tig焊接熔池表面变形的视觉检测

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1、山东大学硕士学位论文TIG焊接熔池表面变形的视觉检测摘要TIG焊作为一种重要的机械制造热加工工艺，在工业生产中应用十分广泛。实现TIG焊接过程自动化和智能化的前提条件是准确可靠地检测出反映焊接质量的信息。TIG焊接熔池表面的下塌变形与工件的熔透程度有着密切的相关性，利用视觉传感器从试件正面拍摄熔池区图像，并提取出熔池上表面的几何形状和下塌变形，既可以为焊接热过程数值模拟提供实验验证手段，也可以为实现焊接过程的智能控制打下坚实的基础，具有重要的理论意义和工程实用价值。利用激光频闪技术，消除了强烈电弧光的干扰

2、。使用一种新型视觉传感嚣，构建了基于激光频闪的TIG焊接熔池上表面几何形状和下塌变形的视觉检测系统。通过调整激光频闪视觉检测仪的物距、光圈、摄像机角度、光栅和毛玻璃的位置及角度等参数，采集到了清晰的焊接熔池表面激光条纹的变形图像，并对图像的成像原理及特点进行了分析。开发了一套图像分析与处理软件，对图像的灰度分布特征进行了分析，针对激光条纹边缘和熔池边缘灰度分布特点的不同，分别采取了选择式掩模平滑和中值滤波平滑，以及不同的动态边缘检测算法，成功的检测出了激光条纹和熔池边缘。建立了针孔摄像机的数学模型，对摄像

3、机进行了初步的标定，并对造成标定误差的影响因素进行了分析。根据标定结果，计算得到了熔池二维形状尺寸。关键词：视觉检测；熔池表面下塌变形；TIO；激光频闪：摄像机标定Vision-BasedMeasurementofWeldPoolSurfaceDepressioninTIGWeldingABSTRACTAsanimportantmanufacturingtechnology,tungsten-inert-gas(TIG)weldingiswidelyusedinindustry．Sensingandmea

4、suringtheinformationofweldingqualityistheprerequisiteforrealizingTIGweldingprocessautomationandmakingitintelligent．Thereisstrongcorrelationbetweentheweldpoolsurfacedepressionandthepenetrationextentoftheworkpiece．Detectingtheweldpoolgeometryanditssurfacede

5、pressionfromtop—sideofworkpiecewithvisionsensorisofgreattheoreticalandpracticalsignificance，becauseitCanverifythenumericalsimulationresultsofweldingthermalprocess，anditisthebasisofweldingprocesscontrolling．LaserStrobetechniqueisusedtoeliminatethestrongarc

6、lightinterference．AnovelvisionsensorisusedandameasuringsystemisdevelopedtosensetheweldpoolgeometryanditssurfacedepressionbymeansofLaserStrobetechnique．ParameterssuchasthedistancefromLaserStrobetotheworkpiece，theaperture，theslopeangleofcamera,thepositionan

7、dslopeangleof鲥dandfrost-glassareadjusted．Theimagesofdistortedlaserstripeonweldpoolarecaptured．Imagingprincipleandcharacteristicareanalyzed．Analgorithmofsoftwareforprocessingandanalyzingweldpoolimagesisdeveloped．m蓼aydistributioncharacteristicsoftheimagesar

8、eanalyzed．Accordingtothedifferentcharacteristicsofgraydistributionoflaserstripeandweldpooledge，selectivemaskingsmoothingmethod，medianfilteranddifferentdynamicsearchalgorithmaredevelopedinordertodetectthelaserstripea