[发明专利]一种单层多道焊缝堆积熔敷效果检测方法及系统

说明书

本发明涉及电弧增材制造领域，更具体地，涉及一种单层多道焊缝堆积熔敷效果检测方法及系统。本发明采用基于激光视觉传感技术来获取被测表面的轮廓信息，通过采集待测物体表面的轮廓，并使用相关图像处理算法，结合判断熔敷效果的公式，对单层多道焊缝堆积熔敷效果进行检测，本发明克服了人工检测复杂程度高、效率低、易受主观因素影响等缺点，利用先进高效的视觉检测技术，极大提高了自动化生产程度。

技术领域

本发明涉及电弧增材制造领域，更具体地，涉及一种单层多道焊缝堆积熔敷效果检测方法及系统。

背景技术

目前。在电弧增材制造领域，以电弧为热源金属零件增材制造技术具有设备简单、材料利用率高、生产效率高等优点。电弧堆焊是利用焊条或电极熔敷在基材表面进行增材制造，由于各种因素影响，焊缝在多道单层堆积过程中的熔敷效果会受到熔敷温度、焊接电流电压以及保护气体流量等的影响，电弧增材制造表面的成形熔敷效果缺乏检测和量化方法，目前大多检测方法无法达到无损检测的目的。判断多道单层焊缝堆积熔敷效果的好坏主要是靠有经验的工人对产品进行切断面做显微组织分析判断熔敷效果。或者靠人工肉眼观察成形表面的大致熔敷效果。以上两种方法都是依赖人工，并且需要大量经验支持，切断面分析需要破坏产品，进行显微组织分析虽然结果精确但是浪费大量时间和物力，影响生产效率，缺乏统一标准，易产生误判等。

发明内容

为了解决现有技术中需要依赖人工判断电弧堆焊过程中的熔敷效果的不足，本发明提供了一种单层多道焊缝堆积熔敷效果检测方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种单层多道焊缝堆积熔敷效果检测方法，包括以下步骤：

步骤S1：通过激光视觉传感系统采集焊缝表面的轮廓的图像；

步骤S2：将采集到的焊缝表面的轮廓的图像发送到上位机中；

步骤S3：上位机将对图像进行处理，提取图像中的像素坐标；

步骤S4：将像素坐标进行转换得到轮廓的实际位置，生成世界坐标；

步骤S5：提取世界坐标中的特征参数；

步骤S6：根据特征参数计算焊缝轮廓堆积的熔敷效果。

优选的，所述的激光视觉传感系统包括激光发射器以及CMOS相机；所述的激光发射器以及CMOS相机分别与上位机相连接，所述的激光发射器用于发射激光到焊缝表面，CMOS相机用于采集焊缝表面的轮廓的激光条纹的图像。

优选的，所述的步骤S6的具体步骤如下：

设定有n道焊缝轮廓，在第i道焊缝轮廓中，A_i为焊缝轮廓的顶点，B_i为焊缝轮廓的交界点，d_i为A_i与B_i的垂直距离，d_i-1为第i道轮廓的前一道轮廓中焊缝轮廓的顶点A_i-1与焊缝轮廓的交界点B_i-1的垂直距离；m_i为B_i到底面的距离，焊缝轮廓堆积的熔敷效果dep用以下公式求出：

Δd_i＝|d_i-d_i-1| (i1)

一种单层多道焊缝堆积熔敷效果检测系统，所述系统基于上述所述的方法，包括堆焊基板以及运动平台，所述的堆焊基板安装在运动平台上，所述的系统还包括激光视觉传感系统、上位机以及运动平台控制柜；所述的运动控制柜、激光视觉传感系统分别与上位机相连接；所述的运动平台控制柜与运动平台相连接。