光硬化树脂成形法及其应用

光硬化树脂成形法及其应用中国铸造协会李传８０年代，日本大阪府立产业技术总合研究所的丸谷详二发明光硬化树脂成形法，可制成三维的立体模型。在铸造行业中，可用此法制造模具，以代替仿形机床加工。９０年代起，日本又开发了光硬化树脂精密铸造法，用此法制模代替蜡模...     

线结构光三维扫描测量中的多视数据对齐

对于大尺寸复杂形状全貌测量,基于光学测量技术测量范围的限制,需要将多视角测量数据统一到一个全局坐标系下,以形成被测形状的完整表达。该文研究了线结构光测量环境下的多视数据对齐技术,提出以投射激光光条为依据的标志点识别与计算方法,应用距离约束法建立各视角下标志点集的对应关系。利用各视角下的标志点集建立局部测量坐标系,并利用局部测量坐标系实现多视测量数据的预对齐;而且以测量数据的预对齐作为初始对齐结果,使用优化算法进行多视数据精确对齐以提高对齐精度。实验结果表明,多视数据对齐方法快速、稳定,可有效扩展线结构光测量技术的测量范围。     

激光局部热处理Cr12模具钢硬化层形貌及硬化效率模型

针对大型冷作模具传统热处理存在的变形等问题,采用响应面法研究激光局部热处理工艺参数(激光功率、扫描速度和离焦量)对硬化层形貌(宽度、深度与面积)及效率的作用规律。试验以三因素五水平中心复合设计为基础,通过多元回归和方差分析,构建工艺参数输入与硬化层形貌、硬化效率响应的关系模型。由模型的相关系数可知,硬化层形貌及效率的响应面模型拟合精度高,预测能力强。根据宽度极大、深度极小和面积极大的目标,优化得到最佳工艺参数下的硬化层形貌响应值,较试验实际值的误差分别为1. 98%、4. 40%和1. 58%,进一步验证了模型的准确性。     

基于U-Net的列车轮对激光曲线提取

研究列车轮对条纹图像快速准确提取的方法,采用经典的U-Net网络模型,实现了激光条纹的精确分割,以构建模板的方式对分割后的图像采用灰度重心法达到亚像素的提取.首先利用U-Net网络模型对激光条纹进行分割,然后用模板法初步找到光条中心,最后再使用灰度重心法实现快速、准确的激光曲线提取.结果表明,该方法可以有效地克服动态环...     

基于ANSYS的活塞环激光热处理温度场计算及其实验研究

应用有限元分析软件ANSYS计算了圆柱状模型活塞环环槽激光热处理的温度场,从环槽的边缘处开始,将截面上径向坐标每次减少0.1 mm,依次确定同一径向坐标处深度方向最大温升大于相变温度(AC1)的点,并用曲线将其连接起来近似硬化层的形状,在此基础上讨论了激光功率、扫描速度与形成硬化层深度的关系.将激光束偏转一定的角度照射到活塞环的环槽面上,转动工件来实现整个环面的热处理.根据硬化层和基体耐腐蚀性不同的特点腐蚀后显现出截面上硬化层的形状,测量沿硬化层宽度和深度方向的硬度值测定硬化层的尺寸.     

结构光视觉焊接接头鲁棒识别

针对具有直线段特征的焊接接头,提出了一种基于模型的识别方法.通过对图像列方向上的光条纹灰度分布质心点序列的计算并利用分段直线段最小二乘拟合提取了结构光条纹中心线的形状特征,进一步利用预先定义的基元符号实现了接头轮廓的定性形状描述,最后实现了基于"假设一检验"的模型匹配方法.在进行匹配时,利用模型的先验信息并结合基元特征融合与特征关系重建规则恢复因飞溅、二次反光以及定位焊点等因素而未被提取到的接头轮廓信息,保证了接头识别的正确性.结果表明,即使在图像中有多种干扰的情况下,通过结合高层模型信息与底层图像处理结果仍可以保证结构光视觉焊接接头识别的鲁棒性.     

