书书书
第
39
卷
第
12
期
中
国
激
光
Vol.39
,
No.12
2012
年
12
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
基于激光再制造机器人的表面浅斑缺陷识别研究
方
艳
杨洗陈
雷剑波
(天津工业大学激光技术研究所,天津
300160
)
摘要
机器视觉系统对于提高激光机器人再制造质 量 有 重 要 作 用。 针 对 浅 斑 类 缺 陷 无 法 在 点 云 数 据 中 定 位 的 问
题,开发了专用识别系统,将二维图片和三维点云结合起来实现该类缺陷的三 维 检 测。对灰度图片进行处理,包括
图像频域增强、区域标记和区域合并等,实现了二维图片中的缺陷定位;利用双目 立 体 视 觉 系 统 对 再 制 造 零 件 表 面
进行扫描,获取零件表面三维点云数据,同 时 将 二 维 缺 陷 边 界 转 换 为 三 维 缺 陷 边 界,实 现 了 点 云 数 据 中 缺 陷 的 定
位。实验结果表明,该系统能有效识别浅斑类缺陷,并且再制造精度高。
关键词
激光技术;机器视觉;检测;再制造;图像处理
中图分类号
TN249
文献标识码
A
犱狅犻
:
10.3788
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140.3460
;
150.0155
;
100.2960
;
040.1880
收稿日期:
20120709
;收到修改稿日期:
20120828
基金项目:国家自然科学基金(
60908017
)和天津市科技支撑计划重点项目(
08ZCKFGX0230
)资助课题。
作者简介:方
艳(
1980
—),女,博士研究生,讲师,主要从事激光加工、机器人理论及应用和机器视觉等方面的研究。
Email
:
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anfan
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1108
@
163.com
导师简介:杨洗陈(
1941
—),男,教授,博士生导师,主要从事激光材料相互作用和激光加工理论及应用等方面的研究。
Email
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xich
@
126.com
1
引
言
激光再制造损伤零件具有个性化和多样化的特
点
,并且基本没有原始图纸,当损伤部位位于自由曲
面上时,如果采用传统的激光修复方法,则需要人工
调整修复路 径,这 就 导 致 激 光 光 斑 大 小、形 状 不 一
致,熔覆层质量不均 匀,修复 精 度低,很 难满 足 工业
生产要求。在该前提 下,天津 工 业大 学 课题 组 开展
了 基 于 机 器 视 觉 的 激 光 再 制 造 机 器 人 技 术 研
究
[
1
~
3
]
。利用零件表面缺陷检测系统实现缺陷的定
位、损伤区域特征信息提取以及机器人路径规划,对
损伤零件进行智能化 三维 修 复,实现 没 有标 准 工件
模型前提下的零件再 制造,恢 复原 有 零件 的 形状 和
尺寸,恢复甚至提高其使用性能。
激光再制 造零件 的缺陷 类型分 为凹坑、深度裂
纹、划痕和浅斑等。对于凹坑和深度裂纹类缺陷,可
采用三维扫描仪获取 其点 云,利用 一 定识 别 算法 提
取损伤区 域 的 边 界 并 优 化
[
4
,
5
]
,根 据 损 伤 区 域 的 点
云数据提取参数,进行加工工艺规划,生成机器人加
12030051