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焊缝成形线结构光视觉检测方法研究

胡丹 张艳喜 王静静 高向东

胡丹, 张艳喜, 王静静, 高向东. 焊缝成形线结构光视觉检测方法研究[J]. 制造技术与机床, 2022, (3): 132-137. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.03.023
引用本文: 胡丹, 张艳喜, 王静静, 高向东. 焊缝成形线结构光视觉检测方法研究[J]. 制造技术与机床, 2022, (3): 132-137. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.03.023
HU Dan, ZHANG Yanxi, WANG Jingjing, GAO Xiangdong. Research on method of line structure light active vision weld seam detection[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (3): 132-137. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.03.023
Citation: HU Dan, ZHANG Yanxi, WANG Jingjing, GAO Xiangdong. Research on method of line structure light active vision weld seam detection[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (3): 132-137. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.03.023

焊缝成形线结构光视觉检测方法研究

doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.03.023
基金项目: 

国家自然科学基金资助项目 51675104

广州市科技计划项目 202002020068

广州市科技计划项目 202002030147

详细信息
    作者简介:

    胡丹,女,1995年出生,硕士研究生,主要从事焊接无损检测等方面的研究。E-mail: 490048642@qq.com

    通讯作者:

    高向东,男,1963年生,博士,教授,主要从事光机电先进传感、焊接、自动控制、机械制造自动化。E-mail: gaoxd666@126.com

  • 中图分类号: TG441.7

Research on method of line structure light active vision weld seam detection

  • 摘要: 针对焊缝尺寸测量和表面成形质量评估问题,研究一种基于线结构光的焊缝视觉成形检测系统。在详细论述结构光视觉传感器的组成结构以及标定过程的基础上,优化图像预处理流程,提出了基于边界限定的灰度重心法来提取激光条纹中心线。以单像素的激光条纹为信息源表征焊缝轮廓,融合多特征点提取算法实现激光条纹轮廓特征点的检测并基于特征点建立角焊缝的尺寸计算模型,最终实现焊缝尺寸测量。结果表明:该焊缝成形视觉检测系统能满足焊缝检测性能的要求。

     

  • 图  1  基于结构光视觉的焊缝检测装置图

    图  2  基于锯齿靶标的直接标定法示意图

    图  3  锯齿靶标激光条纹图像及特征点

    图  4  角焊缝信息图

    图  5  图像预处理效果图

    图  6  限定边界的灰度重心的条纹中心线提取算法示意图

    图  7  边缘提取效果局部放大图

    图  8  中心线提取效果的局部放大图

    图  9  角焊缝轮廓曲线及对应的斜率曲线

    图  10  角焊缝中心线与特征点提取效果图

    图  11  基于实际激光条纹中心线的焊缝成形尺寸定义

    图  12  角焊缝尺寸测量结果

  • [1] Yang L, Liu Y, Peng J. Advances techniques of the structured light sensing in intelligent welding robots: a review[J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2020, 110(3): 1027-1046. doi: 10.1007/s00170-020-05524-2
    [2] 杨国威, 闫树明, 王以忠. 基于方向梯度直方图粒子滤波的V型焊缝跟踪[J]. 中国激光, 2020, 47(7): 330-338. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JJZZ202007030.htm
    [3] Zhang G, Shi Y, Gu Y F, et al. Welding torch attitude-based study of human welder interactive behavior with weld pool in GTAW[J]. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2017, 48(2): 145-156. http://www.onacademic.com/detail/journal_1000039869826910_37ec.html
    [4] Han Y, Fan J, Yang X. A structured light vision sensor for on-line weld bead measurement and weld quality inspection[J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2020, 106(1): 2065-2078. doi: 10.1007/s00170-019-04450-2
    [5] White A R, SmithS J, Lucas J. Vision-based gauge for online weld profile metrology[J]. IEE Proceedings Science, Measurement & Technology, 1994, 141(6): 521-526. http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=331587
    [6] 孙博文, 朱志明, 郭吉昌, 等. 基于组合激光结构光的视觉传感器检测算法及图像处理流程优化[J]. 清华大学学报: 自然科学版, 2019, 59(6): 445-452. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QHXB201906005.htm
    [7] 丁晓东, 高向东, 张南峰, 等. 激光视觉传感的焊缝成形测量[J]. 制造技术与机床, 2018(12): 98-101. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZJYC201812036.htm
    [8] Chu H H, Wang Z Y. A vision-based system for post-welding quality measurement and defect detection[J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2016, 86(9-12): 3007-3014. doi: 10.1007/s00170-015-8334-1
    [9] Nguyen H C, Lee B R. Laser-vision-based quality inspection system for small-bead laser welding[J]. International Journal of Precision Engineering & Manufacturing, 2014, 15(3): 415-423. doi: 10.1007/s12541-014-0352-7
    [10] 曹辉, 杨理践, 刘俊甫, 等. 基于数据融合的小波变换漏磁异常边缘检测[J]. 仪器仪表学报, 2019, 40(12): 71-79. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YQXB201912009.htm
    [11] 单东日, 童灿, 乃学尚, 等. 基于小波和灰度共生矩阵的带钢表面缺陷识别[J]. 制造技术与机床, 2020(2): 120-123. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZJYC202002026.htm
    [12] Zeng J, Cao G Z, Peng Y P, et al. Aweld joint type identification method for visual sensor based on image features and SVM[J]. Sensors, 2020, 20(2): 471-491. doi: 10.3390/s20020471
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  • 收稿日期:  2021-06-28
  • 网络出版日期:  2022-03-12

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