特定强度分布脉冲激光表面强化实验

激光硬化层均匀性受光束空间强度分布和作用时间的影响.采用二元光学变换技术得到光束中心线强度比值为1:2:3、3:2:1和1:1:1的5×5点阵光斑,研究这三种强度分布光斑对Q235钢脉冲激光硬化后表面形貌、硬化层形状、硬度及耐磨性的影响.结果表明,激光光斑的空间强度分布对Q235钢硬化层均匀性影响很大,1:2:3强度分布光斑作用下的材料表面形貌、硬化层均匀性、硬度均匀度均优于1:1:1强度分布光斑.     

一种焊缝结构光图像处理与特征提取方法

提出了一种焊缝结构光图像处理与特征提取方法,有效克服了焊缝结构光图像中的反光等干扰,准确提取图像中焊缝位置特征.对于激光条纹中心线的提取,采用基于图像列方向像素灰度分布的曲线峰值提取方法,并利用激光条纹位置在时间和图像空间上的连续性和相关性,进行判断提取.对于焊缝图像特征的提取,根据沟槽类焊缝图像形状特点,选择焊缝沟槽图形中心作为图像特征.焊缝图像处理与焊缝跟踪试验结果证明了该方法的有效性和可靠性.     

中碳调质钢激光热处理耐蚀性研究

采用5 kW横流CO_2激光器对40Cr钢表面进行大面积的激光相变硬化;用失重法和电化学方法测试材料激光相变硬化后的耐蚀性.结果表明,在搭接率为20%的条件下,调质态的40Cr激光相变硬化后腐蚀电流密度为110.4μA,耐蚀性较母材提高了30%,而正火态的40Cr激光相变硬化后腐蚀电流密度为293.9 μA,耐蚀性能大幅度下降.     

制造简易模具的光造型系统

日本帝人制机在日本 Geon 支持下,开发了根据用光造型系统作成的立体模型制造简易注射成形模具的技术。这种技术的特点是能在短时间里方便地制造出需要熟练技术的简易模具主模型。并以此为契机,把按照三维 CAD 数据用激光线固化光硬化树脂制造出立体模型的光造型技术,战略性地将面向设计研讨的模型转变成制造主模型的生产设备对外出售。使这方面暂时中断的营业活动重现生机。     

温度控制模式下激光相变硬化层深度与仿真模型研究

为探索温度可控的大功率半导体激光器作用下非平衡态的奥氏体转化温度和马氏体临界转化速度两个条件同时对中碳钢的相变硬化的作用机理,本文利用温度可控的大功率半导体直接输出激光加工系统对45钢进行温度控制模式下的激光相变硬化实验。实验表明:在相同激光相变硬化控制温度下,随着扫描速度的增加,相变硬化层深度先增加后降低。对试样的显微组织分析表明,在扫描速度较慢时,受冷却速度影响产生的激光相变硬化区成分、组织的差异是造成硬化层深度和硬度不同的原因。并基于非平衡态的奥氏体转化温度和马氏体临界转化速度为马氏体生成的判断依据,建立了基于COMSOL Multiphysics软件的三维激光相变硬化数值分析模型,探讨了温度控制模式下激光加工参数对硬化层深度的影响,与实验结果对比发现该模型能够较为准确预测温度可控的激光相变硬化层深度。     

结构光视觉辅助焊接的轨迹识别与控制技术

对激光多点寻位、焊前轨迹拟合、焊缝实时跟踪的3种结构光视觉辅助焊接的轨迹识别与控制技术进行了研究.提出了适用于上述三者的以CNN模型、自适应特征提取算法、先验模型、坐标矩阵转换为核心的焊接轨迹识别流程.提出了分别对应上述三者的焊接轨迹控制模型:示教轨迹修正模型、焊前轨迹拟合模型、焊缝跟踪实时纠偏模型.结果表明,激光多点寻位、焊前轨迹拟合模式焊接时,能够在焊前高效地识别出焊接轨迹曲线,焊接轨迹与焊缝中心线基本重合;焊缝实时跟踪模式焊接时,系统能够实时矫正焊枪的偏差.文中提到的焊接轨迹识别流程与轨迹控制模型足以保证结构光视觉辅助焊接的稳定运行.     

