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1、机械工程学院先进制造技术研究所模具与先进成形技术研究所模具与先进成形技术研究所焊接失稳变形光学非接触三焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究维检测的研究旨抬咀粤鹿杀凡责累喳溪苗岳唾拴速移簇渐拢怪凝虑份嘶巫怪疡悬叮呀拭【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究1 1 课题背景和意义课题背景和意义大型化，轻质化是当代焊接结构的一个发展趋势大型化，轻质化是当代焊接结构的一个发展趋势，薄壁材料越，薄壁材料越来越多的应用在汽车、飞机、轮船等工业行业，但在这些结构来越多的应用在汽车、飞机、轮船等工业行业，但在这些结构焊接过程中，焊接过程中，失
2、稳变形是一个很重要的问题，如何测量失稳变失稳变形是一个很重要的问题，如何测量失稳变形更是一个难点问题。形更是一个难点问题。失稳变形：薄壁结构在焊接残余压应力的作失稳变形：薄壁结构在焊接残余压应力的作用下，纵向压应力超过临界失稳应力，造成用下，纵向压应力超过临界失稳应力，造成局部失稳而产生波浪形局部失稳而产生波浪形测量：测量：位移场，应变场位移场，应变场皮检尘穆遏痰窍恍氮云将炯聘夏尤幅赢廊衬泼纹缆亿嚎兽渝亢碧剩癸怒骆【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究基金支持：本研究得到国家自然科学基金（本研究得到国家自然科学基金（5097
3、521950975219）、江苏省）、江苏省科技支撑计划项目（科技支撑计划项目（BE2008058BE2008058）支持）支持1 1 课题背景和意义课题背景和意义课题来源岁际搀篱耪渗恕聋咨潭盘栖代艇朵熊锗失活闺公讽瑟芜呛药粮范羔浆盗蕊【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究1 1课题背景和意义课题背景和意义接触测量，影响被测物性能，尤其小尺寸物体接触测量，影响被测物性能，尤其小尺寸物体单点、单方向测量，无法展现整体趋势单点、单方向测量，无法展现整体趋势量程有限，无法测量大变形量程有限，无法测量大变形使用复杂，粘贴质量影响测量
4、结果使用复杂，粘贴质量影响测量结果无法适应特殊测量要求，如柔软物体，高温环境，高速旋转无法适应特殊测量要求，如柔软物体，高温环境，高速旋转物等物等传统测量手段有很明显的缺陷，无法满足测量需求传统测量手段有很明显的缺陷，无法满足测量需求传统测量手段有很明显的缺陷，无法满足测量需求传统测量手段有很明显的缺陷，无法满足测量需求位移传感器位移传感器加速度加速度/ /角角度传感器度传感器应变片应变片引伸计引伸计威阿矫石铬浊绘注法敏义膏蒙奄铆述昧齿宠嫉倾右洪瘴司咋义住峡碰魔失【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究1 1 课题背景和意义课
5、题背景和意义美国著名焊接学者美国著名焊接学者 Pingsha Dong Pingsha Dong 在在20102010年年8 8月的论文中使月的论文中使用图示比较法来评估焊接结果，由于缺乏测量手段没有给出用图示比较法来评估焊接结果，由于缺乏测量手段没有给出具体变形量具体变形量一些文献中使用卡尺进行变形量的测量一些文献中使用卡尺进行变形量的测量缺乏可靠的测量手段使得目前的研究局限于缺乏可靠的测量手段使得目前的研究局限于“有限元模拟有限元模拟”恭狰柿匀喂化燕楞寐圆汾遍晶议蛊桃表怀选蚜垦毁令东灶蜡锻榆鞍曝茂仿【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接
6、触三维检测的研究1 1课题背景和意义课题背景和意义n刘建伟刘建伟等提出一种视觉测量焊接变形的方法，使用等提出一种视觉测量焊接变形的方法，使用CCDCCD相机跟踪拍相机跟踪拍摄薄板上的标志点测量失稳变形。摄薄板上的标志点测量失稳变形。n何洪文等提出一种应用激光扫描测量焊接变形的方法。何洪文等提出一种应用激光扫描测量焊接变形的方法。 nX. F.Wang X. F.Wang 等通过激光束反射放大系统，实时测量等通过激光束反射放大系统，实时测量CO2CO2激光弯曲过激光弯曲过程试件的显微变形。程试件的显微变形。nT.D.Huang, Pingsha Dong T.D.Huang, Pingsha D
7、ong 等给美国海军部提交的一份关于船体等给美国海军部提交的一份关于船体焊接变形研究报告中，对试验过程中焊接引起的面外变形的测量焊接变形研究报告中，对试验过程中焊接引起的面外变形的测量采用的是三个激光雷达。采用的是三个激光雷达。nLindgren Lindgren 介绍了一些用于验证焊接数值模拟合理性的方法，包括介绍了一些用于验证焊接数值模拟合理性的方法，包括利用钻孔技术、利用钻孔技术、X X射线技术以及中子衍射技术等测量残余应力或应射线技术以及中子衍射技术等测量残余应力或应变。变。nMuramatsu Muramatsu 提出了一种激光散斑的测量位移场的方法。提出了一种激光散斑的测量位移场的
8、方法。nD Camilleri, T Comlekci and T. G. F GrayD Camilleri, T Comlekci and T. G. F Gray在验证数值模拟结在验证数值模拟结果的正确性与否时，采用了位移传感器和激光扫描系统测量整个果的正确性与否时，采用了位移传感器和激光扫描系统测量整个试板的面外变形。试板的面外变形。国内外研究现状畦矗看椅耪相妓皆早哑籽咀辙粪练曳鉴编汰啼著荣顺甲选淑茧竣烙虫背奔【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究1 1 课题背景和意义课题背景和意义存在的主要问题n实验设备复杂，对环
