機(jī)器視覺(jué)在鋁合金TIG焊中的應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、在實(shí)際的焊接工作中，由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境所限，對(duì)焊接質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控是近年來(lái)專家學(xué)者一直討論的重要問(wèn)題。而將視覺(jué)傳感技術(shù)應(yīng)用到焊接過(guò)程中，是實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程及其質(zhì)量智能化測(cè)控的一個(gè)有效途徑。此外，鋁合金是焊接結(jié)構(gòu)制造中常見(jiàn)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(duì)于鋁合金交流TIG焊的視覺(jué)傳感基礎(chǔ)研究具有重要的工程實(shí)用價(jià)值，并對(duì)今后的焊接質(zhì)量的自動(dòng)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(duì)氬氣和氦氣作為保護(hù)氣體下的電弧及熔池圖像的形態(tài)特征以及光強(qiáng)變化進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究。其中，重點(diǎn)分析了電流過(guò)零時(shí)刻的電弧及熔池圖像，發(fā)現(xiàn)此時(shí)的熔池圖像成像質(zhì)量較其他時(shí)段要更好。同時(shí)，通過(guò)對(duì)過(guò)零時(shí)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(jìn)一步證實(shí)了電弧在過(guò)零時(shí)刻的弧光灰度相對(duì)EN、EP時(shí)段來(lái)說(shuō)明顯減弱。研究發(fā)現(xiàn)，電弧及熔池圖像在電流過(guò)零前后其光強(qiáng)會(huì)隨著電流波形在過(guò)零點(diǎn)

3、附近產(chǎn)生小幅震蕩情況。通過(guò)對(duì)鋁合金交流TIG電子數(shù)密度與交流方波電流波形間對(duì)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(guò)程之間的橋梁。利用相機(jī)自帶的Linglog技術(shù)使圖像獲得了更大的動(dòng)態(tài)范圍，較好地抑制了強(qiáng)弧光對(duì)熔池圖像的干擾，使得熔池邊界能從強(qiáng)弧光的覆蓋下顯現(xiàn)出來(lái)，并成功采集到了大電流條件下的熔池圖像。通過(guò)自主設(shè)計(jì)的圖像處理算法，獲得了熔池圖像的邊界信息。通過(guò)與原始熔池圖像的對(duì)比，表明此