【摘 要】
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激光加工技术是一种广泛应用的高柔性的高能束加工技术,为了提高工业生产的加工效率,激光飞行加工技术应运而生。而随着计算机视觉的快速发展,视觉测量作为计算机视觉的一个
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激光加工技术是一种广泛应用的高柔性的高能束加工技术,为了提高工业生产的加工效率,激光飞行加工技术应运而生。而随着计算机视觉的快速发展,视觉测量作为计算机视觉的一个重要分支也广泛地应用到越来越多的领域中。本论文把视觉测量和激光飞行加工这两种技术结合起来,设计并实现了一个基于OpenCV视觉测量的智能激光飞行加工软件。软件系统由视觉测量和激光飞行加工两部分组成,通过多线程技术把这两部分结合起来完成视觉导引下的智能激光飞行加工。软件工作流程是首先通过CCD实时采集并处理投射在待加工工件上面的线结构光的图像,进而分析得到工件不同位置的宽度信息和位置偏移信息,然后再对待加工工件进行激光飞行加工。本论文的主要研究内容如下:(1)建立了采用单目视觉测量的智能激光飞行加工硬件平台。从视觉测量和智能飞行加工两个模块分别研究了相关的硬件组成,通过对激光加工时产生的光谱的分析,确定了线结构光的选型。从系统软件设计的角度分析了系统的方案以及系统的功能划分。(2)基于OpenCV设计了一种单目视觉测量方法,线结构光和滤光片的组合实现了对工件宽度的精确测量,通过对OpenCV的二次开发,实现了图像的二值化、截取感兴趣区域以及图像轮廓的提取,对不同大小工件进行测量实验,验证了视觉测量算法的实际可用性。(3)研究了激光飞行加工基本原理,针对RTC4控制卡二次开发实现了飞行加工功能,分析了激光飞行加工过程中机器人左右晃动的情况,提出了一种求解偏移的算法,设计相关实验对该算法的正确性进行验证。(4)设计实验来检验整个智能激光飞行加工系统软件,对实验结果进行分析,研究了软件和硬件方面的误差因素。分析激光淬火对视觉测量的影响,设计实验得到相关的工艺参数,提出相应的解决方法。
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