焊缝表面缺陷的三维特征提取及线激光检测

摘要

焊接是工业生产领域中一种非常常见的加工制造方法，焊接质量的好坏将会对焊缝的性能以及产品的安全性产生很大影响，因此对其应引起足够的重视。现代工业生产中对焊接产品质量的要求越来越高，对于焊缝质量的检测技术也是提出了更高的要求。先进的检测技术是保证焊接产品质量必不可少的条件，焊接质量的检测技术不断向着自动化和数字化发展，自动化检测不仅可以提高生产效率，而且可以改善工人的劳动环境。
　　本文通过分析焊缝表面缺陷的特点，采用线激光扫描焊缝，得到表面轮廓线的基本信息，根据其轮廓线的特点，提出了利用单轮廓拟合和多轮廓组合的方法来判识焊缝表面缺陷，基于该判识方法，用LabVIEW软件开发了一套可在线检测焊缝表面缺陷的检测系统。焊缝表面缺陷检测系统主要由焊缝表面数据采集程序、数据拟合分析程序和显示模块构成。数据采集程序主要是在线获取焊缝表面轮廓的基本信息，数据拟合分析程序主要是针对焊缝的轮廓特点和不同的缺陷特征，利用不同的数学方法进行缺陷的判识，检测结果的显示模块主要是在线显示焊缝表面缺陷的判识结果，包括缺陷的位置、种类、大小等具体信息。
　　本系统能精确地检测焊缝咬边，未熔合，气孔，焊瘤，角变形等缺陷的位置与大小，焊缝横向和垂直方向精确度可达微米级别，纵向可达0.01毫米。本系统较成功的解决了目前依靠人工检测焊缝表面缺陷存在的问题，具有高效，精确，客观的特点。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1选题的背景

1.2焊缝外观质量视觉检测的研究现状

1.3 表面缺陷检测算法研究现状

1.4 课题研究的意义及主要内容

第二章 检测系统的软硬件环境

2.1 检测系统的硬件环境

2.2 检测系统的软件环境

2.3小结

第三章 焊缝表面信息的数据采集系统

3.1 焊缝表面信息的采集

3.2 焊缝表面轮廓数据采集程序

3.3 小结

第四章 焊缝表面轮廓的基本信息和特点

4.1 不同焊接方法下的焊接特点

4.2 不同焊接方法下的焊缝表面特点

4.3 焊缝单轮廓的最小二乘法拟合

4.4 小结

第五章 焊缝表面缺陷的特点和判识

5.1 焊缝常见缺陷

5.2 焊缝常见缺陷特点

5.3 焊缝角变形的矫正

5.4 焊缝咬边和未熔合缺陷的特点和判识

5.5 焊缝中表面气孔缺陷的特点和判识

5.6 焊缝中焊瘤的特点和判识

5.7 焊缝中未焊满的特点和判识

5.8 焊缝表面缺陷的位置和大小信息

5.9 小结

第六章 系统的介绍和检测结果

6.1 系统的介绍

6.2 焊缝表面缺陷检测系统界面的介绍

6.3 检测系统的检测结果

6.4 小结

第七章 总结

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