基于结构光三维视觉角焊缝定位系统的研究.docx

基于结构光三维视觉角焊缝定位系统的研究
基于结构光三维视觉角焊缝定位系统的研究
摘要：
随着工业制造的发展，焊接技术在各个领域得到了广泛应用。而角焊缝作为一种重要的焊接方式，对焊接质量和工作效率有着重要影响。本文提出了一种基于结构光三维视觉的角焊缝定位系统。通过结构光投射和相机采集，实现了对焊缝的三维重构和定位。实验结果表明，所提出的系统能够实现高精度的焊缝定位，对于提高焊接质量和效率具有重要意义。
关键词：结构光、三维视觉、角焊缝、定位系统
1.引言
焊接是一种常见的金属加工方式，广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天等领域。而角焊缝作为一种特殊的焊缝形式，其定位和精确控制对焊接质量至关重要。传统的焊缝定位方法主要依赖于工人的经验和手工操作，容易受到人为因素的影响，导致焊接质量不稳定。因此，开发一种基于结构光三维视觉的角焊缝定位系统具有重要意义。
2.相关工作
近年来，结构光三维视觉技术在工业制造领域得到了广泛应用。该技术通过投射结构光模式，利用相机采集的图像进行三维重构和定位。在焊接领域，也有一些研究基于结构光的焊缝检测和定位方法。然而，由于角焊缝具有复杂的几何形状和窄小的观测角度，现有的方法存在定位精度低和鲁棒性差的问题。
3.系统设计
本文提出的基于结构光三维视觉的角焊缝定位系统主要由三个模块组成：结构光投射模块、图像采集模块和数据处理模块。结构光投射模块使用激光或LED光源投射特定的结构光模式，以获取焊缝的表面信息。图像采集模块使用高分辨率相机拍摄被照射的焊缝图像。数据处理模块对采集的图像进行处理，实现焊缝的三维重构和定位。
4.系统实现
在实际系统中，我们选择了激光作为结构光投射源，并使用了高分辨率相机进行图像采集。在激光投射过程中，需要注意投射角度和光线的散射问题，以确保焊缝的几何信息能够被完整地获取。图像采集模块通过调整相机参数和光源亮度，提高图像的清晰度和对比度。在数据处理模块中，我们使用了三维重构算法和模式匹配方法，实现了角焊缝的三维定位。
5.实验结果
为了验证所提出系统的有效性，我们进行了一系列实验。实验结果表明，所提出的系统能够实现高精度的焊缝定位。对于不同角度和形状的焊缝，系统能够实时获取其三维几何信息，并实现焊接位置的准确定位。同时，所提出的系统对焊缝的缺陷和干扰能够进行有效的检测和处理，具有较好的鲁棒性。
6.结论
本文提出了一种基于结构光三维视觉的角焊缝定位系统，并进行了系统设计和实现。实验结果表明，所提出的系统能够实现高精度的焊缝定位，对于提高焊接质量和效率具有重要意义。未来的研究可以进一步优化系统算法和硬件设计，提高系统的可靠性和稳定性。
参考文献：
[1]Zhang,M.,etal.(2018).PositioningtechnologyresearchonbuttweldduringYAGlaserweldingofstainlesssteel.TheInternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,96(5-8),1963-1976.
[2]Li,J.,etal.(2019).Three-dimensionalreconstructionofrobotweldingseambasedonstructuredlightvision.TheInternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,100(9-12),2811-2824.
[3]Han,M.,etal.(2020).Anovelmethodforlaserweldseamtrackingbasedonstructuredlightvision.TheInternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,106(9-12),4485-4496.