[发明专利]基于等离子体图像激光搭接焊间隙检测方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于等离子体图像视觉传感激光搭接焊间隙的检测方法及检测系统，检测系统采用视觉图像传感系统，其包括具有LinLog感光技术CMOS摄像机、减光系统、图像采集卡、计算机和显示器等，该方法利用上述视觉图像传感系统观察激光焊接过程等离子体形态，计算机实时采集并显示CMOS摄像机获取的等离子体图像；观测等离子体图像动态行为，利用Labview图像处理平台提取和计算等离子体图像边界和面积，获取间隙量与等离子体变化的定量关系。经采用本发明的方法现场试焊激光搭接焊T型接头，间隙量识别的准确度和精度均较高；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。

主权项

一种基于等离子体图像视觉传感激光搭接焊间隙的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：1)采用包含具有LinLog感光技术CMOS摄像机（5）、减光系统（11）、图像采集卡（6）、计算机（7）、显示器（8）的视觉图像传感系统，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，将具有LinLog感光技术CMOS摄像机（5）放置在工作台侧面工件前方500mm并与工件上表面呈0°的夹角，采用变焦镜头（14）和光圈（15）调整焦距和曝光度，使光圈和曝光度参数合理匹配，利用减光系统（11）减去外部的干扰杂光，采集等离子体图像，将图像信号经图像采集卡（6）送入计算机（7），经显示器（8）显示；2)进一步调整具有LinLog感光技术CMOS摄像机（5）采集工件（3）上表面和间隙处的等离子体图像，如不居中或无法采集到间隙位置处图像需调整具有LinLog感光技术CMOS摄像机(5)位置和图像尺寸；依据焊接速度和焊缝长度，适当调整曝光度控制采集时间和总帧数，并记录采集频率；3)焊接过程观察等离子体动态变化，实时分析等离子大小、形状、倾斜角度及间隙处等离子体出现的频率；4)将采集到的等离子体图像导入另一台装有Labview图像处理平台的计算机，对等离子体进行边缘提出和面积计算，分析等离子体面积与间隙量的对应关系，利用Origin软件进行等离子体面积的幅频分析，找出等离子体面积的峰值频率及与间隙量的对应关系，实现焊接过程间隙的监测；5)根据上述等离子体面积与间隙量的对应关系和等离子体面积的峰值频率及与间隙量，通过对焊接过程中等离子体图像的实时观察和等离子体面积、熔池宽度、等离子体面积的峰值频率的计算实时监测焊接过程中的间隙量。