视觉激光器金属板材焊接系统及其应用研究

发布时间：2021-11-27 09:34

　　本文结合机械自动化和视觉激光器的优点,对视觉激光器金属板材焊接系统及其应用进行了研究,系统配置高分辨率相机、高性能CCS光源,能够实时对高精度图像进行采集;利用迭代重加权最小二乘法、累计概率Hough变换等图像处理算法,对半导体激光器、非球面透镜边缘直线进行快速拟合,实现自动对准。在PPHT算法对灰度随机分布低对比度俯视图失效时,提出求导寻点法,实现了非球面透镜和半导体激光器边缘直线特征点的提取,并完成了直线拟合。系统采集的图像像素精度属于亚微米级别,整个对准过程在0.5 s可完成,大幅提高了产品的成品率和生产效率。 

【文章来源】：应用激光. 2020,40(04)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

视觉对准系统组成

3D激光器图像测量系统对不锈钢、铝等有反射的加工表面比较适合,采用高亮点光源和激光线束使激光头具有极强的抗干扰能力,应用滤光器/偏光片等可对特殊强反光进行处理,对于多种机器人接口通讯是支持的,可对引导机器人校正轨迹,本研究3D激光器使用激光三角测量法采集图像,其原理是通过一束激光以某一角度在被测物体表面进行聚焦,物体表面上的激光光斑从另一角度成像,高度不同的物体表面激光照射点接受不同角度的反射光线或散射光线,光斑像位置通过CCD光电传感器测出,通过计算主光线角度,从而计算出物体表面激光照射点位置高度。沿激光线方向,当物体有移动发生时,测量结果发生改变,激光测量物体位移得到实现。图2为三角测量原理图。3 视觉对准系统算法

视觉对准核心工位详见图3所示,该系统能够实现对准的高精度、图像识别的高效性以及图像采集的系统化流程的。平台能够控制气嘴移动,实现料盘吸收非球面透镜的目的,随后将半导体激光器与非球面透镜相结合,实现采集并处理图像的目的,从而使半导体激光器、非球面透镜的边缘高度贴合、平齐得到实现。4.1 左视图平行对准与测距

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于3D激光器的机器人视觉定位引导系统设计与应用研究[J]. 覃见吉,耿魁伟.  机电产品开发与创新. 2017(05)
[2]基于深度分层特征的激光视觉焊缝检测与跟踪系统研究[J]. 邹焱飚,周卫林,陈向志.  中国激光. 2017(04)
[3]一种空间视觉测量子系统用半导体激光器驱动电路设计[J]. 王东宁,张琳,华宝成,郑岩,龚德铸,赵春晖.  空间控制技术与应用. 2016(02)
[4]基于激光视觉的角焊缝图像特征点提取[J]. 刘子腾,白瑞林,王秀平.  焊接学报. 2016(02)
[5]线结构光扫描传感器结构参数一体化标定[J]. 王金桥,段发阶,伯恩,刘博文,冯帆.  传感技术学报. 2014(09)

硕士论文
[1]多线激光传感器Ⅴ型焊缝轨迹识别[D]. 张瑞雪.南昌大学 2018
[2]双线激光视觉传感焊缝跟踪图像处理[D]. 赵滨.南昌大学 2016
[3]细晶ZK60-Y镁合金板材激光焊接性研究[D]. 赵嫱.湖南大学 2014



本文编号：3522008