激光扫描技术在钢板宽度检测中的应用

采用计算机数字图像处理技术对钢板宽度进行实时检测。在硬件结构上,采用双CCD感光器加激光线辅助光源扫描检测技术,提高系统检测精度。根据CCD成像原理及三角形相似定理,对因钢板宽度变化及钢板边缘上浮所引起的宽度变化计算模型进行了推导,提出了采用激光线遮挡板分线法来判定钢板边缘上浮所引起的测量误差,并根据误差测量结果,对钢板宽度进行了修正;同时,通过分析CCD激光线条最佳成像方法对系统进行了试验标定。结果表明,该系统的测量精度能满足实际生产需求。     

基于激光三角法的零件表面粗糙度在线测量

介绍一种零件表面粗糙度的激光在线测量系统,该系统基于激光三角测量系统,用无衍射激光光束作光源,用高精度的CCD摄像机作位移传感器,通过计算机进行数据处理得到表面粗糙度值。以车削表面为例,用触针法测得的表面粗糙度值和用该系统测得的表面粗糙度值相近,说明实现表面粗糙度在线检测是可能的,该测量方法具有测量速度快和能够显示被测表面的具体形貌等优点。     

河床模型地形的无接触快速测量技术

针对河床模型地形测量的需要，介绍了两种无接触快速地形测量技术，即利用超声波实现水下地形无接触快速扫描测量和利用激光与CCD光学成像原理实现水上地形的无接触快速测量，并介绍了测量系统的组成、工作原理及有关主要技术问题的解决方法。     

基于激光投影法的圆柱工件直径测量误差分析

针对激光光束投影法直径测量精度受多种因素影响而下降的问题，提出了一种计算圆柱体直径的解析几何方法。分别用解析几何方法和近似等腰三角形方法推导出圆柱工件直径计算公式，并进行了圆柱工件直径测量仿真，分析了激光源位置、被测工件位置、线阵CCD分辨率和被测工件直径等参数对直径测量结果的影响。结果表明，在激光源位置、工件位置和工件直径变化时，提出的解析几何方法仍能够保证直径测量的准确性，其测量误差只与线阵CCD传感器的分辨率有关；提高CCD传感器的分辨率，可以提升圆柱工件直径的测量精度。采用解析几何方法和高分辨率的线阵CCD可满足激光直径测量系统高精度的应用要求。     

极坐标数控铣齿机回转台运动精度干涉测量

根据极坐标数控铣齿机床回转工作台的运动特点,采用Renishaw双频激光干涉仪测量回转台的运动精度,对干涉仪角度测量原理和光路调节方法进行了详细探讨,获得了准确的回转台定位精度和重复定位精度数据,最后根据已建立的几何误差模型,并利用辨识得到的误差数据,可以准确计算出机床的各项几何误差,为误差补偿提供了理论依据。     

刀具磨损的测量与自动补偿

论文主要介绍了利用CCD测量被加工工件尺寸的工作原理以及压电传感器逆压电效应的工作原理。阐述了CCD测量工件直径的理论、方法和压电传感器组的结构和工作过程。详细论述了该测量控制系统是如何进行实时、动态和自动监控、测量被加工工件的尺寸变化；以及系统是如何根据工件尺寸的变化来判断刀具的磨损情况，根据测量结果来自动发出刀具过度磨损信号，并自动驱动系统控制压电传感器根据磨损情况来确定刀具的补偿量，从而完成对刀具磨损的自动补偿。     

基于结构光投影的焊接熔池图像获取与处理

建立一种主动视觉传感系统,以小功率激光器作为主动光源投射激光到特制光栅上,在焊接熔池表面形成变形激光条纹,用加了窄带滤光片和中性滤光片的CCD在系统另一侧实时拍摄熔池图像。选取合适的激光入射角度和CCD拍摄角度,较好的避开弧光对熔池图像的干扰,采集到熔池区变形激光条纹。对熔池图像特征进行分析,变形的激光条纹反映了熔池的下塌或上凸状态;成功提取熔池边缘和激光条纹边缘;通过标定、计算得到熔池正面几何参数,为今后实时检测焊接熔池表面的三维信息奠定了基础。     

电容屏ITO电路缺陷自动检测光照研究

ITO材料与玻璃基板的透射与反射系数相近而使高速扫描CCD很难采集到高对比度图像,电容触摸屏的ITO电路上下双层结构使光源倾角与相机倾角不平行时照明光经过多次透射与反射后会出现无序叠加。采用光源倾角与相机倾角平行的透射照明方式能避免光强无序叠加,并能提高玻璃基板图像和ITO图像的对比度,光照强度优化实验表明:光强较弱时CCD曝光不足将导致图像过暗并存在横向条纹干扰,随光强增大图像灰度直方图双峰现象凸显,在光照等级达到200时达到最佳,之后变化不明显。     

非接触式机器人测控系统的开发

介绍了一种新型的非接触式机器人测控系统,论述了系统设计思想及其组成和工作原理.该系统由非正交系的坐标执行机构、激光位移传感器和CCD摄像头等测量系统以及主从式的控制系统组成,能在有限的测量空间内,实现球壳类、回转类工件的几何尺寸、表面缺陷的高精度测量.测试表明,该测控系统具有可靠的稳定性和较高的测量精度.     

