基于視覺信息的鋼板連續(xù)生產(chǎn)線激光焊接關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、　　在鋼鐵行業(yè)，板材在整個(gè)鋼鐵產(chǎn)品中的比重是衡量鋼鐵生產(chǎn)水平的重要依據(jù)。因此，板材生產(chǎn)線的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行已是一個(gè)關(guān)鍵的研究課題。如何確保激光焊接的焊縫質(zhì)量能夠達(dá)到板材連續(xù)生產(chǎn)線的要求已經(jīng)成為鋼鐵行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。作為板材連續(xù)生產(chǎn)線的第一個(gè)工藝步驟，高功率激光焊接焊縫的焊后焊縫檢測技術(shù)是判斷焊縫質(zhì)量是否滿足連續(xù)生產(chǎn)線穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行的重要依據(jù)。
　　本文將機(jī)器視覺技術(shù)融入到針對鋼板連續(xù)生產(chǎn)線激光焊接中。從分析激光焊接的機(jī)理入手，研究

2、激光功率、焦點(diǎn)位置、焊接速度等鋼板連續(xù)生產(chǎn)激光深熔焊的主要影響因素，針對激光焊機(jī)這個(gè)機(jī)電復(fù)雜的系統(tǒng)，分別從機(jī)械和電氣兩部分著手，剖析了某生產(chǎn)線激光焊機(jī)的各部分組成結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，通過解析焊接各環(huán)節(jié)和約束條件，研究了激光焊機(jī)的工藝過程。
　　主要研究了激光焊接的微細(xì)焊縫的視覺特征提取方法。提出了一種區(qū)域搜索算法實(shí)現(xiàn)最優(yōu)感興趣區(qū)域的確定，在保留最多信息的同時(shí)，最大化地減小的計(jì)算負(fù)擔(dān)。提出一種焊縫特征點(diǎn)魯棒提取方法，利用最小二乘法，樣條

3、曲線擬合方法實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)光條紋信息的直線部分，曲線部分精確提取，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了寬度、錯(cuò)邊、余高等維系焊縫特征參數(shù)的提取提供了豐富的數(shù)據(jù)信息，以便于進(jìn)一步的焊縫質(zhì)量評估。
　　針對激光焊接的微細(xì)焊縫，研究了其三維重建的關(guān)鍵技術(shù)。提出了一種基于顯微視覺的結(jié)構(gòu)光視覺測量方法，建立了視覺模型，結(jié)構(gòu)光測量模型，得到了焊縫視覺特征對應(yīng)的笛卡爾空間的位置信息。進(jìn)而提出一種基于弦長的B樣條曲線擬合方法，減弱了測量噪聲的影響，提高了焊縫曲線擬合的精度

4、，最終結(jié)合視覺測量和擬合方法完成了激光焊接微細(xì)焊縫的三維重建。
　　分析了激光焊接焊縫缺陷種類與質(zhì)量等級的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了激光焊接焊縫質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種基于結(jié)構(gòu)光視覺圖像的焊縫質(zhì)量智能評估方法，采用一種遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器，根據(jù)圖像處理技術(shù)所獲取的焊縫表面幾何特征對焊后焊縫的焊接質(zhì)量進(jìn)行等級劃分；基于Labview虛擬儀器技術(shù)設(shè)計(jì)了一款新穎的焊縫質(zhì)量監(jiān)控軟件，可識別焊縫的關(guān)鍵質(zhì)量參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了焊縫特征參數(shù)的計(jì)算、數(shù)據(jù)三維可