發(fā)布時間：2021-10-06 18:59

　　動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)過程中需要考量的重要部分。針對動力電池制作工程中焊前焊縫檢測需求,設(shè)計了一種基于線結(jié)構(gòu)光傳感器的三維焊縫測量平臺。該系統(tǒng)首先使用線結(jié)構(gòu)光相機(jī)作為視覺傳感器獲取電池外殼上表面的三維點云數(shù)據(jù),基于特征值法擬合電池外壁和頂蓋的最佳點云平面,計算兩個平面的高度差;通過最小二乘法,對焊縫邊緣擬合直線,計算焊縫大小。最后,利用設(shè)計的三維測量系統(tǒng)對焊縫進(jìn)行實時測量驗證。實驗結(jié)果顯示系統(tǒng)最大測量誤差不超過0.011mm,重復(fù)性誤差不超過0.0074mm,表明系統(tǒng)測量精度高、穩(wěn)定性強(qiáng),驗證了系統(tǒng)的有效性,能實現(xiàn)焊縫的快速高精度非接觸測量。 

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

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

線結(jié)構(gòu)光傳感器結(jié)構(gòu)

實驗測量平臺包括線結(jié)構(gòu)光傳感器、Y-Z軸運動平臺、運動控制器組成,如圖2所示。測量過程中,先將傳感器通過夾具固定在運動平臺上,使傳感器平行于平臺X軸。然后將待測工件平穩(wěn)放置于傳感器下方,調(diào)整運動平臺Z軸,上下移動傳感器,確保工件待測部位位于傳感器視野內(nèi)。第一步,通過運動控制器輸出編碼器位置信號,選擇合適的運動初始位、終止位和觸發(fā)采集位置,使工作平臺和傳感器做相對運動。第二步,打開采集軟件,設(shè)定觸發(fā)模式,采集數(shù)據(jù)長度,獲取待測工件三維點云數(shù)據(jù)。第三步,導(dǎo)出點云數(shù)據(jù)進(jìn)行測量處理。2 幾何測量算法研究

通過線結(jié)構(gòu)光傳感器掃描獲得工件表面信息,包含XYZ三個方向坐標(biāo)的點云數(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量數(shù)據(jù),簡化數(shù)據(jù)量得計算,將點云轉(zhuǎn)化成2D灰度圖像,通過2D算法進(jìn)行快速、精確測量。將空間點位置映射到像素位置,實現(xiàn)從點云到灰度的轉(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,黃色表示點云坐標(biāo)軸。其中,圖像坐標(biāo)值始終為正,其坐標(biāo)原點位于左上角,且坐標(biāo)是整數(shù);點云中的坐標(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]新能源汽車動力電池檢測及其發(fā)展方向綜述[J]. 鄧進(jìn),陳明生,明志茂.  廣東科技. 2019(11)
[2]線結(jié)構(gòu)光傳感器的靜態(tài)性能測試研究[J]. 李昱坤,石照耀,于渤,王濤,李學(xué)哲.  機(jī)電工程. 2019(09)
[3]基于3D視覺的高精度加工件測量研究[J]. 康胤禎,胡偉.  制造業(yè)自動化. 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量方法研究[J]. 郝華東,施浩磊,吳澤南,洪輝.  中國測試. 2018(02)
[5]改進(jìn)的直線擬合線陣CCD圖像邊緣檢測方法[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測量技術(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信息的鋼軌表面缺陷檢測[D]. 王靜強(qiáng).西南科技大學(xué) 2018



本文編號：3420573