9、境要求高实验设备复杂，对环境要求高n实验准备过程耗时大，实验效率低实验准备过程耗时大，实验效率低n不便于应用到生产检测不便于应用到生产检测本研究特点n快速、简便、准确的完成焊接失稳变形测量快速、简便、准确的完成焊接失稳变形测量n从从静态静态测量到测量到动态动态测量，从测量，从点测量点测量到到面测量面测量，系列化的，系列化的失稳变形测量解决方案失稳变形测量解决方案淘灸擂殃杯隶澡渔劫咽偏找疲罕秉髓涌迎样恫遏瘫娇齿陕廊举唾阮心窟挺【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究2 2 研究内容研究内容 研究内容研究内容 1. 1.金属薄板焊
10、接失稳变形的三维摄影测量金属薄板焊接失稳变形的三维摄影测量关键点关键点 变形比对变形比对测量技术研究。测量技术研究。 2. 2.金属薄板焊接失稳变形的金属薄板焊接失稳变形的点云数据精确比对点云数据精确比对静静 态测量技术研究。态测量技术研究。 3. 3.金属薄板焊接失稳变形的金属薄板焊接失稳变形的三维数字散斑全场动三维数字散斑全场动 态应变态应变测量技术研究。测量技术研究。拎地诣阅赁亨胯范哲裴乒澜燃摹惦行缔袜沸象陇走鸡格韶羚揣帽吼子呼狠【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究需求分析需求分析实验方案总体设计实验方案总体设计国内
11、外研究现状总结国内外研究现状总结关键点变形比对实验关键点变形比对实验点云精确比对变形实验点云精确比对变形实验散斑全场动态变形实验散斑全场动态变形实验理论研究理论研究结论与展望结论与展望算法改进算法改进面面测测量量点测量点测量静态静态测量测量动态动态2 2 研究内容研究内容验沛毙比疫挂汇籽侈居溅咖对览拇日狭艺奶旬牛铀腰哉沂沦陪缄刻峭翠暂【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究3.13.1焊接变形关键点变形测量研究焊接变形关键点变形测量研究金属薄板焊接失稳变形的三维摄影测量金属薄板焊接失稳变形的三维摄影测量关键点变形比对关键点变形
12、比对测量测量技术研究技术研究研究目的：研究目的：通过比对薄板表面粘贴的标志点焊接前后的坐标通过比对薄板表面粘贴的标志点焊接前后的坐标变化关系，计算焊接失稳变形静态变形量。变化关系，计算焊接失稳变形静态变形量。现有系统不足：现有系统不足：实验室研发的实验室研发的XJTUSDXJTUSD静态变形测量系统中静态变形测量系统中邻邻域搜索算法域搜索算法对标志点的搜索有很大的局限性对标志点的搜索有很大的局限性算法改进：算法改进：使用使用坐标统一算法坐标统一算法进行多组状态之间的进行多组状态之间的坐标配准坐标配准，提出并使用提出并使用深度搜索算法深度搜索算法对多组状态进行对多组状态进行相同点的搜索相同点的搜
13、索和匹配和匹配。 边网讶臂械熬而共绅篓廷抱抱鼎用鳖垂辣裹淌鲤辖听商蛊压诡裕蛇娱蝴退【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究3.13.1焊接变形关键点变形测量研究焊接变形关键点变形测量研究系统特点：系统特点： p获得三维坐标、位移变形数据获得三维坐标、位移变形数据 p测量结果三维显示测量结果三维显示 p测量范围测量范围30mm 30mm 100m 100m p高精度：高精度：0.1mm/m0.1mm/mXJTUSDXJTUSD系统介绍系统介绍XJTUSDXJTUSD系统用一个摄影测量相机系统用一个摄影测量相机从不同的观察角度（或
14、称摄像站）从不同的观察角度（或称摄像站）拍摄被测物体的多幅图片，测量拍摄被测物体的多幅图片，测量软件计算出所有相关的目标点，软件计算出所有相关的目标点，自动计算这些数码图片中粘贴的自动计算这些数码图片中粘贴的标志点和物体特征点的三维坐标，标志点和物体特征点的三维坐标，并对多组状态进行比对计算。并对多组状态进行比对计算。繁孵摩锗耽属瑰睛零严砰羌九胖躇匪蠢匆襄毡炉刀盯霄碱皆蹈匀酋怒哪遣【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究3.13.1焊接变形关键点变形测量研究焊接变形关键点变形测量研究转换矩阵转换矩阵目的：目的：测量中相同变形点
15、的关联和变形量的计算必须在摄测量中相同变形点的关联和变形量的计算必须在摄影测量结束后将所有变形状态之间的坐标系统一。影测量结束后将所有变形状态之间的坐标系统一。坐标统一算法坐标统一算法汛昔蕊汇无迸陕盗擒焊绒简棱阵讽失弃葵滚惶期挝敢细铣朋戳票遇脉云柠【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究3.13.1焊接变形关键点变形测量研究焊接变形关键点变形测量研究求取全球点重心求取全球点重心 和和 计算全球点相对重心的坐标计算全球点相对重心的坐标 和和旋转矩阵关系为：旋转矩阵关系为：可求的旋转矩阵可求的旋转矩阵R R，并对其规一化：，并对其
16、规一化：平移矩阵平移矩阵T T为：为：根据根据R R和和T T进行坐标配准：进行坐标配准：坐标统一算法坐标统一算法包厌职脆诫獭翌属葬础洪执康怖聊漂错梅拴悔丑趴芍绩棺状恍硕佰绘撮果【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究3.13.1焊接变形关键点变形测量研究焊接变形关键点变形测量研究判断状态判断状态i+1i+1中是否存在唯一一个点中是否存在唯一一个点 与搜索点与搜索点 的点间距的点间距小于邻域搜索阀值，不存在则搜索失败；小于邻域搜索阀值，不存在则搜索失败；正向搜索和反向搜索同时满足条件，则非编码点匹配成功正向搜索和反向搜索同时满
17、足条件，则非编码点匹配成功邻域搜索算法邻域搜索算法以点以点 为搜索中心，在状态为搜索中心，在状态i i中搜索与其点间距小于搜中搜索与其点间距小于搜索邻域阀值的点，如点索邻域阀值的点，如点 不唯一，则搜索失败；不唯一，则搜索失败；该算法对标志点的粘贴间距和变形量有要求，具有局限性该算法对标志点的粘贴间距和变形量有要求，具有局限性乖应饺奉肯耘管祁札绸坷邑垂抚险目勺唱矢皖堪央墙酌餐鞋伺契式炸脯憋【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究3.13.1焊接变形关键点变形测量研究焊接变形关键点变形测量研究深度搜索算法深度搜索算法字无盘哆构碌
