機器視覺在鋁合金TIG焊中的應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、在實際的焊接工作中，由于現(xiàn)場環(huán)境所限，對焊接質(zhì)量的實時監(jiān)控是近年來專家學(xué)者一直討論的重要問題。而將視覺傳感技術(shù)應(yīng)用到焊接過程中，是實現(xiàn)焊接過程及其質(zhì)量智能化測控的一個有效途徑。此外，鋁合金是焊接結(jié)構(gòu)制造中常見的一種材料，其在航空、航天、汽車、制造等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。因此，對于鋁合金交流TIG焊的視覺傳感基礎(chǔ)研究具有重要的工程實用價值，并對今后的焊接質(zhì)量的自動化監(jiān)控亦有著重要的理論指導(dǎo)作用。 本文利用自行建立的高速采像系統(tǒng)，成功

2、采集了清晰的電弧圖像和熔池圖像。在方波交流100A的條件下，分別對氬氣和氦氣作為保護氣體下的電弧及熔池圖像的形態(tài)特征以及光強變化進行了詳細的分析和研究。其中，重點分析了電流過零時刻的電弧及熔池圖像，發(fā)現(xiàn)此時的熔池圖像成像質(zhì)量較其他時段要更好。同時，通過對過零時刻的電弧弧光的等灰度線劃分后，從形態(tài)上和數(shù)值上進一步證實了電弧在過零時刻的弧光灰度相對EN、EP時段來說明顯減弱。研究發(fā)現(xiàn)，電弧及熔池圖像在電流過零前后其光強會隨著電流波形在過零點

3、附近產(chǎn)生小幅震蕩情況。通過對鋁合金交流TIG電子數(shù)密度與交流方波電流波形間對應(yīng)關(guān)系的分析，本文建立了電弧圖像與電子數(shù)密度間的聯(lián)系，搭建了宏觀圖像特征與微觀電子數(shù)變化過程之間的橋梁。利用相機自帶的Linglog技術(shù)使圖像獲得了更大的動態(tài)范圍，較好地抑制了強弧光對熔池圖像的干擾，使得熔池邊界能從強弧光的覆蓋下顯現(xiàn)出來，并成功采集到了大電流條件下的熔池圖像。通過自主設(shè)計的圖像處理算法，獲得了熔池圖像的邊界信息。通過與原始熔池圖像的對比，表明此