基于焊枪轮廓特征提取的焊接偏差测定方法

作     者：王中任 王小刚 刘德政 刘海生 WANG Zhongren;WANG Xiaogang;LIU Dezheng;LIU Haisheng

作者机构：湖北文理学院襄阳441053 武汉科技大学武汉430081 

出 版 物：《焊接学报》 (Transactions of The China Welding Institution)

年 卷 期：2020年第41卷第7期

页      面：59-64,I0004页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：湖北省科技创新专项(2017AFB153) “机电汽车”湖北省优势特色学科群开放基金(XKQ2020007) 

主　　题：焊缝视觉跟踪 熔池图像 焊接偏差 聚类算法 熔化极气体保护焊 

摘      要：在熔化极气体保护焊(gas metal welding,GMAW)焊接过程中,由于弧光干扰严重,视觉系统难以同时准确提取焊缝和焊丝尖端,从而影响焊缝跟踪的精度.针对这个问题,提出一种定位焊枪中心来替代定位焊丝尖端的焊接偏差测定方法,并对该方法进行了可行性论证.首先,在增强熔池图像中的焊缝、焊枪边缘轮廓信息后,设置矩形窗获得边缘采样点.然后,使用聚类算法筛选出正确的边缘采样点,根据采样点利用最小二乘法拟合出焊缝直线和焊枪椭圆方程.最后,计算当前图像焊枪中心与焊缝直线的距离,与基准图像中的对应距离进行比较,测定出焊枪位置偏差量和焊枪摆幅偏差量.实际验证结果表明,焊枪中心与焊丝尖端的替代误差在0.2 mm以内,满足跟踪精度要求,具有较强的工程实际意义.