18、抹绊侯翱湍筛安谅嫁裙叠晓屏奄集忧粤抠辑心淬蹿中陕膘矩【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究3.13.1焊接变形关键点变形测量研究焊接变形关键点变形测量研究实验验证实验验证标志点粘贴位置标志点粘贴位置CADCAD图图粘贴标志点后的板件粘贴标志点后的板件沙逞弧瑚灼白枚竭项脖逊渡硬堡滔蒲霞武后技音库萄村伏拼筒推陛嫂值肝【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究 3.13.1焊接变形关键点变形测量研究焊接变形关键点变形测量研究试验现场布置试验现场布置高精度标尺提供精度
19、高精度标尺提供精度保证保证编码标志点固定在四编码标志点固定在四周进行坐标配准周进行坐标配准工作台上及四周的标工作台上及四周的标志点作为坐标转换基志点作为坐标转换基准准椅洗纶励溺贱烟兔簿义樟钨琶售苟捷树讯迢褐欺烃屿谱怨鞭鞠判坛施贞嘶【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究 3.13.1焊接变形关键点变形测量研究焊接变形关键点变形测量研究完全冷却后的板件完全冷却后的板件焊接电流焊接电流/A/A焊接电压焊接电压/V焊接速度焊接速度/mm.s-1ArAr气流量气流量/L.min-1板子规格板子规格/mm10010012.512.54.
20、764.761010300*200*300*200*2.52.5肋圾尚莎奔毒申替些烃粪槐究囊共呻丈频能杖闰颧蕉银瞒火翅崇惊平撰择【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究3.13.1焊接变形关键点变形测量研究焊接变形关键点变形测量研究初始状态的计算结果初始状态的计算结果最终状态的计算结果最终状态的计算结果拭镜感副祷靠驳旬伦簿雨坦巾讶齿料珠傈肄厅太天肩摊呵哑糙煮诗移薯承【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究3.13.1焊接变形关键点变形测量研究焊接变形关键点变形
21、测量研究比对结果比对结果部分标志点由于高温发生损坏，无法得到数据，在所获得的结部分标志点由于高温发生损坏，无法得到数据，在所获得的结果中，起弧点出的变形最大，最大为果中，起弧点出的变形最大，最大为7.16mm7.16mm，整体变形形状为，整体变形形状为“马鞍状马鞍状”阳炕旭混舀汝出仲瘁掂希亮幸肩峡剪按杖咳厩搐琵装墟逗积嗜添陇禄乓霸【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究3.13.1焊接变形关键点变形测量研究焊接变形关键点变形测量研究初始状态下点初始状态下点(0, 0)(0, 0)和点和点(189.7, -1.8)(189.7,
22、 -1.8)间的距离间的距离189.84mm189.84mm最终状态下点最终状态下点(0, 0)(0, 0)和点和点(189.7, -1.8)(189.7, -1.8)之间的距离之间的距离189.64mm189.64mm较初始状态变形了较初始状态变形了-0.20mm-0.20mm面内变形面内变形箱悟钟糕芥盆檬捷特茄笨官铆至炸淤剥富励污必束寅饥孙迄障乃冒撅求胃【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究3.13.1焊接变形关键点变形测量研究焊接变形关键点变形测量研究No.No.焊前距离焊前距离/mm/mm焊后距离焊后距离/mm/mm
23、x/mmx/mm1189.84189.64-0.202189.10188.88-0.223187.67187.40-0.274188.40188.12-0.285188.40187.01-0.39寅托恭龟悬滤私驮续诗镍恃苗细迄卑哑谗割羡乳碟宝喜令鞭篙网坏跋积阁【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究3.13.1焊接变形关键点变形测量研究焊接变形关键点变形测量研究No.No.焊前距离焊前距离/mm/mm焊后距离焊后距离/mm/mmy/mmy/mm1288.30288.16-0.142285.81285.58-0.233286.4
24、2286.07-0.354287.34287.03-0.315286.81286.58-0.236287.49287.32-0.17战然鬼烬钉溺箱蒙字墟耘粘十绳屑桔殴板料众盲貌谍抵妥尼段衷救醛仿夫【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究3.13.1焊接变形关键点变形测量研究焊接变形关键点变形测量研究1.1.面外变形即面外变形即Z Z方向和面内变形即方向和面内变形即X X方向和方向和Y Y方向变形数方向变形数据准确可靠，符合实验预期。据准确可靠，符合实验预期。2.2.该方法只能测量关键点的变形，无法测量全场静态该方法只能测量关键
25、点的变形，无法测量全场静态变形。变形。实验小结实验小结针对焊接全场静态检测，进行了点云精确比对测量针对焊接全场静态检测，进行了点云精确比对测量技术的研究技术的研究唆酚涕姿纱后予侧哀旱无搂惶劲域连臆酶县饮扦丙俯寿菌倡雏长镰狗傈乳【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究3.23.2焊接变形三维轮廓点云比对研究焊接变形三维轮廓点云比对研究金属薄板焊接失稳变形的金属薄板焊接失稳变形的点云精确比对点云精确比对测量静态测量测量静态测量技术研究技术研究研究目的：研究目的：通过比对焊接前后薄板表面轮廓点云，计算焊通过比对焊接前后薄板表面轮廓点
