Q等离子熔积快速制造技术是采用等离子弧作为热源熔化焊材,在数控机床控制下,根据工艺路径直接快速堆积成形金属原型或零件的快速成形新技术。目前,该技术,在快速制造梯度功能材料方面和高温硬质合金零件方面具有独特优势,是目前解决快速制造高温合金零件的最热门的研究方向,也是最重要的发展方向。焊接的质量控制一直以来都是焊接领域最困难的问题,也是最研究的最多问题。如何保证等离子熔积的成形质量,保证焊道的均匀性是本文研究的重点。质量控制中最关键的技术是焊道的形貌检测,通过检测焊道的几何尺寸,直接有效的反馈给控制器,实现焊道宽度偏差的实时反馈,实现工艺参数的在线调整,从而达到工艺优化,堆积出尺寸符合预设要求的均匀的焊道,为最终的成形零件提供精度与质量保证。本文从机器视觉传感的角度出发,研究了图像检测技术在等离子加工中的应用。等离子熔积工艺复杂,加工环境极为恶劣。尤其是弧光干扰和飞溅造成了大量的噪声。给图像处理带来极大的困难。本文利用外加可见光窄带滤光镜的方法,滤除紫外光和部分可见长,其它弧光成分作光源,通过CCD获取清晰的焊道图像。图像处理软件通过Adlink公司的RTV-24图像采集卡获取图像数据。并在内存中实现图像预处理、特征识别、宽度偏差计算、图像保存与数据输出等任务。图像检测的关键在于图像处理算法。在焊道图像检测中,边缘提取是焊道尺寸计算的前提。本文在Windows XP系统下运用VC++6.0开发平台进行软件模块划分和代码编写。通过调用图像采集卡的提供的库函数实现了图像的采集功能。本文根据最优边缘提取的原理编写边缘提取算法程序,通过图像加窗处理方法进一步抑制背景的影响,提取出了清晰的焊道边缘。整个边缘提取算法的思想是:通过高斯滤波器平滑图象、用一阶偏导的有限差分来计算梯度的幅值和方向、对梯度幅值进行非极大值抑制、用双阈值算法检测和连接边缘。在计算机软件上,通过用户指定宽度测量方向,实现了焊道宽度的手动与自动测量。