书书书
第
39
卷
第
2
期
中
国
激
光
Vol.39
,
No.2
2012
年
2
月
犆犎犐犖犈犛犈犑犗犝犚犖犃犔犗犉犔犃犛犈犚犛
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,
2012
基于视觉激光切割厚板切割状态监控方法
高士友
1
马
雷
2
张润生
2
1
燕山大学机械工程学院,河北 秦皇岛
066004
2
燕山大学车辆与能源学院,河北 秦皇岛
( )
066004
摘要
利用光纤镜头和彩色工业摄像机实时采集激光 切割 厚 板中 切割 点 的图 像,从 彩 色图 像中 分 别选 取蓝 色、绿
色和红色通道图像,分析各通道图像的特点和切割点的几何形状特征。首先以激 光焦点 在图 像中的 位置 为中心 建
立坐标系,以
狓
轴方向为起始,
45°
为间隔向
8
个方向搜索激光切割区域的边缘点,根据边缘点到坐标原点的距离信
息确定激光切割方向和切割顶点;建立边缘识别用抛物线模型,根据边缘处存在 灰度 特征、梯 度特 征和方 向特 征设
计识别目标函数,识别切割顶点两侧边缘,进而识别 整个 切割 点 处的 几何 形 状。实验 表 明识 别方 法 具有 良好 的 适
应性
、准确性和实时性。
关键词
激光技术;激光切割;厚板;边缘识别;目标函数
中图分类号
O439
文献标识码
A
犱狅犻
:
10.3788
/
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100.5010
;
100.2000
;
350.3390
;
100.2960
;
110.2970
收稿日期:
20110928
;收到修改稿日期:
20111113
基金项目:国家重大科技专项(
2009ZX04003032
)和国家自然科学基金(
50871022
)资助课题。
作者简介:高士友(
1958
—),博士,教授,主要从事激光加工工程和塑性成形理论与工艺等方面的研究。
Email
:
g
ao58
@
sina.com
1
引
言
激光切割是激光技术的重要工业应用之一。激
光切割厚板的物理 过程十分 复 杂,工 艺条件的 微 小
变化(如:表面质量、化学成分、温度变化)将 引起严
重的切割质量问 题。 因此,在 激 光切割厚 板 时实时
识别切割状态和自适应控制工艺参数对改进切割质
量和避免切割缺陷非常重要
[
1
~
3
]
。
Sichani
等
[
3
]
开 发 了 激 光 切 割 的 实 时 监 控 和 自
适应控制系统,确定 了监测参 数 与不同质 量 特征之
间的 关 系,用
25 mm
厚 的
HARDOX400
钢 板 和
15mm
厚的
ST523
板的线性切 割展示了实 时监控
和自适应控 制 系 统 的 功 能。
Leidin
g
er
等
[
4
]
使 用 硅
02030071