用于焊縫對中與成型控制的色敏檢測方法項目摘要

苧麻系統(tǒng)我國特產(chǎn)又是主要創(chuàng)匯產(chǎn)物,建國30多年全國還未育成一個大面積推廣的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)新品種,我們借鑒海外和其它作物的經(jīng)驗,采取多倍全,單倍體等方式,期求在短期內(nèi)選育出新品種,解決生產(chǎn)上急需并在方法上探新. 2100433B

1. 研究計劃要點 根據(jù)激光焊接的工藝要求，等厚板對接拼縫檢測分為兩個層次。一是當(dāng)焊縫間隙大于0.06mm時，焊縫檢測要得到焊縫的中心位置、法矢及寬度（以便根據(jù)間隙寬度調(diào)整激光焊接速度、功率等參數(shù)）；二是當(dāng)焊縫間隙小于0.06mm時，焊縫檢測的重點在于如何精確獲得焊縫的中心位置與法矢，此時焊縫的寬度檢測允許有較大的相對誤差。無論較寬的間隙還是微細(xì)間隙，焊縫的中心位置都必須有很高的檢測精度。 本項目研究兩塊薄壁等厚板對接時所形成的空間曲面激光拼焊時，對所形成的狹窄微細(xì)（尤其是對于寬度小于0.06mm時）的焊縫的復(fù)合視覺檢測方法，將激光三維測量技術(shù)和機(jī)器視覺二維測量技術(shù)結(jié)合起來，通過共用CCD相機(jī)實現(xiàn)測量系統(tǒng)的集成；利用信息融合技術(shù)，將兩種測量方法得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，實現(xiàn)在一幅圖像中同時獲取焊縫中心的三維位置、拼接表面法矢及寬度，為實現(xiàn)薄壁板激光對接焊中狹窄微細(xì)焊縫的檢測、幾何建模以及焊縫的實時跟蹤、焊接工藝參數(shù)的自適應(yīng)控制等提供基礎(chǔ)性的技術(shù)支持。 根據(jù)課題研究的進(jìn)展情況，圍繞微細(xì)焊縫檢測與跟蹤控制的難點，本課題在對接拼縫檢測的理論與技術(shù)上進(jìn)行了創(chuàng)新與發(fā)展，首次提出了基于微景深的對接拼縫檢測方法，并進(jìn)行了大量的理論分析與現(xiàn)場試驗，表明微景深對接拼縫的檢測方法，具有更好的可行性。 2. 研究工作進(jìn)展及所取得的成果 本課題的研究取得如下的成果。 1） 發(fā)表了2篇學(xué)術(shù)論文； 2） 獲得了一項國家發(fā)明專利；申請了一項國家發(fā)明專利； 3） 培養(yǎng)博士生1名，碩士生3名； 4） 本課題提出的基于2D/3D視覺信息融合的焊縫檢測方法，將二維影像測量與線結(jié)構(gòu)光三維測量的優(yōu)點結(jié)合起來，利用二維影像測量方法與線結(jié)構(gòu)光三維測量方法獲取焊縫邊界、中心點的二維圖像坐標(biāo)和焊縫截面輪廓的三維坐標(biāo)，然后利用2D/3D視覺信息融合方法，從一幅包含三條結(jié)構(gòu)光條紋的焊縫圖像中，同時獲取焊縫中心的三維位置、接頭間隙和焊縫局部表面法矢信息，滿足了激光對接拼焊時對焊縫實時檢測的要求； 5） 本課題提出的基于微景深的對接拼縫檢測方法，具有高的光學(xué)放大倍數(shù)，使得更細(xì)微的拼縫檢測的穩(wěn)定性、精度更高，且大大縮小了焊接激光焦點與拼縫檢測傳感器檢測范圍中心的距離，使得激光焊接時拼縫的實時跟蹤控制更容易、拼縫跟蹤的精度更高、控制的穩(wěn)定性更好。 6） 本課題研究的拼縫檢測方法及所培養(yǎng)的人才，在雙光束激光焊接項目的實施中得到應(yīng)用驗證 2100433B

《窄間隙焊縫偏差的紅外視覺傳感檢測方法及裝置》涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，特指一種對搖動（或擺動）或旋轉(zhuǎn)電弧窄間隙焊縫偏差進(jìn)行實時檢測的紅外視覺傳感方法及裝置。

復(fù)雜空間曲面的薄壁等厚板激光對接拼焊是目前激光加工領(lǐng)域中的一道難題。其原因在于焊縫間隙狹窄、特征不明顯，尤其是當(dāng)拼縫間隙小于0.06mm時，現(xiàn)有拼縫檢測裝置不能穩(wěn)定獲得拼縫信息或完全失去作用。為此，本申請?zhí)岢鰪?fù)合視覺檢測技術(shù)，以解決對接拼焊時微細(xì)焊縫中心位置檢測的難題，從而提高激光拼焊的質(zhì)量。其基本思路是利用二維機(jī)器視覺在微觀檢測方面的優(yōu)勢，得到焊縫在圖像坐標(biāo)系下的寬度及中心位置；并利用三維機(jī)器視覺在宏觀檢測方面的優(yōu)勢，得到檢測點處焊縫曲面的逼近微切平面及其法矢；再將二維測量信息與三維測量信息融合，將焊縫中心位置及寬度從二維圖像坐標(biāo)系變換到三維測量局部坐標(biāo)系，最終建立焊縫的三維形貌模型，為高能束拼焊軌跡優(yōu)化、焊接工藝參數(shù)優(yōu)化提供科學(xué)根據(jù)。其創(chuàng)新點在于，視覺測量裝置在同一位姿下的一次拍攝，即可以得到該位姿處微細(xì)焊縫中心位置、寬度及法矢。