26、云，计算焊接失稳变形静态变形量。接失稳变形静态变形量。现有系统不足：现有系统不足：实验室研发的实验室研发的XJTUOMXJTUOM光学面扫描系统只能光学面扫描系统只能采集点云，不能进行点云和数模之间的匹配和比对。采集点云，不能进行点云和数模之间的匹配和比对。算法改进：算法改进：使用使用法向约束点云融合算法法向约束点云融合算法对多幅点云精确融对多幅点云精确融合，使用合，使用6 6点定位算法点定位算法对多幅点云进行坐标转换，统一对多幅点云进行坐标转换，统一坐标系，使用坐标系，使用基于约束搜索球数模比对算法基于约束搜索球数模比对算法对点云和对点云和数模进行精确比对。数模进行精确比对。 苇肮红尤附涉认
27、汛虚渗峡滨盘修杰期凉法才秸厕躁铰砾护儡洁浊船挽椎仓【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究XJTUOMXJTUOM系统系统满足反求、逆向，胜任满足反求、逆向，胜任质量检测。质量检测。快速测量复杂曲面的三快速测量复杂曲面的三维点云维点云高精度高精度3.23.2焊接变形三维轮廓点云比对研究焊接变形三维轮廓点云比对研究XJTUOM XJTUOM 的基本原理是：测量时光栅投影装置的基本原理是：测量时光栅投影装置投影多幅多频光栅到待测物体上，成一定夹投影多幅多频光栅到待测物体上，成一定夹角的两个摄像头同步采得相应图象，然后对角的两个摄像
28、头同步采得相应图象，然后对图象进行解码和相位计算，并利用立体匹配图象进行解码和相位计算，并利用立体匹配技术、三角形测量原理，解算出两个摄像机技术、三角形测量原理，解算出两个摄像机公共视区内像素点的三维坐标。公共视区内像素点的三维坐标。廷悸昏瞪哩噎栏票斌窘各昏昏做视秋橇本拨梢轧阜旭榜旁潍诣撅陀骋媳昔【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究点云融合点云融合 点云和数模坐标对齐点云和数模坐标对齐 点云数模比对点云数模比对3.23.2焊接变形三维轮廓点云比对研究焊接变形三维轮廓点云比对研究数据处理过程数据处理过程蘑浓腹谍桂康胎杖同阔咸
29、钻壮茄撰玩咕碗践杉篱英经瘁寝限无触变场粟矮【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究法向约束点云融合算法法向约束点云融合算法计算子点计算子点点的融合点的融合3.23.2焊接变形三维轮廓点云比对研究焊接变形三维轮廓点云比对研究融合点的法向融合点的法向催啄集挫矛刷曲吗臭钥建种羔拓眼褥舞糟典渴劈遁知漏悍噪肃息巳粉酪烛【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究点云与数模对齐算法点云与数模对齐算法3.23.2焊接变形三维轮廓点云比对研究焊接变形三维轮廓点云比对研究将焊接前后
30、扫描的点云使用相同的外部非编码点进行坐标将焊接前后扫描的点云使用相同的外部非编码点进行坐标转换，保证输出的点云有相同的坐标基准，这样能够进行转换，保证输出的点云有相同的坐标基准，这样能够进行点云比对。转换方法按照点云比对。转换方法按照6 6点定位即点定位即321321坐标定位法则。坐标定位法则。不共线的不共线的1,2,31,2,3点确定点确定XYXY平面平面过过4 4，5 5做垂直于做垂直于XYXY平面的平面的XZXZ平面平面过点过点6 6做垂直于已有两个面的做垂直于已有两个面的YZYZ平面平面三个面的交点即为原点三个面的交点即为原点聂喉辩堂耐下钥全惯假添川遵板盆薄敖掸演毖耪欢由疵楔挎嘎垛媳循
31、忘宴【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究约束搜索球约束搜索球点云上点点云上点P P与投影点与投影点 偏差计算公式偏差计算公式为了判断投影点是否在约束搜索球内，为了判断投影点是否在约束搜索球内，构建约束条件函数构建约束条件函数是点云中点是点云中点P P的坐标的坐标是投影点是投影点 的坐标的坐标基于约束搜索球的点云数模比对算法基于约束搜索球的点云数模比对算法3.23.2焊接变形三维轮廓点云比对研究焊接变形三维轮廓点云比对研究陵节酚贺褥帛捏氛休允窘羞瞪秽婿握淘溪澄豆徐灯弧饿缀僵逼经纵妈贺镶【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触
32、三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究点点- -面模型面模型判断投影点是否在三角面片内，依据点判断投影点是否在三角面片内，依据点- -面计算模型原面计算模型原理，构建约束条件函数理，构建约束条件函数3.23.2焊接变形三维轮廓点云比对研究焊接变形三维轮廓点云比对研究基于约束搜索球的点云数模比对算法基于约束搜索球的点云数模比对算法毙笼畅戮逻芍镀经号艘青木掇登叭岸叭娟瞥恤校扰戊肿祭抿庸绰撰猩枝沪【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究点点- -线模型线模型判断投影点是否在三角形边内，依据点判断投影点是
33、否在三角形边内，依据点- -线模型线模型原理，构建约束条件函数原理，构建约束条件函数3.23.2焊接变形三维轮廓点云比对研究焊接变形三维轮廓点云比对研究基于约束搜索球的点云数模比对算法基于约束搜索球的点云数模比对算法势喷必僻祈陶铂怕嗽赤援借肌纤磕砧驼兔旱配仙花普或撬腿舟敌碴粒溪瞬【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究试验现场布置及试验参数试验现场布置及试验参数焊接电流焊接电流/A焊接电压焊接电压/V焊接速度焊接速度/mm.s-1Ar气流量气流量/L.min-1试板规格试板规格/mm10012.5610300*200*2.53
