GMAW熔池網(wǎng)格結(jié)構(gòu)光三維視覺傳感.pdf

1、中國制造2025戰(zhàn)略的核心驅(qū)動(dòng)力是智能制造，對(duì)焊接技術(shù)而言，智能焊接是焊接技術(shù)新的發(fā)展方向。智能焊接的核心問題是焊接過程中的質(zhì)量控制。實(shí)現(xiàn)焊接過程的質(zhì)量控制，關(guān)鍵在于在焊接操作過程中準(zhǔn)確檢測出能夠反映焊接質(zhì)量的有效信息。熔池表面的三維尺寸信息直接關(guān)系到焊縫的外觀形狀、焊接接頭的力學(xué)性能以及背面熔透。
　　由于熔池表面的鏡面反射特性，本課題采用基于結(jié)構(gòu)光測量技術(shù)的主動(dòng)視覺熔池傳感方法，通過熔池表面對(duì)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)光的反射實(shí)現(xiàn)對(duì)熔化極氣體保

2、護(hù)焊熔池表面的檢測，恢復(fù)熔池表面三維形貌。
　　首先，設(shè)計(jì)組建網(wǎng)格結(jié)構(gòu)光主動(dòng)視覺熔池傳感系統(tǒng)。系統(tǒng)主要包括運(yùn)動(dòng)控制部分、視覺傳感部分和焊接操作部分，系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)圖像實(shí)時(shí)采集、焊接控制功能。分析了激光器參數(shù)、結(jié)構(gòu)光類型對(duì)于結(jié)構(gòu)光三維測量方法的影響。
　　建立了熔池表面模型、網(wǎng)格結(jié)構(gòu)光模型、熔池表面反射模型和反射圖像模型，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)光主動(dòng)視覺熔池傳感過程的模擬。在熔池傳感模擬系統(tǒng)內(nèi)，進(jìn)行對(duì)靜態(tài)熔池表面的結(jié)構(gòu)光三維測量模擬，根據(jù)模

3、擬結(jié)果，定性分析了熔池表面幾何形狀、傳感系統(tǒng)參數(shù)對(duì)于網(wǎng)格反射圖像的影響。
　　構(gòu)建熔池反射圖像的識(shí)別與處理系統(tǒng)。在圖像識(shí)別系統(tǒng)中，結(jié)合圖像的平均灰度水平與圖像頻域信號(hào)特征，完成了對(duì)基值時(shí)刻具有網(wǎng)格信息的反射圖像的識(shí)別；采用低通濾波、頂帽變換、灰度拉伸技術(shù)去除噪聲、增強(qiáng)反射圖像質(zhì)量；分區(qū)域自適應(yīng)閾值分割法對(duì)圖像二值化處理，提取網(wǎng)格骨架結(jié)構(gòu)。對(duì)相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，實(shí)現(xiàn)反射圖像中坐標(biāo)從像素坐標(biāo)系至世界坐標(biāo)系中的轉(zhuǎn)換。
　　提出了基于曲面