基于机器视觉的大型球墨铸铁管直径测量系统

为了提高大型球墨铸铁管的直径测量精度和效率,建立了一种基于机器视觉的大型球墨铸铁管直径测量系统,分析图像特点,提出了一种基于邻域灰度值差异的边缘检测方法。检测系统是由一台CCD相机、LED光源和计算机组成的机器视觉测量系统。CCD相机采集图像,对图像进行图像滤波、图像分割、图像边缘检测和图像亚像素边缘检测的处理后,提取管材的边缘轮廓,利用最小二乘法将管材两边缘点拟合为两直线,根据相机成像的小孔成像原理和圆柱物体的成像特性计算管材直径,建立了相应的数学模型。实验证明,本系统可以精确、高效的实时检测管的直径大小,测量误差小于0.1 mm,符合实际测量的需要,具有很高的实用价值。     

System for laser microsurfacing of metal powders

The article presents the technology of laser cladding of metallic powders and a machine for laser microsurfacing developed for this purpose. This specifically designed and manufactured station is based on a three-axis CNC machine, equipped with appropriate laser safety systems and a dust extraction system. A disc laser is used as a source of laser energy, connected with the processing optics by a fibre optic cable. A brush powder feeder with a nozzle for shaping the flow of powder transfers the powder coaxially with the laser beam. The system is integrated with a PC-motion card which acts as a CNC controller. The article also presents the results of laser surfacing experiments, classified in terms of the following criteria: surfacing height, width and depth of penetration, wetting angle and microstructural parameters. The laser power density, powder feeding rate and density, as well as the relative movement of the welding head against the component, have been selected as independent parameters.     

超精密工件台多维激光测量系统研究

在分析超精密工件台运动特点的基础上，提出了一种基于多轴双频激光干涉仪的激光测量系统，搭建测量系统平台并建立了测量模型；这种测量系统运用在纳米级定位系统中，可以实现高分辨率低误差的位置测量、为工件台多自由度、大行程、高速高精的纳米级运动控制提供了重要保障。     

基于搭接接头的三维视觉信息的提取及处理研究

介绍了搭接接头三维视觉信息的传感原理。半导体激光器发出的激光经过柱透镜形成了一出射光片。它与母材成一定角度投射到接头上．光片与搭接接头会成一单光纹．而母材垂直上方的CCD摄像机拍摄折线光纹，同步送计算机处理。在对图像进行各种处理。如中值滤波、二值化、低高通滤波、细化等的基础上，给出搭接接头的边缘坐标确定方法以及纠偏量和深度值的计算方法。     

新型LED光源快速成形系统精度研究

介绍了以大功率UV-LED为光源的光固化快速成形系统(LED-SL)的基本原理.针对UV-LED的光源特点,研究了光束发散角对树脂固化形态的影响,在Jacobs光固化理论的基础上,建立了发散光束固化单线形状的数学模型.分析比较了UV-LED、激光、汞灯光源固化单线形状的差异及其对零件精度的影响.通过比较,阐述了LED ...     

基于光学测量技术的球形电机位姿检测方法研究

为解决现有球形电机检测系统结构复杂、成本较高的问题,提出了一种基于光学测量的非接触式检测技术。分别在球形转子和定子上布置环形光源和硅光电池阵列,转子带动环形光源偏转导致硅光电池阵列上光斑面积发生变化,从而影响输出电流。建立了短路电流与位姿角的数学模型,并搭建实验平台,对球形主动关节转子进行轨迹规划,实验表明,该方法能实现球形转子位姿的准确测量,位姿角误差控制在0.45°以内。研究结果对转动刚体的位姿检测和空间定位具有理论与实用价值。     

On-machine three-dimensional monitoring technique using machining laser

An on-machine three-dimensional monitoring system has been developed that uses machining YAG laser as a source of light for monitoring. In the monitoring stage, the output of the laser is decreased. The reflected light from a workpiece is taken out with a beam sampler on the way of the optical system, and observed by CMOS image sensor. This system can measure both Z-direction depth and the position of X–Y-direction. Because the same laser and the optical system are used, the system has no gap of an optical axis between the measurement and the machining, and also has no limitation of viewing angle. Every three-dimensional shape which can be machined by laser beam can be measured. In this paper, system configuration, monitoring technique and the experimental results are described.     

一种新型CPC控制系统的设计及应用

本文介绍了一种在检测和控制过程中采用全数字信号的新型CPC控制系统,该系统以红外线为检测光源,以CCD为检测元件,并介绍了系统原理、安装、标定以及性能指标。经实践表明,该系统可以从根本上消除外界光干扰,比现有普通系统更精确、稳定、可靠。     

钨极氩弧焊熔池表面高度测量中变形条纹图的获取

提出一种基于条纹反射和傅立叶变换的测量GTAW熔池表面高度的新方法.利用激光器将光栅条纹投影在GTAW熔池表面,反射光轴上设置双透镜系统以转移熔池物面,利用空间滤波的方法阻挡弧光成分,在输出面放置白屏接收反射的熔池变形激光条纹,用CCD对屏上变形条纹实时成像.分析了焊枪位置、熔池的反射性能、弧光辐射等对变形条纹图获取的...     

New approach in tool wear measuring technique using CCD vision system

This paper suggests a reliable direct measuring procedure for measuring different tool wear parameters. Modern image processing techniques and machine vision systems today enable direct tool wear measurement to be accomplished in-cycle. The presented system is characterized by its measurement flexibility, high spatial resolution and good accuracy. The system consists of a light source to illuminate the tool, CCD camera, laser diod (used in conjunction with profile deepness assessment) with linear projector, grabber for capturing the picture, and a PC. The technique is specially characterized by its determination of profile deepness with the help of projected laser raster lines on a tool surface. So it has advantage comparing with other techniques, which can measure only 2D profiles. With the technique presented in this paper a 3D image of relief surface can be obtained without having need to employ a very complicated measuring system. All indirect methods like acoustic emission, force measurement, spindle current measurement, vibration sensors, etc. are very time consuming and demand very expensive subsidiary measurement equipment, compared with the method presented here.