基于視覺及電弧傳感技術(shù)的機(jī)器人GTAW三維焊縫實時跟蹤控制技術(shù)研究

基于視覺及電弧傳感技術(shù)的機(jī)器人GTAW三維焊縫實時跟蹤控制技術(shù)研究基于視覺及電弧傳感技術(shù)的機(jī)器人GTAW三維焊縫實時跟蹤控制技術(shù)研究

摘要：隨著焊接工藝的不斷發(fā)展，機(jī)器人氣體保護(hù)焊（GTAW）已經(jīng)成為焊接行業(yè)的重要技術(shù)。然而，在復(fù)雜環(huán)境下，如焊接過程中焊縫形態(tài)的變化、焊縫受力引起的變形等因素，使得焊縫實時跟蹤控制技術(shù)面臨較大挑戰(zhàn)。本文通過綜合應(yīng)用視覺和電弧傳感技術(shù)，研究了一種基于視覺及電弧傳感技術(shù)的機(jī)器人GTAW三維焊縫實時跟蹤控制技術(shù)，以提高焊接質(zhì)量和效率。

1.引言

氣體保護(hù)焊是一種高效、高質(zhì)量的焊接工藝，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、石化工程等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的焊接方式需要工人具備較高的技能，并且在長時間的焊接過程中容易出現(xiàn)疲勞。機(jī)器人氣體保護(hù)焊（GTAW）技術(shù)的出現(xiàn)，解決了上述問題，使焊接過程更加自動化和智能化。然而，由于工件形態(tài)、工件變形、焊縫變化等因素的存在，機(jī)器人GTAW焊縫實時跟蹤控制技術(shù)面臨挑戰(zhàn)。

2.研究方法

本文采用綜合應(yīng)用視覺和電弧傳感技術(shù)的方法，實現(xiàn)機(jī)器人GTAW三維焊縫實時跟蹤控制。首先，通過視覺系統(tǒng)獲取焊縫圖像，并利用圖像處理算法提取焊縫輪廓信息。然后，通過電弧傳感技術(shù)采集焊接過程中的電弧特性數(shù)據(jù)，如電流、電壓、光強(qiáng)等。基于這些數(shù)據(jù)，可以實時監(jiān)測焊縫形態(tài)的變化，為后續(xù)的跟蹤控制提供支持。

3.視覺系統(tǒng)設(shè)計

視覺系統(tǒng)是實現(xiàn)焊縫實時跟蹤的關(guān)鍵組成部分。本文采用了高性能工業(yè)相機(jī)作為視覺采集設(shè)備，并結(jié)合圖像處理算法實現(xiàn)焊縫輪廓的提取和跟蹤。首先，對采集到的焊縫圖像進(jìn)行預(yù)處理，如去噪、增強(qiáng)對比度等。然后，采用邊緣檢測算法提取焊縫輪廓。最后，基于輪廓信息，采用跟蹤算法實現(xiàn)焊縫實時跟蹤。

4.電弧傳感技術(shù)設(shè)計

電弧傳感技術(shù)通過采集焊接過程中的電弧信息，可以實時監(jiān)測焊縫形態(tài)的變化。本文采用了電流傳感器、電壓傳感器和光強(qiáng)傳感器對電弧進(jìn)行測量。通過對采集得到的電弧特性數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以判斷焊縫形態(tài)是否發(fā)生變化，從而實時調(diào)整焊接參數(shù)，保持焊接質(zhì)量穩(wěn)定。

5.實驗結(jié)果分析

本文設(shè)計的基于視覺及電弧傳感技術(shù)的機(jī)器人GTAW三維焊縫實時跟蹤控制技術(shù)在實驗中取得了較好的效果。通過采集焊接過程中的圖像和電弧數(shù)據(jù)，實時監(jiān)測焊縫形態(tài)的變化，并實現(xiàn)了焊縫的實時跟蹤控制。實驗結(jié)果表明，該技術(shù)可以提高焊接質(zhì)量和效率，減少焊接過程中的人為干預(yù)。

6.結(jié)論與展望

本文基于視覺及電弧傳感技術(shù)設(shè)計了一種機(jī)器人GTAW三維焊縫實時跟蹤控制技術(shù)。通過綜合應(yīng)用視覺和電弧傳感技術(shù)，實現(xiàn)了焊縫形態(tài)的實時跟蹤和控制。實驗結(jié)果表明，該技術(shù)可以有效提高焊接質(zhì)量和效率。未來，可以進(jìn)一步改進(jìn)算法，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和魯棒性，并在實際生產(chǎn)環(huán)境中應(yīng)用該技術(shù)，推動焊接行業(yè)的智能化發(fā)展。

本文基于視覺及電弧傳感技術(shù)，設(shè)計了一種機(jī)器人GTAW三維焊縫實時跟蹤控制技術(shù)。通過采集焊接過程中的圖像和電弧數(shù)據(jù)，實時監(jiān)測焊縫形態(tài)的變化，并通過圖像處理和跟蹤算法實現(xiàn)了焊縫的實時跟蹤控制。實驗結(jié)果表明，該技術(shù)能夠提高焊