钢激光淬火后硬化举动和磨耗性

本文研究了由输出功率1KW CO_2激光对S45C和SCM435试样淬火时激光束的扫描速度及ab值对淬火硬化部形状、组织、硬度等的影响。同时,研究了滑动磨耗性,得出了以下的结果:1.加快激光束扫描速度,将使硬化部的宽度和深度减少,淬火部面积增加。2.淬火硬化部组织由单纯马氏体完全淬火层、母层组织搭界的非完全淬火层以及它们之间共存的马氏体和微细珠光体共存层组成。     

基于硬化层深均匀性激光空间能量离散相变硬化蠕墨铸铁的参数适应性和热力耦合场研究

为了突破传统的激光整体相变硬化蠕墨铸铁表面强韧性匹配差等问题,并揭示基于离散激光相变硬化层深均匀性的热力耦合协调响应机理,构建了离散激光相变硬化蠕墨铸铁层深均匀性的热力耦合数学和物理模型。结果表明:优化离散激光在空间的能量比例可以获得均匀离散的相变硬化层深,但会导致激光辐照区域整体热压应力值与残余拉应力值提高;基于离散的激光空间功率密度分配比例只适用于特定的激光参数;伴随激光功率和激光加载时间的增加,需调大离散激光外圈光斑的能量比例以使硬化层能够得到优化,模型截面上较大残余拉应力对应的深度会随着激光参数(激光功率密度、激光加载时间)的增加而增加,激光加载区域的材料表面残余应力值会随着加载时间的延长而降低。     

模具钢激光表面热处理现状

激光表面热处理是70年代千瓦级大功率激光器出现以后发展起来的应用技术。激光表面热处理大致上可以分为两类,即表面不熔化的激光热处理和表面熔化的激光热处理。前者主要指激光淬火(即激光相变硬化)、激光退火、激光冲击硬化等;后者包括激光熔凝硬化(又称激光晶粒细化硬化)、激光上釉(又称激光非晶化)、激光合金化、激光涂覆等。激光熔凝硬化和上釉表面无化学成分变化,激光合金化和涂覆表面化学成分发生变化。     

微间隙焊缝磁光检测神经网络修正

针对激光焊接微间隙焊缝（间隙小于0.1 mm）,研究提高磁光传感检测焊缝精度的BP神经网络修正方法.以碳钢平板对接激光焊为试验对象,利用磁光传感器检测焊缝区域磁场分布并成像.通过分析焊缝处磁场成像并应用BP神经网络修正磁光传感器得到焊缝中心数据,有效避免焊缝磁光图像低对比度和强噪声干扰问题.经过在不同焊接速度试验下的测试,四组神经网络试验的焊缝位置误差的绝对平均值都在0.015 mm左右,BP神经网络测量误差比磁光成像直接测量平均减少约28%.BP神经网络修正磁光成像测量技术可有效识别微间隙焊缝,为解决激光焊接微间隙焊缝过程自动识别和跟踪焊缝的难题提供了一种新方法.     

基于激光扫描仪的曲面反求工程研究

通过对反求工程技术的阐述,介绍了用某激光扫描仪进行曲面反求的数据采集方法及光切法曲面拟合技术,给出利用逆向工程软件进行建模的实例并展示其应用效果.     

立体光造形技术的精度论述

论述立体光造形技术中零件的精度问题，从ＣＡＤ模型精度，切片过程中的切片精度，激光固化光敏树脂过程的制造精度，以及后固化过程中零件的尺寸精度等各个主要方面进行了深入的探讨。     

激光表面处理的现状和发展

本文比较详细地介绍了激光表面处理的发展概况。为了便于理解和应用，对工业应用比较广，技术也此较成熟的激光固态相变硬化、激光合金化及涂敷、敷光“上光”等，做了深入的讨论，并以实际的例子辅助说明。     

基于激光结构光的视觉传感器的图像处理技术研究应用及展望

基于激光结构光的视觉传感技术是目前实现焊接过程自动化和智能化的主流传感技术。简要介绍了基于激光结构光的不同类型的视觉传感器及其在焊接领域的典型应用。针对图像处理过程中的图像预处理、激光中心线提取、特征点识别这3个阶段,分别详述了每个阶段的传统图像处理算法,并针对一些焊接领域应用的典型场景,举例说明了更具特色的图像处理算法及其应用所获得的图像处理效果,包括检测精度和实时性。最后,对基于激光结构光的视觉传感技术在焊接领域的进一步研究和应用以及未来的发展方向进行了展望。