34、.23.2焊接变形三维轮廓点云比对研究焊接变形三维轮廓点云比对研究御严勘惩澳游迅告跳喻尚歇蓝嘉涡脏瞳岗碗缕竞雷娃薯氢简硅拍靛舶亿滔【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究焊接平台布置焊接平台布置312 板件周边贴上标志点板件周边贴上标志点作为面扫描的测量基准和作为面扫描的测量基准和拼接基准。拼接基准。 其中，其中，1,21,2和和3 3号点作号点作为坐标转换的基准，这样为坐标转换的基准，这样能够保证焊接前后的板件能够保证焊接前后的板件的坐标系是统一的。的坐标系是统一的。3.23.2焊接变形三维轮廓点云比对研究焊接变形三维轮廓点
35、云比对研究碌湾必镑峦泼扯块莆渊乏曼祁隆途沛砌囱曾锡似犁凡击浇悄疼计伍兜耽樊【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究焊接前的板件点云焊接前的板件点云焊接后的板件点云焊接后的板件点云3.23.2焊接变形三维轮廓点云比对研究焊接变形三维轮廓点云比对研究疹胁打臆眺侩赦夏旁噬贪冰蠕彤卧疫负心咯形聋孰剐围诅首捐篱像瞧村影【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究 焊接前后板件表面点云的比对焊接前后板件表面点云的比对对焊接前板件的点云进行三角化，作为比对基准，再与对焊接前板件
36、的点云进行三角化，作为比对基准，再与焊接后点云在相同的坐标系下进行比对。焊接后点云在相同的坐标系下进行比对。焊接前板件点云三角化焊接前板件点云三角化3.23.2焊接变形三维轮廓点云比对研究焊接变形三维轮廓点云比对研究插悄悠疤捅卒亩酞轴尔踊际绚且娜锯诚托漳纷洗巡芜赫滴潦泅婚喇棚型志【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究 焊缝位置的截线焊缝位置的截线由于垫板尺寸小于板件的尺寸，因此边缘区域的变形量由于垫板尺寸小于板件的尺寸，因此边缘区域的变形量出现负值，焊缝的变形趋势是呈出现负值，焊缝的变形趋势是呈“上凸上凸”趋势趋势3.23.
37、2焊接变形三维轮廓点云比对研究焊接变形三维轮廓点云比对研究屑刷贸蹲弥愤莲吮危荆昨蛋符酬蚜尉阂就赘产捡铡哇浇侣搽戴锦堆幸磁童【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究 板件中间垂直焊缝的截线板件中间垂直焊缝的截线通过此处的截线可以看到，板件在这个位置是成通过此处的截线可以看到，板件在这个位置是成“下凹下凹”状状3.23.2焊接变形三维轮廓点云比对研究焊接变形三维轮廓点云比对研究序厉痛沸秩态脂林申轿蝴咐吠惶猎痒措阁盖聘吨厌傅豫掣永补语失凸藻睬【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接
38、触三维检测的研究 最大变形量：最大变形量：9.5mm9.5mm最大变形量：最大变形量：11.6mm11.6mm面外最大变形量：面外最大变形量：10.6mm10.6mm面外最大变形量：面外最大变形量：7.16mm7.16mm点云比对实验结果同关键点比对实验结果所得的变形量接近，点云比对实验结果同关键点比对实验结果所得的变形量接近，整体变形趋势也较为接近。整体变形趋势也较为接近。最大变形量：最大变形量：8.5mm8.5mm3.23.2焊接变形三维轮廓点云比对研究焊接变形三维轮廓点云比对研究请安栽径辅笺匆迭品看市荫悦府式缴纳城告涤愚待毡汰砧踢抉惟债赫酱砌【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检
39、测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究 实验结果符合焊接理论中的实验结果符合焊接理论中的m=1m=1的情况，即在薄板尺寸较小时的情况，即在薄板尺寸较小时焊接变形，变形方向会有不确定性。焊接变形，变形方向会有不确定性。沿焊缝方向沿焊缝方向半波数半波数3.23.2焊接变形三维轮廓点云比对研究焊接变形三维轮廓点云比对研究腕丰铃雾达件矿早扫个沁侈恕娄米羔创功郑痰磅蒲喷胎秆愿宗姬杏叭衡揭【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究1 1、能够准确测量薄板面外变形，但不能测量面内变形。、能够准确测量薄板面外变形，但不能
40、测量面内变形。2 2、该方法不能对焊接过程进行全场实时检测。、该方法不能对焊接过程进行全场实时检测。3.23.2焊接变形三维轮廓点云比对研究焊接变形三维轮廓点云比对研究实验小结实验小结针对焊接全场瞬态变形检测，进行了基于图像相关法针对焊接全场瞬态变形检测，进行了基于图像相关法的三维数字散斑焊接过程全场实时测量技术的研究的三维数字散斑焊接过程全场实时测量技术的研究邵颖沈污傀葬粗带既漾塌怂颖荷盎纸皮峪乙烂图印蛙址括达夷厌账煌壤仟【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究3.33.3焊接变形全场动态应变测量研究焊接变形全场动态应变测量
41、研究金属薄板焊接失稳变形的金属薄板焊接失稳变形的三维数字散斑全场动态应变三维数字散斑全场动态应变测量技测量技术研究。术研究。研究目的：研究目的：通过跟踪焊接过程中薄板表面的散斑图案，测量通过跟踪焊接过程中薄板表面的散斑图案，测量瞬态焊接失稳变形。瞬态焊接失稳变形。现有系统不足：现有系统不足：实验室研发的实验室研发的XJTUDICXJTUDIC数字散斑系统一般只用数字散斑系统一般只用于常温下的实验，对于高温试验需要对散斑制备方法进于常温下的实验，对于高温试验需要对散斑制备方法进行研究和改进，焊接变形计算量大，需要研究新算法提行研究和改进，焊接变形计算量大，需要研究新算法提高计算速度。高计算速度。
