序排列柔软光纤传像束的研究

柔软光纤显微镜已广泛用于工业、医学等领域,其光学特性取决于光纤传象束的光学质量。本文报导了我们完成的序排列柔软光纤传象束的光学特性的理论分析和实验研究。结果表明,必须兼顾表示光纤传象束光学质量的透射率、对比度和分辨率。而传象束的结构尺寸、材料选择和制造工艺是影响其光学质量的重要因素,同时不可忽视相领光纤间界面交扰的存在。     

结构光视觉传感器误差分析与结构分析

结构光视觉传感器是视觉焊缝跟踪系统获得焊缝信息的重要组成部分,其测量误差与性能对焊缝跟踪系统的总体测量精度及可靠性有着直接影响.本文对应用于焊缝跟踪的结构光视觉传感器进行误差分析,包括传感器硬件系统结构误差、激光散斑噪声误差及镜头畸变误差等,并对不同结构方式下的视觉传感器建立了数学模型,具体分析了结构参数对其误差的影响,提出结构光视觉焊缝跟踪传感器优化设计方法,并依据仿真结果给出结构优化设计参数,最后通过实验验证了该优化设计方法的正确性.     

线列光纤传像束的调制传递函数评价方法及检测

根据调制传递函数对比度定义,推导了分析线列光纤传像束调制传递函数(MTF)的数理关系,采用数值计算的方式,分析了线列光纤传像束像元与输入信号之间的位相关系对调制传递函数的影响,并进行了实验研究。结果表明,输入信号与线列光纤传像束的位相匹配对调制传递函数有一定的影响。基于对数值分析结果的考虑,提出线列光纤传像束的调制传递函数及评价方法,理论分析与实验结果相吻合。     

电弧传感器技术在焊缝跟踪中的应用

焊缝跟踪是保证焊接质量和焊接自动化的前提,而传感器是实现这一前提的基础.通过目前国内外常见的焊缝跟踪传感器优缺点的比较.设计了电弧传感器焊缝跟踪控制器,并利用控制器实现了焊缝跟踪,且具有良好的跟踪稳定性和精度.     

传像光纤坯棒拉制设备及工艺

通过对传像光纤坯料拉制的描述,并与传统的熔压工艺作了比较,得出坯棒拉制的必要性.对实现拉制的关键设备及工艺做了详细的阐述.     

光纤传感技术的现状与展望

一、光纤传感技术的现状及目前水平光纤传感器按照光纤的应用方式,可以分成两大类型:第一类如图1所示,称为传感型光纤传感器。第二类如图2所示,称为传光型光纤传感器。传感型光纤传感器主要采用单模光纤,特别是偏振保持光纤。它具有传、感合一,     

柔性硫系玻璃红外光纤传像束的制备与性能测试

讨论了红外光纤传像束的学术意义和制备工艺,制备了一种硫系玻璃红外光纤传像束并进行了专门的性能测试。选用As40S58Se2、As40S60作为芯棒和皮管玻璃组分,采用管棒法拉制成纤,利用人机结合的排丝工艺制备出了单丝直径为50μm,纤芯直径为40μm,576元正方形排列的红外光纤传像束。搭建了相应的实验测试平台,对光纤束排列规则度、断丝率、光学效率及传像束引起系统调制传递函数(MTF)下降量等指标进行了测试。测试表明,传像束断丝率为2.7%,衰减损耗低于0.5dB/m,光学效率约为31%,在红外光纤传像系统中光纤传像束引起的MTF下降量小于10%。最后,利用研制的红外传像束完成了红外成像实验,结果表明,红外光纤传像束能够实现良好的红外成像。     

基于手眼系统的线结构光焊缝跟踪系统设计

为了实现一般手眼系统与线结构光焊缝跟踪系统主要部件的复用,在一般手眼系统的基础上,加装激光器、滤光片、保护装置等设备,将其用作焊缝跟踪系统中的线激光结构光焊缝跟踪传感器。通过实验对原手眼系统的标定结果进行实验修正,使其可以替代线结构光焊缝跟踪传感器的标定。详细分析了安装激光器、滤光片、保护装置等对原手眼标定结果造成的影响,使用数据逼近的方法提高线激光结构光焊缝跟踪传感器的手眼标定精度;实验时先对手眼系统进行标定,得到相机坐标系到工具坐标系的原外参矩阵;再对使用原外参矩阵得到的焊点数据,与焊点的实际坐标的误差进行分析,修正手眼系统标定结果。通过实验验证了本方法在手眼系统标定结果基础上,进行加装机构后的线结构光焊缝跟踪传感器的手眼标定的平均精度可达0.53 mm,能够满足机器人焊接的需求。     

微间隙焊缝磁光成像检测及跟踪方法

在激光对接焊过程中,必须精确检测焊缝位置并控制激光束始终对中焊缝。针对小于0.05 mm的微间隙对接焊缝,通过对焊件施加感应磁场,利用法拉第磁旋光原理构成磁光传感器,获取焊缝磁光图像。针对焊缝磁光图像,以焊缝磁光图像的灰度直方图为特征模版,研究一种基于均值漂移算法的激光焊焊缝检测与跟踪方法。通过均值漂移与粒子滤波相结合的算法,利用粒子滤波能够对图像大范围搜索目标的特点,实现焊缝全自动跟踪。同时,根据相似度Bhattacharyya系数对焊缝特征模版进行更新,提高焊缝跟踪精度。试验结果表明,利用均值漂移与粒子滤波相结合的算法能够从焊缝磁光图像中有效检测焊缝特征,实现焊缝的自动跟踪。     

基于GMR的三维智能传感器的设计与实现

简述了基于GMR的三维焊缝检测传感器.为解决焊接加工自动化过程中空间焊缝的跟踪检测,将GMR焊枪悬浮高度传感器、焊缝检测传感器以及相应的微处理器有机结合并集成,用于检测跟踪三维焊缝.基于这种三维智能传感器的焊缝跟踪系统,能够根据空间焊缝的多变性而采用不同的检测方法,大大减小了焊缝检测的盲区.实验结果表明:焊缝跟踪精度高并能够检测出空间复杂三维焊缝,达到设计要求.