【技术实现步骤摘要】
一种基于立体视觉的激光熔覆闭环控制方法
本专利技术涉及材料加工领域，特别是涉及一种基于立体视觉的提高激光熔覆质量和精度的激光熔覆闭环控制方法。
技术介绍
激光熔覆是一种新的表面改性技术，它利用高能激光辐照金属，使金属迅速熔化、扩展和迅速凝固，在基材表面熔覆一层具有特殊物理、化学或力学性能的材料，从而构成一种新的复合材料，进而改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等性能，目前广泛应用汽车制造、航空航天、石油化工等领域。但是在激光熔覆过程中，由于成形过程复杂，受多种因素影响，极易造成加工环境的不稳定，成型质量难以保证，精度较差。随着对设备需求的提高，必须保证设备零部件表面的成形质量和精度，因此对熔覆成形层形貌进行实时监测和闭环控制非常有必要。针对该问题，现有方案一般是仅监控熔覆层的高度，而忽略了熔覆层宽度带来的影响，这样使得精度控制提高有限。此外，还有一些方案虽然也扩大到对熔覆层宽度进行调整，但这种调整对象仅是特定宽带的光斑形状，并不能针对任意一种光斑形状，局限性大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于立体视觉的提高激光熔覆质量和精度的激光熔覆闭环控制方法。...
【技术保护点】
1.一种基于立体视觉的激光熔覆闭环控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤100，在激光器的相对两侧分别安装一个与控制系统连接且同步移动的CCD，调整两个CCD的视角，保证熔池堆积尾部处于两个CCD的有效视场内，在控制系统中预设熔覆成型层的标准形状；步骤200，在激光熔覆过程中采用平面棋盘式标定板对两个CCD进行摄像机标定，得到两个CCD的相对几何位置和光学参数；步骤300，两个CCD同时对熔池进行监测，并利用双目立体视觉方法将得到的立体图像对传送至控制系统，由控制系统对立体图像对进行平滑滤波和边缘检测；步骤400，控制系统将立体图像对中熔覆成形层堆积处的上下顶点作为特征点...
【技术特征摘要】
1.一种基于立体视觉的激光熔覆闭环控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤100，在激光器的相对两侧分别安装一个与控制系统连接且同步移动的CCD，调整两个CCD的视角，保证熔池堆积尾部处于两个CCD的有效视场内，在控制系统中预设熔覆成型层的标准形状；步骤200，在激光熔覆过程中采用平面棋盘式标定板对两个CCD进行摄像机标定，得到两个CCD的相对几何位置和光学参数；步骤300，两个CCD同时对熔池进行监测，并利用双目立体视觉方法将得到的立体图像对传送至控制系统，由控制系统对立体图像对进行平滑滤波和边缘检测；步骤400，控制系统将立体图像对中熔覆成形层堆积处的上下顶点作为特征点对立体图像对进行匹配，并根据标定得到的参数进行三维重建，得到实际熔覆成形层的宽度和高度尺寸；步骤500，将所得数据与预设熔覆成型层的标准形状进行比较，得出宽度误差和高度误差，若宽度误差和高度误差二者变化趋势一致或只其中一个发生变化，则将激光功率作为被控量，反之将离焦量作为被控量；步骤600，将宽度误差和/或高度误差作为模糊控制器的输入，被控量的变化量作为输出，即得到激光功率或离焦量的调整变化量，从而实现熔覆精度和质量的精确调整。2.根据权利要求1所述的激光熔覆闭环控制方法，其特征在于，所述步骤300中，所述控制系统利用双目视觉测三维的方法先将两个所述CCD的立体图像对进行整合，以得到当前熔堆积尾部的全貌后再进行检测。3.根据权利要求1所述的激光熔覆闭环控制方法，其特征在于，所述平滑滤波为采用线性滤波的方式去除立体图像对中的颗粒噪声。4.根据权利要求1所述的激光熔覆闭环控制方法，其特征在于，所述边缘检测为采用Prewitt算子法获取立体图像对中熔池堆积尾部的边缘轮廓，以确认发生变化的位置；其根据边缘点像素的灰度值与其邻域点灰度值不同的特点，通过像素点上下左右邻点灰度差，确定熔池的边缘廓。5.根据权利要求1所述的激光熔覆闭环控制方法，其特征在于，步骤500中的...
【专利技术属性】
技术研发人员：虞钢，赵尧，郑彩云，何秀丽，李少霞，宁伟健，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11
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