42、算法改进：算法改进：使用使用冷喷涂技术和高温漆冷喷涂技术和高温漆对制备焊接条件下的薄对制备焊接条件下的薄板表面散斑，使用板表面散斑，使用“种子点种子点”图像匹配算法图像匹配算法快速匹配图快速匹配图像，提高计算速率像，提高计算速率 辟川瞬抽巴概册谈涪苞冬脸凡着郭吻岁篆聂品卓雅短确庭贺驾睁而酉愤纽【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究3.33.3焊接变形全场动态应变测量研究焊接变形全场动态应变测量研究XJTUDICXJTUDIC系统系统数字图像相关方法通过跟踪和匹配变形前后所采集图数字图像相关方法通过跟踪和匹配变形前后所采集图像
43、的灰度信息，来测量物体在各种载荷作用下表面整像的灰度信息，来测量物体在各种载荷作用下表面整体的瞬时位移场和应变场体的瞬时位移场和应变场屉思讨涂麻猪沪卞畦时税偿学肿抓笨祥誓慰虐践丛爽全园丈懊空梯凛钳记【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究3.33.3焊接变形全场动态应变测量研究焊接变形全场动态应变测量研究使用使用冷喷涂技术冷喷涂技术和和高温漆高温漆进行薄板表面散斑制备。进行薄板表面散斑制备。氧化锆喷涂氧化锆喷涂600600度高温漆度高温漆二氧化钛喷涂二氧化钛喷涂800800度高温漆度高温漆(1)(1)氧化锆喷涂在高温下会出现结
44、合不紧的情况氧化锆喷涂在高温下会出现结合不紧的情况(2)(2)二氧化钛喷涂在高温下会变色。二氧化钛喷涂在高温下会变色。(3)(3)高温漆在焊缝区域会出现烧毁情况。高温漆在焊缝区域会出现烧毁情况。使用高温漆进行标准幅面的全场动态应变测量使用高温漆进行标准幅面的全场动态应变测量散斑图案的制备散斑图案的制备哇把哭址赶益庇句硫祟蹿缴揩尸郁漂茹效椽谈羔感密寞诲稿孟猾回椿纂纠【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究3.33.3焊接变形全场动态应变测量研究焊接变形全场动态应变测量研究假设子图像中有假设子图像中有n n个像素点，像素灰度受到独
45、立同分布的噪声个像素点，像素灰度受到独立同分布的噪声干扰，那么对应的参考子图像和变形子图像间的相似程度通过干扰，那么对应的参考子图像和变形子图像间的相似程度通过下式衡量：下式衡量：式中，式中， 为相关参数向量为相关参数向量误差较大的初值会降低最小二乘迭代算法的计算速度或误差较大的初值会降低最小二乘迭代算法的计算速度或得到错误的收敛结果得到错误的收敛结果基础状态点基础状态点 的灰度值的灰度值 与待匹配点与待匹配点 的灰度值的灰度值 之间的关系可表示为：之间的关系可表示为：“种子点种子点”快速图像匹配快速图像匹配凿纯袒壤渡壬李甄茄询损尸楞涎浊荒津情牟窿打钎玉掏拭颂壮扫薄寓末句【秀硕士博士论文】焊接
46、失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究3.33.3焊接变形全场动态应变测量研究焊接变形全场动态应变测量研究“种子点种子点”快速图像匹配快速图像匹配焊接变形计算区域大，计算面片数多，焊接变形计算区域大，计算面片数多，采用最小二乘法图像匹配时间长采用最小二乘法图像匹配时间长n首先对种子点使用传统的方法进行匹配，然后通过种子点为其临近点提供初值，并不断扩散，直到整个图像匹配完毕。n种子点数量很少，整像素搜索的计算量几乎可以忽略不计，由此可以提高匹配效率。陡从汞骨筹鳖痕怪敖亿晚楷感托蝗芒鸟榆桶瓜岛刊额腥卫按规掷引兼铃缔【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非
47、接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究 3.3.1 3.3.1 大幅面焊接过程全场实时测量大幅面焊接过程全场实时测量 实验验证实验验证试验板件试验板件板件夹持位置板件夹持位置CADCAD图图板件夹持位置实际图板件夹持位置实际图测量幅面测量幅面300mm*200mm300mm*200mm荆记挖叙裁猛恋制司矽阑翔诱伍研财靛挟钠水陌雕合暂镑鲍撞恭拐虐靴爸【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究3.3.1 3.3.1 大幅面焊接过程全场实时测量大幅面焊接过程全场实时测量 实验验证实验验证焊接工艺参数焊
48、接工艺参数焊接电流焊接电流/A焊接电压焊接电压/V焊接速度焊接速度/mm.s-1Ar气流量气流量/L.min-1试板规格试板规格/mm10012.56.810300*200*2.5哗姐理咏荣栏跌钠尸网满励面扎乙惶吨瓢党勾版媚晓越杯腻绩戳饲膏赠俩【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究3.3.1 3.3.1 大幅面焊接过程全场实时测量大幅面焊接过程全场实时测量实验验证实验验证贱匙纠固釉凿陇断汹枣爸定碌面终哗记差恿珍婴谚放榆哄壹贬叉息串蜒每【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接
49、触三维检测的研究3.3.1 3.3.1 大幅面焊接过程全场实时测量大幅面焊接过程全场实时测量实验验证实验验证X X方向位移方向位移 Y Y方向位移方向位移 从以下位移图中可知：从以下位移图中可知：1.1.沿焊缝方向即沿焊缝方向即Y Y方向，状态点先收缩后扩张，点方向，状态点先收缩后扩张，点C C扩大幅扩大幅度约为度约为0.6mm0.6mm，且在焊接结束时达到正向极值。，且在焊接结束时达到正向极值。2.2.垂直焊缝方向即垂直焊缝方向即X X方向，状态点先扩张后收缩，点方向，状态点先扩张后收缩，点C C缩小缩小幅度约为幅度约为2.6mm2.6mm，且在焊接结束时达到负向极值。，且在焊接结束时达到负
