【关键词】IRAI；焊点缺陷检测；三维重建

引言

在现代工业生产中，焊点的好坏直接影响着产品的安全与可靠性。随着技术水平的不断提高，常规的探伤手段已经无法很好地满足焊缝探伤的要求。本文采用图像识别和人工智能的方法，研究焊点的自动检测方法，并结合计算机辅助，对焊点进行快速、准确的识别与检测。主要内容包括：焊接智能识别算法、焊接智能化技术、基于同轴图像感知的焊接工艺质量监控技术和基于测度学习的焊点缺陷识别技术。本文研究成果将为实现焊接过程的自动化、智能化奠定基础。因此，本文旨在探索将上述新技术与焊点检测相结合的方法，以实现焊点的高效、精准质量控制[1]。

一、焊点测量系统的设计思路

本文介绍了一种基于运动控制、图像采集及点云数据分析的电动机转子机件故障诊断系统。首先，用个人计算机发出一个信号，让摄像机开启，并把一个信号送到一个运动控制卡，然后把一个信号送到滚珠丝杠内的电机，电机的运动控制滑块把电机送到被测部位，然后启动摄像功能后，点云处理模块将所得到的影像进行图像处理，再把电机转子的缺陷识别的结果反馈到工业控制电脑，工业控制电脑根据识别的结果，把没有问题的电机转子再送到下一个工作位置，然后去掉有问题的电机转子的劣质产品[2]。

二、基于IRAI的机电一体化仿真实验

（一）外置脚本C++语言系统开发

在虚拟仿真领域，由于无法直接对电机缺陷检测结果进行即时分类，IRAI软件通过集成C++编写的外部脚本，实现了与实际检测系统的交互。这种设计使得检测后的电机合格状态能够被传递回虚拟仿真环境，从而完善整个仿真流程[3]。

该过程首先通过外部编程模拟了探头操作、圆筒和滚珠螺杆的运动，以及电机夹取和载体的协同作业。接着，通过虚拟传感器配置，将信号传输至实际的检测系统。实际检测系统处理完电机后，将检测结果反馈至虚拟仿真环境，实现了分布式仿真的协同运作。这种集成方法不仅提高了仿真的实时性和准确性，还增强了系统对电机缺陷检测的响应能力[4]。

（二）分布仿真实验

1.检测传感器布置仿真实验

当传感器的位置被设定好后，就会在下拉属性中取消隐藏同类物体，此时可以看到，传感器是一个三维的虚拟物体。因此，在模拟过程中，只需要将它隐藏起来。探测传感器的探测原理是探测其前方的部件或组件具体设置时，只需要在sensor beam子级的探测元件中选择目标对象（如“马达”）。传感器有一个发送端，一个发射端，一个接收端。可以按照虚拟主播（Virtual UP，VUP）中的运行规格来设定感应器，使其充分适合个人需要的排列[5]。

对液压缸进行模拟，按照方案设计将液压缸的模拟分成两类：平动液压缸和夹持液压缸；夹紧汽缸将电机夹紧，平移汽缸将电机移动到螺杆之上的电机载体中，再利用滚珠螺杆的运动将电机送到相机光轴轴心的正下方，进行检测[6]。本文所设计的电机检测分拣结构如图1所示。

2.气缸仿真实验

在对液压缸进行模拟仿真的过程中，按照设计要求，把液压缸分成了平动和夹紧两类。夹紧液压缸负责将马达固定，并将马达送至滚珠丝杠之上的马达承载装置。然后，利用滚珠丝杠的运动，准确地将马达定位在摄像机的光轴之下，用于检测[7]。

遵循三维仿真器VUP的运动设置规则，将液压缸的夹紧机构作为平行圆柱体的子总成，气压线性滑台作为滑块平行缸的子系统。液压缸的运动是通过导向杆的运动来完成的。