机械工程学报

作者：常树鹤, 张昊宇, 许海鹰, 洪宇翔, 王力, 都东

单位：1. 清华大学机械工程系 北京 100084;2. 北京航空制造工程研究院 北京 100024

关键词：多层多道电弧焊接,熔丝沉积增材制造,路径在线识别,视觉检测,信息融合；

基金：国家自然科学基金（51875309）、国家工信部基金（xx-079）和国家重点研发计划（2017YFB1103100）资助项目。

在能源装备制造领域大型构件多层多道电弧焊接和航空制造领域重要构件电子束熔丝沉积增材制造过程中，迫切需要路径在线识别及实时自动导引技术。然而在熔丝制造过程中，相邻焊道之间的几何差异很小，传统的结构光焊缝识别技术无法适应。为解决该问题，针对多层多道电弧焊和电子束熔丝沉积增材制造两种场景，分别设计基于双侧定向光影与结构光信息融合的视觉检测装置，并进行成形试验。试验结果表明，将双侧定向光源单独点亮时获得的焊缝灰度图像作差时，焊道边界附近呈现明显的"高灰度-低灰度-高灰度"的过渡区域。时域融合处理可以有效消除弧光、飞溅的干扰。提出的定向光影视觉信息与结构光传感信息实时融合处理方法，较之已有基于线结构光信息的焊道识别和自动跟踪系统在某些场合具有更强适应性，为保证成形质量和提高生产效率提供了新的技术途径。

来源：2019年第17期

《机械工程学报》期刊编辑部

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