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管板焊接中用于控制焊缝高度的交叉线激光辅助机器视觉技术

DOI：10.1016/j.optlastec.2019.105796 期刊：Optics & Laser Technology 出版年份：2020 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 板材焊接中热变形是一个主要问题。本工作针对管板焊接需解决的一个关键问题是：焊枪与工件间距（后文统称焊接高度）的变化易导致咬边和烧穿。遗憾的是，对管板焊接至关重要的焊接高度控制研究十分有限。本文因此引入了一套以十字线激光为结构光的机器视觉系统，用于测量焊接高度以实现自适应校正控制。为提取反映焊接高度变化的十字线激光交点坐标（ICCL），提出了一种通过图像分割区域并提取其中心的处理算法。采用最小二乘法建立了焊接高度变化值（WHVV）与ICCL之间的线性关系。实验平台测试表明：静态检测误差不超过0.007mm，动态检测误差不超过0.016mm；当WHVV=1mm时，115根管件的补偿误差介于-0.037至+0.028mm之间。
作者： Ting Lei，Wenbin Wang，Youmin Rong，Pengfei Xiong，Yu Huang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过引入以十字线激光作为结构光的机器视觉系统进行测量与控制，解决管板焊接中焊枪至工件距离（焊接高度）的变化问题，从而防止咬边和烧穿现象。

研究成果

管板焊接中，十字线激光辅助机器视觉系统有效控制焊接高度，静态与动态检测误差分别不超过0.007毫米和0.016毫米。当WHVV=1毫米时，115根管子的补偿误差介于-0.037至+0.028毫米之间，验证了系统的可靠性与稳定性。

研究不足

动态检测误差和补偿精度受十字线激光定位管中心位置偏差、图像处理算法误差以及机械部件定位误差的影响。焊接高度变化值越大，补偿误差就越大。

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