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基于嵌入式机器视觉的激光熔覆成形熔池离焦量在线测控系统
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:《中国激光》
  • 时间:0
  • 分类:TN249[电子电信—物理电子学] TF124[冶金工程—粉末冶金;冶金工程—冶金物理化学]
  • 作者机构:[1]苏州大学机电工程学院,江苏苏州215000
  • 相关基金:国家自然科学基金(61475107); 江苏省科技支撑计划重点(BE2012068)资助课题; 江苏省光子制造科学与技术重点实验室开放基金(GZ201209)
中文摘要:

在金属激光熔覆自由三维成形中,不断生长的成形面与成形喷头之间的距离应保持恒定值,以保证生长表面上处于聚焦激光焦点附近熔池的离焦量基本不变。以光学三角法为原理,提出了一种基于嵌入式机器视觉的激光自由成形熔池离焦量在线测控系统,推导出了镜头焦距设计公式,给出了系统硬件方案以及软件方案,同时为高效稳定处理熔池图像,提出了一种基于面积的熔池灰度阈值估计算法。经测试,此测量系统能实时准确地测得熔池离焦量,将该系统运用至实际薄壁圆环成形中,实时调节光头提升速度以保持离焦量恒定,使得薄壁圆环成形精度得到明显提高。

英文摘要:

To maintain the defocusing amount during the metal laser cladding forming experiments, the distance between the forming surface and the nozzle should be fixed. Based on optical triangle method, an embedded machine vision online measuring system for controlling the laser defocusing amount is proposed. The formula for designing the lens focal length of the measuring camera is deducted, and both hardware and software solutions are meanwhile presented. To process the gained pictures from the measuring camera effectively and stably, a new algorithm estimation based on molten pool gray threshold is used for programming. The output voltage from the measuring system is also integrated into the robot controlling coding which helps adjust the nozzle position automatically once the laser defocusing amount is offset. This measuring system is later verified through several metal laser cladding forming experiments to be stable and precise. By comparing the thin-wall cylinder forming parts, the surface roughness of the part made with the measuring system is much brighter and cleaner than the ones without this system.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849