基于机器视觉的拼装结构件焊缝表面缺陷检测算法研究

发布时间：2025-05-04 21:23

　　拼装结构件作为海港设备中常用构件,常通过焊接工艺制造而成。塔吊的箱梁构件就是典型的拼装结构件,其作用是主要载荷通过横梁上的任何位置时,拼装结构件的各部分(梁肋、腹板和底板等)作为整体同时参加受力,提高抗扭强度。然而,在制造构件的过程中,由于结构件拼装制造的复杂程度和焊接环境等不确定因素的存在,易出现含有焊瘤、气孔和飞溅等缺陷的焊缝。因此,需对拼装结构件的成形焊缝进行缺陷检测。在传统的缺陷检测中主要依靠人工离线拼片,这容易受检测员的经验限制且具有工期无法预测等不足,无法满足现代化焊接技术的要求。机器视觉是一种非接触性测量方式,具有灵敏度高、测量精度高等特点,在工业检测中得到了广泛应用。本文在机器视觉的基础上进行对拼装结构件的焊缝表面缺陷检测的研究,主要研究内容如下:(1)针对采集的焊缝表面图像中存在噪声及对比度不明显等问题,经图像滤波对比实验选择合适的图像降噪算法;然后通过sin函数增强来提高板材与焊缝区域之间的对比度,利用OSTU阈值分割算法获得焊缝二值化图像,最后利用焊缝缺陷区域灰度占比对其二值化图像来进行焊缝缺陷区域的提取。实验结果表明,这一系列图像预处理算法能实现对拼装结构件焊缝表...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1拼装结构件焊接技术是制造业中使用频率最高的一种加工方式

为主要承力构件，焊接失效常发生在存在焊缝缺陷的部位，从而导致吊塔不能正常工作等影响，因此焊缝缺陷的有无直接影响整机的运转及操作人员的安危。图1-1拼装结构件焊接技术是制造业中使用频率最高的一种加工方式。无论是在机械制造、石油化工、航天航空，还是海运制造、能源电力、交通运输等领域....

图1-2拼装结构件的制造现状

图1-1拼装结构件焊接技术是制造业中使用频率最高的一种加工方式。无论是在机械制造、石油化工、航空，还是海运制造、能源电力、交通运输等领域，焊接设备都随处可见。在我国，结构件的制造流水线上，焊接工艺还完全依靠人工来完成，如图1-2所示。由于人接制造存在效率低下、质量情况和工期....

图2-2焊缝图像样本开始

图2-2焊缝图像样本焊缝表面图像中值滤波降噪sin函数增强焊缝区域分割OSTU二值化缺陷区域分割输出缺陷图像开始结束图2-3图像预处理流程图

图2-4不同图像降噪算法的对比

-11-(e)经高斯滤波处理后的图像图2-4不同图像降噪算法的对比中值滤波降噪效果优于其它几种滤波算法。在实际图像采集卡再到图像处理器等过程中易受信号干扰影响占比较大，而常用去除这种噪声的有效措施是其他滤波算法没有的优势：焊缝表面图像经中值滤

本文编号：4042824