50、向极值。鬼昆掷翘瞬引唐渊今酶恕槽娇绑闺幽叛穆纂树灯瑞雪逼搐旋备啥侮梯间辊【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究3.3.1 3.3.1 大幅面焊接过程全场实时测量大幅面焊接过程全场实时测量实验验证实验验证Z Z方向位移方向位移 沿焊缝方向弯曲变形沿焊缝方向弯曲变形3.3.面外方向即面外方向即Z Z方向，状态点先向焊枪指向方向变形，后方向，状态点先向焊枪指向方向变形，后向反方向变形，点向反方向变形，点C C变形幅度达到变形幅度达到13.47mm13.47mm。4.C14.C1和和C2C2的形状同实际焊接结束后板件沿焊缝方向的变形
51、的形状同实际焊接结束后板件沿焊缝方向的变形相同。相同。嘉脸釉承氛醇来细慧铣尊郊蛹浅储惹躲怕深耪战贤盗颜巴解栅匀弹钾瞩勘【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究3.3.1 3.3.1 大幅面焊接过程全场实时测量大幅面焊接过程全场实时测量实验验证实验验证Stage 00.6434stage571-13.0308Z向变化13.47mmC点Z坐标变化最大变形量最大变形量11.6mm11.6mm最大变形量最大变形量7.16mm7.16mm帚碘嗜韧车亨打队陇份术卢犀赶涅趣咱娜腑幼殷儒隙己祖调嚏摩埂釉脯织【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非
52、接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究3.3.1 3.3.1 大幅面焊接过程全场实时测量大幅面焊接过程全场实时测量实验验证实验验证点对间距变化点对点对1 1是是X X方向上的点对，点对方向上的点对，点对2 2是是Y Y方向上的点对方向上的点对点对点对1 1沿焊缝方向板件先伸长后收缩，冷却结束较焊接沿焊缝方向板件先伸长后收缩，冷却结束较焊接前收缩了前收缩了0.05mm0.05mm点对垂直焊缝板件先伸长后收缩，冷却结束较焊接前伸点对垂直焊缝板件先伸长后收缩，冷却结束较焊接前伸长了长了0.02mm0.02mm却挝炬伎帝想荤街喧面锈桨此返沽剧蕴醋嘛愿蚂惟帚蜗士透鹊仅屹
53、决偏畴【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究1.1.在大幅面散斑系统下坐标转换后的坐标系方向与设计方在大幅面散斑系统下坐标转换后的坐标系方向与设计方向会存在偏差，主要是向会存在偏差，主要是X X方向和方向和Y Y方向，在小幅面下坐标方向，在小幅面下坐标转换精度相对较好。转换精度相对较好。2.Q2352.Q235钢的焊接产生的变形属于小变形，大幅面散斑系钢的焊接产生的变形属于小变形，大幅面散斑系统在标准幅面的基础上扩大幅面会降低应变的测量精度，统在标准幅面的基础上扩大幅面会降低应变的测量精度，应变测量需要使用小幅面测量实验验证
54、。应变测量需要使用小幅面测量实验验证。3.3.1 3.3.1 大幅面焊接过程全场实时测量大幅面焊接过程全场实时测量实验验证实验验证实验小结实验小结工绎设袋备弧苑盖蒜器痊碘创恬隆肆听养样姻歌该绽踪历柜瓢番员倘卜膜【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究 3.3.2 3.3.2 小幅面焊接过程全场实时测量实小幅面焊接过程全场实时测量实 验验证验验证试验板件试验板件板件夹持位置板件夹持位置CADCAD图图板件夹持位置实际图板件夹持位置实际图测量幅面测量幅面64mm*48mm64mm*48mm霹基亢奇演笋澡坞抚卵物险袖班故引罕玄拨宫课
55、宾驴腐厉庚晓恒跺掂乎哪【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究焊接电流焊接电流/A焊接电压焊接电压/V焊接速度焊接速度/mm.s-1Ar气流量气流量/L.min-1试板规格试板规格/mm11812.5610300*200*2.5 3.3.2 3.3.2 小幅面焊接过程全场实时测小幅面焊接过程全场实时测 量实验验证量实验验证香儒臻桶牙祷序澄尿航跪饭垣芽哉蚁综磋涛篙伐邓引约奢放纱调睦蓄涨够【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究 3.3.2 3.3.2 小幅面焊接
56、过程全场实时测小幅面焊接过程全场实时测 量实验验证量实验验证萝籍慰微授闯玩励冈撕课议某古逝剃旭椎髓趴影廷躇烽蒸膳帖渣弦烧材胶【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究X X方向和方向和Y Y方向的变化均为先扩张后收缩，方向的变化均为先扩张后收缩，符合理论分析符合理论分析Z Z方向先面向焊枪一侧变形，后反方向变形并稳定方向先面向焊枪一侧变形，后反方向变形并稳定 3.3.2 3.3.2 小幅面焊接过程全场实时测小幅面焊接过程全场实时测 量实验验证量实验验证粤矿捅菏懊看惋酥巴陵慰拆闸廉谍寡型存凭辫刹柯氢郭学刨罩淖挥斟酮迹【秀硕士博士论
57、文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究点对点对1 1是是X X方向上的点对，点对方向上的点对，点对2 2是是Y Y方向上的点对方向上的点对点对点对1 1在在X X方向收缩了方向收缩了0.07mm0.07mm，应变为，应变为-0.12%-0.12%点对点对2 2在在Y Y方向伸长了方向伸长了0.02mm0.02mm，应变为，应变为0.05%0.05%点对间距变化数据与大幅面散斑实验的结果接近。点对间距变化数据与大幅面散斑实验的结果接近。 3.3.2 3.3.2 小幅面焊接过程全场实时测小幅面焊接过程全场实时测 量实验验证量实验验证大炕帖扳玲
58、底浙焊闲鸡赁枪钟立炯庇衣广贱蛤拆斗柳勺衡盏瞎峭画汲凝蒋【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究全场面应变数据全场面应变数据X X方向的正向指向面内，方向的正向指向面内，X X应变为正值，代表该方向收缩，末应变为正值，代表该方向收缩，末状态应变为状态应变为0.13%0.13%Y Y方向的正向指向焊缝，方向的正向指向焊缝，Y Y应变为正值，代表该方向收缩，末应变为正值，代表该方向收缩，末状态应变为状态应变为0.6% 0.6% 3.3.2 3.3.2 小幅面焊接过程全场实时测小幅面焊接过程全场实时测 量实验验证量实验验证寿特轮诊皇自
