基于熔池图像视觉传感的激光搭接焊间隙检测系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于熔池图像视觉传感的激光焊T型搭接接头间隙的检测系统及方法，该检测系统为视觉传感系统，包括具有LinLog感光技术CMOS摄像机、滤光系统、辅助光源、图像采集卡、计算机和显示器等，该检测方法以辅助光源和熔池自身辐射光作为光源，利用滤光系统滤除等离子体并调节光强，计算机实时采集并显示CMOS摄像机获取的熔池图像，利用Labview图像处理平台提取和计算熔池和孔口图像边缘和面积，获取熔池尺寸与孔口面积与间隙的定量关系。本发明的检测系统构成简单、监控图像清晰、检测光信号精度高、抗干扰能力强、工程实用性好，可实时监测激光焊接T型搭接接头间隙。

主权项

一种基于熔池图像视觉传感的激光焊T型搭接接头间隙的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将工件（3）放置在工作台上，随工作台一起移动，激光头（1）固定不动；采用包含具有LinLog感光技术的CMOS摄像机（5）、滤光系统（11）、辅助光源（9）、图像采集卡（6）、计算机（7）、显示器（8）的视觉传感系统，焊接图像信号经图像采集卡（6）送入计算机（7），经显示器（8）显示；将摄像机（5）放置在工作台侧面500‑1000mm并与工件（3）表面呈75‑85^°的夹角，调整辅助光源（9）使其位于激光头（1）的前方300‑500mm并与工件（3）表面呈25‑35^°的夹角；调整具有LinLog感光技术的CMOS摄像机（5）的图像大小及焦距；（2）调整具有LinLog感光技术的CMOS摄像机（5）使其能够采集工件（3）表面整个熔池的图像，当熔池的图像不居中或无法采集完整熔池图像时则调整具有LinLog感光技术CMOS摄像机（5）的位置；依据焊接速度和焊缝长度，适当调整曝光度并控制采集时间和帧数，并记录采集频率；（3）激光焊接过程中观察熔池动态变化，实时分析熔池和孔口大小、形状、亮度及下塌缺陷的变化；（4）将采集到的熔池图像导入另一台装有Labview图像处理平台的计算机，对孔口进行边缘提出和面积计算，分析孔口面积与间隙量的对应关系；利用Photoshop软件对熔池的宽度和长度进行测定，分析其与间隙量的对应关系；（5）根据上述孔口面积与间隙量的对应关系和熔池的宽度和长度与间隙量的对应关系，通过对焊接过程中熔池图像的实时观察和孔口面积和熔池宽度、长度和面积的计算实时监测焊接过程中的间隙量。