一种对薄板焊接全场变形的图像测量方法

摘要：

为解决焊接过程中由于高温高亮而使焊件变形难以测量的问题,采用改进的数字图像相关法和双目立体视觉对金属薄板焊接全场变形进行测量.对弱相关图像匹配的解决方法和数字图像相关的算法进行分析,并通过去噪和分段基准保证弱相关图像的正确匹配:首先,使用高斯平滑对原始图像进行去噪处理,消除焊接强光干扰;然后,采用分段建立基准的方法解决了焊点区域因散斑质量下降而出现的难以匹配的问题.对Newton-Raphson算法的二阶梯度矩阵进行简化,提高相关计算的速度.在测量实验中,首先对板料表面进行预处理与散斑制备,然后在氩弧堆焊(TIG)过程中利用高速相机拍摄板料焊接及冷却自由变形的全过程,最后计算所有图像中变形点的位移,获得板料特别是焊缝区的全场变形数据.研究结果表明:将此方法应用于焊接变形测量,能得到整个焊接过程中任意点的变形曲线,并且可在高温焊缝区获得准确的变形趋势.测量结果可用于分析影响焊接变形的因素,进而对焊接变形实施控制,也可用于检验焊接变形数值模拟方法的正确性.

关键词：数字图像相关、双目立体视觉、薄板焊接、全场变形、分段基准

所属期刊栏目：48

分类号：TG404;O353.5(焊接、金属切割及金属粘接)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51675404,51421004;广东省公益研究与能力建设专项资金资助项目2014A010104003 Projects51675404, 51421004 supported by the National Natural Science Foundation of China;Project2014A010104003 supported by the Public Research and Capacity Building Special Funds of Guangdong

在线出版日期：2017-12-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：2935-2941