的方法。 從圖像傳感器灰度公式出發(fā)，推導并建立了圖像灰度質(zhì)心值與焊接區(qū)域的輻射強度和輻射率的關(guān)系式。采用數(shù)值模擬的方法，得到焊接溫場分布，

2、從而得到某工藝條件下質(zhì)心與焊縫中心的數(shù)值解。對焊縫中心位置影響圖像質(zhì)心值變化的內(nèi)在機理進行了研究，發(fā)現(xiàn)正是焊縫發(fā)射率與工件表面發(fā)射率的差別，導致了焊縫中心的改變引起圖像質(zhì)心值的相應變化。改變焊接工藝條件，研究了各工藝參數(shù)對關(guān)系曲線影響程度，得出了焊縫寬度、焊接速度及焊接熱輸入對關(guān)系曲線影響較明顯的結(jié)論。 為方便描述與實際應用，將質(zhì)心模型轉(zhuǎn)化為質(zhì)心偏差模型，分析質(zhì)心偏差模型曲線的特征，對質(zhì)心偏差模型的大量擬合試驗，得到了擬合程度較

3、高的含有三個特征參數(shù)的經(jīng)驗公式描述。以工藝參數(shù)為變量，采用最小二乘數(shù)值擬合的方法，建立了含有工藝參數(shù)和模型特征參數(shù)的質(zhì)心偏差與焊縫偏差模型回歸分析的樣本空間。經(jīng)過對模型特征參數(shù)的多元線性回歸分析，建立了質(zhì)心偏差與焊縫偏差的仿真模型。 分析了實時焊接過程中視覺傳感法的復雜性，諸如弧光的干擾和視覺傳感器分辨率的限制等，影響直接采用熔池圖像的質(zhì)量，從而影響試驗驗證質(zhì)心算法的有效性。因此，通過對比試驗，得到最佳的曝光時間、熔池區(qū)域的選擇