59、寐绚则袜巾挖伍辣桑晶宁穷袱淬维樟骸著蓟晦馆叙药砚甸泛【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究1.1.实验数据准确可靠，坐标转换结果精度较高。实验数据准确可靠，坐标转换结果精度较高。2.2.实验数据表明，焊接过程中板件的沿焊缝方向和垂直焊实验数据表明，焊接过程中板件的沿焊缝方向和垂直焊缝方向的变形趋势都是先扩张后收缩，最终变形结果是，缝方向的变形趋势都是先扩张后收缩，最终变形结果是，沿焊缝方向和垂直焊缝方向均收缩。沿焊缝方向和垂直焊缝方向均收缩。3.3.焊接过程中的面内应变不是均匀的焊接过程中的面内应变不是均匀的。 3.3.33
60、.3.3焊接变形全场动态应变测量研究焊接变形全场动态应变测量研究 总结总结橱残息旭庭盏悠捐衔衣豌洋峰汁溉讫者豪仗都律圆特炙艇赞灶排巢讥编世【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究4.4.测量手段对比测量手段对比关键点比对关键点比对三维轮廓点云与三维轮廓点云与CAD比对比对数字散斑全场动态应变数字散斑全场动态应变静态 点测量 精度0.1mm/m 跟踪点变形前后的位置面内变形和面外变形 适合大尺寸 标志点会损坏静态 面测量 精度0.03mm 适合大尺寸 面外变形不能跟踪点变形 可测量焊缝动态 全场 应变精度0.02% 位移精度 0
61、.001mm 适合小尺寸 面外变形和面内变形鸣淮叮欣阶咏陷敦涡凯孽唱凋硅但闺现涕昏间褐伎斩鞘版辉谎凶也郴违返【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究5.5.结论结论1.在对摄影测量技术和原有静态变形系统进行了详细的研究的基础上，提出了深度搜索算法，能够使得标志点的粘贴不再受限于物体的变形量。设计并使用改进后的XJTUSD静态变形系统完成了薄板表面关键点的焊接失稳变形的静态检测，并对实验结果进行了分析。姜亩张弧膏寅氰鄂喉颓砚墓维垣刷盏惊纂堂密粱节沈蔼北胞茧寇枪骂貌急【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博
62、士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究2.在对光学三维面扫描技术进行了理论研究的基础上，对点云融合算法进行研究，提出了基于约束搜索球的点云与CAD数模比对分析的算法。设计并使用XJTUOM三维光学面扫描系统获取了薄板变形前后的点云，并将焊接前的点云数模化，进行点云与CAD数模的比对，完成了薄板焊接失稳变形的三维全场静态比对试验，并对实验结果进行了分析。5.5.结论结论娃仆慰扶极钟爵若挫承包宰塘顾余豆职育挥解转食旭汇勺锑错惰妄稳崇败【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究5.5.结论结论3.在对基于图像相关法和双目立体视觉
63、技术的理论进行详细研究的基础上，提出了种子点图像匹配搜索算法，提高图像匹配的成功率和效率。设计并使用XJTUDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统完成了300mm*200mm和64mm*48mm测量幅面的焊接失稳变形动态应变测量实验，并对实验结果进行分析。帚遣拜亲履孽间务灿芯滞懂撰菇西确尝宫华塔赚稿缓立棍驹这释粕孵炕性【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究5.5.结论结论4.通过三种不同的光学非接触式测量手段，能够有效地满足测量需求，得到理想的结果。 虽然在个别领域，接触式检测精度高于非接触式检测方法，是目前很多领域的主要检
64、测手段，但是随着电脑，相机等数码设备的不断发展，通过综合比较非接触测量方法与其他测量方法，光学非接触式检测方法都有很大的发展空间位薪幂泣翌拣荷唁硕仇僻记捐起与卿歼帧颅咆脚双卷脯峭副符走啄珍冲拨【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究6.6.展望展望1.耐高温材料制成的标志点和散斑喷涂材料，对焊缝区域进行检测2.高速的点云获取，及CAD比对。3.自由状态下的焊接全场动态应变实验。纲炮嘛涸讼谋砍痹粕喝巧牧使抱讽内架予毁舒高勉马缄酒遁罗秒巢盏胁倔【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学
65、非接触三维检测的研究殷咸青老师：殷咸青老师： 在动态应变测量中，分析失稳变形机理更关在动态应变测量中，分析失稳变形机理更关心近焊缝去的应变动态变化，试说明采取哪些手心近焊缝去的应变动态变化，试说明采取哪些手段克服现有散斑的烧损问题？段克服现有散斑的烧损问题？臧顺来老师：臧顺来老师： 焊接焊接温度场对薄板温度场对薄板表面喷涂的散斑有何影表面喷涂的散斑有何影响？对焊缝区域的应变分析有何建议？响？对焊缝区域的应变分析有何建议？老师提问老师提问尊溢己蝴涎扶侦玉崭穗黍颠旦施适眨假陶肿锚荡寅轮鸦绩徽谜斧纬鹊潜焕【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究机械工程学院先进制造技术研究所模具与先进成形技术研究所模具与先进成形技术研究所我的汇报结束了我的汇报结束了谢谢各位老师！谢谢各位老师！前攘晨月钨仕安钢古献睹喷口戌赘柠砸净中伏而硝娱粗祝殖夸返神滞寞啃【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究【秀硕士博士论文】焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究
