動(dòng)力電池作為新能源汽車的核心零部件,其安全性及生產(chǎn)效率是生產(chǎn)過(guò)程中需要考量的重要部分。針對(duì)動(dòng)力電池制作工程中焊前焊縫檢測(cè)需求,設(shè)計(jì)了一種基于線結(jié)構(gòu)光傳感器的三維焊縫測(cè)量平臺(tái)。該系統(tǒng)首先使用線結(jié)構(gòu)光相機(jī)作為視覺(jué)傳感器獲取電池外殼上表面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù),基于特征值法擬合電池外壁和頂蓋的最佳點(diǎn)云平面,計(jì)算兩個(gè)平面的高度差;通過(guò)最小二乘法,對(duì)焊縫邊緣擬合直線,計(jì)算焊縫大小。最后,利用設(shè)計(jì)的三維測(cè)量系統(tǒng)對(duì)焊縫進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示系統(tǒng)最大測(cè)量誤差不超過(guò)0.011mm,重復(fù)性誤差不超過(guò)0.0074mm,表明系統(tǒng)測(cè)量精度高、穩(wěn)定性強(qiáng),驗(yàn)證了系統(tǒng)的有效性,能實(shí)現(xiàn)焊縫的快速高精度非接觸測(cè)量。 

【文章來(lái)源】：組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2020,(11)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：3 頁(yè)

【部分圖文】：

線結(jié)構(gòu)光傳感器結(jié)構(gòu)

實(shí)驗(yàn)測(cè)量平臺(tái)包括線結(jié)構(gòu)光傳感器、Y-Z軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、運(yùn)動(dòng)控制器組成,如圖2所示。測(cè)量過(guò)程中,先將傳感器通過(guò)夾具固定在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上,使傳感器平行于平臺(tái)X軸。然后將待測(cè)工件平穩(wěn)放置于傳感器下方,調(diào)整運(yùn)動(dòng)平臺(tái)Z軸,上下移動(dòng)傳感器,確保工件待測(cè)部位位于傳感器視野內(nèi)。第一步,通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制器輸出編碼器位置信號(hào),選擇合適的運(yùn)動(dòng)初始位、終止位和觸發(fā)采集位置,使工作平臺(tái)和傳感器做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。第二步,打開(kāi)采集軟件,設(shè)定觸發(fā)模式,采集數(shù)據(jù)長(zhǎng)度,獲取待測(cè)工件三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。第三步,導(dǎo)出點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量處理。2 幾何測(cè)量算法研究

通過(guò)線結(jié)構(gòu)光傳感器掃描獲得工件表面信息,包含XYZ三個(gè)方向坐標(biāo)的點(diǎn)云數(shù)據(jù),構(gòu)建工件掃描表面的輪廓信息。為了更加直觀和便捷的測(cè)量數(shù)據(jù),簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)量得計(jì)算,將點(diǎn)云轉(zhuǎn)化成2D灰度圖像,通過(guò)2D算法進(jìn)行快速、精確測(cè)量。將空間點(diǎn)位置映射到像素位置,實(shí)現(xiàn)從點(diǎn)云到灰度的轉(zhuǎn)化,保持空間坐標(biāo)的XY方向不變,將Z方向的數(shù)據(jù)映射為2D圖像的灰度值。點(diǎn)云與圖像數(shù)據(jù)的坐標(biāo)軸意義完全不同,如圖3所示,藍(lán)色表示圖像坐標(biāo)軸,黃色表示點(diǎn)云坐標(biāo)軸。其中,圖像坐標(biāo)值始終為正,其坐標(biāo)原點(diǎn)位于左上角,且坐標(biāo)是整數(shù);點(diǎn)云中的坐標(biāo)值可正可負(fù),坐標(biāo)可為非整數(shù),X軸表示向前,Y軸表示向左,Z軸表示向右。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]新能源汽車動(dòng)力電池檢測(cè)及其發(fā)展方向綜述[J]. 鄧進(jìn),陳明生,明志茂.  廣東科技. 2019(11)
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[3]基于3D視覺(jué)的高精度加工件測(cè)量研究[J]. 康胤禎,胡偉.  制造業(yè)自動(dòng)化. 2019(01)
[4]基于結(jié)構(gòu)光三維掃描技術(shù)的小尺寸軸同軸度精密測(cè)量方法研究[J]. 郝華東,施浩磊,吳澤南,洪輝.  中國(guó)測(cè)試. 2018(02)
[5]改進(jìn)的直線擬合線陣CCD圖像邊緣檢測(cè)方法[J]. 劉奮飛,趙輝,陶衛(wèi).  光電工程. 2005(03)

博士論文
[1]基于線結(jié)構(gòu)光的矩形花鍵軸視覺(jué)測(cè)量技術(shù)研究[D]. 廉鳳慧.吉林大學(xué) 2019

碩士論文
[1]基于二維和三維視覺(jué)信息的鋼軌表面缺陷檢測(cè)[D]. 王靜強(qiáng).西南科技大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3420573