[發明專利]一種基于高速攝像下的雙激光束雙側同步焊接填絲熔滴過渡監控系統及方法

有效

• 申請號: 202010045529.0
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111203639B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 占小紅;陳丹;王磊磊
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B23K26/26
• 分類號: B23K26/26;B23K26/03
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬

1.一種基于高速攝像下的雙激光束雙側同步焊接填絲熔滴過渡監控方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、通過查閱資料和熱輸入參數計算，設定不同的送絲速度，以獲取不同送絲速度下熔滴大小和過渡頻率參數；

S2、開啟焊接裝置和高速攝像機，高速攝像系統對雙激光束雙側同步焊接過程中雙側過渡熔滴進行高頻采樣捕捉并選擇性成像；

S3、為了降低高速攝像與計算機系統的內存要求，需對雙側熔滴過渡的成像進行二次采樣，首先利用正弦波發生器產生出發信號，激勵高速攝像機進行一次采樣，然后通過對幀數編碼、二次采樣后傳輸到計算機圖像處理系統；

S4、使用計算機系統中的數字圖像處理軟件對高速攝像采集到的圖片進行預處理，主要包括以下步驟：

(1).利用中值濾波器對圖像進行中值平滑濾波除噪；

(2).通過灰度線性變換使圖像更加清晰易識別；

(3).利用圖像的直方圖增強其對比度；

(4).采用最小二乘法對圖像中熔滴的輪廓曲線進行擬合，并計算出熔滴的質心坐標(x1，y1)、(x2，y2)，使用以下公式計算熔滴過渡速率：

其中，k是經過數字-圖像技術處理后實際長度與圖像長度之比，Vw是激光束的焊接速率；

S5、送絲系統向計算機數字信號處理器反饋送絲速度；

S6、計算機圖像、數字處理系統對輸入信號進行高速處理，分析不同送絲速度下雙激光束雙側同步焊接熔滴的過渡模式和過渡頻率；

S7、將由高速攝像系統所得的熔滴形狀和過渡頻率進行數據分析和試樣觀測，從而得到最佳焊接熔滴過渡模式和熔滴過渡頻率。

2.根據權利要求1所述的基于高速攝像下的雙激光束雙側同步焊接填絲熔滴過渡監控方法，其特征在于，兩個高速攝像頭分別安置于兩個激光頭上，保證高速攝像機與焊絲相對靜止，調整高速攝像頭的位置，使熔滴過渡的整個過程都能被攝像機捕捉到。