连续电流TIG焊熔池图像的低成本自动化检测

本资料包含pdf文件1个，下载需要5积分

连续电流 焊熔池图像的低成本自动化检测
刘新锋1， 2
， 高进强1， 2
， 姜锡瑞3
， 武传松1， 2
（1.山东大学 材料液态结构及其遗传性教育部重点实验室，济南 250061；
2.山东大学 连接技术研究所，济南 250061；3.哈尔滨工程大学， 哈尔滨 150001）
摘 要： 改进了普通 CCD摄像机镜头， 使物距、 放大倍数的调节范围进-步扩大。通
过试验和统计的方法， 调整物距、 光圈、 快门等光学参数， 增大景深， 提高对比度， 拍摄出
了分辨率较高的熔池图像。对大量的焊接熔池图像进行了分析， 根据图像的特点， 设计
出不需要滤波的图像边缘检测算法， 检测出了连续电流 TIG焊接熔池的整个边缘。与
激光频闪视觉检测仪拍摄的熔池图像进行了对比， 结果表明该低成本自动化检测装置
所拍摄的熔池图像也达到了较高的清晰度与对比度。
关键词： 连续电流 TIG焊；熔池图像；低成本自动化检测
中图分类号：TG444
.73 文献标识码：A 文章编号：0253 - 360X （2001） 06 - 25 - 04
刘新锋
0 序 言
随着微机技术与传感技术的发展， 利用普通
CCD摄像机从试件正面检测焊接熔池形状， 实现低
成本的自动化检测， 已成为焊接科技工作者所追求
的目标之-。焊接熔池图像的检测结果既可以为焊
接质量控制 （如熔宽、 熔透） 打下良好的基础 ［1， 2］ ， 也
可以在宏观质量条件下验证焊接过程的数值模拟结
果 ［3， 4］ ， 具有重要的实用价值和学术意义。
从试件正面检测熔池遇到的最大问题是电弧光
的强烈干扰 ［1］ 。对于连续电流 TIG 焊， 因为无法利
用脉冲焊时的基值采样， 所以如何采取有效措施消
除弧光的干扰， 是关键与技术难点 ［5］ 。美国肯塔基
大学、 山东大学连接技术研究所已利用激光频闪视
觉检测仪检测出清晰的连续电流 TIG 焊熔池图
像 ［6］ 。但设备造价昂贵， 难以在实际中推广应用。
本文以连续电流 TIG焊接熔池图像低成本自动
化检测为目标， 拍摄出分辨率和对比度都较高的熔
池图像， 并检测出了焊接熔池的整个边缘。
1 试验装置
图 系统框图
制单元根据主控微机发出的信息控制焊接速度和焊
接电流。图像采集卡负责图像的采集， 采集及转换
速度为30 帧/ S， 转换图像的灰度精度为 1 / 256。所