基于电弧增材工艺光谱协同感知装置的设计与研制

发布时间：2024-01-30 07:13

　　熔池质量在线检测是焊接领域中重要的研究内容之一,在线获取并分析焊接过程中的多元化信息,可为焊接制造过程提供实时质量评价数据和工艺控制导向。在冷金属过渡复合脉冲焊接(Cold Metal Transfer Plus Pulse Welding,CMT+P)过程中,熔池图像宽度反映了焊速的变化,电弧光谱反映了保护气流量的变化与焊接母材表面有机物残留情况。本文的研究内容主要集中在基于PC+FPGA(Personal Computer and FieldProgrammable Gate Array)平台设计并研制电弧增材工艺光谱协同感知装置,通过该装置在焊接过程中获取高信噪比熔池图像与电弧光谱并最终实现了焊速、保护气流量、母材表面有机物残留的实时监测与反馈,具体内容如下:(1)基于熔池图像的焊速稳定性监测。使用FPGA设计合适的滤波器检测工艺电流信号,自适应判断短路过渡时刻并同时触发相机,拍摄得到高信噪比熔池图像。然后在PC端通过轮廓提取算法的得到熔池宽度,实现焊速变化的监测。(2)基于电弧光谱的保护气与有机物监测。经光谱仪采集到的光谱数据包含了大量的杂色光和噪声,通过FPGA触发设计可有效...

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【学位级别】：硕士

图1.1P-GMAW熔池视觉系统拍摄到的图像：（a）峰值时刻；（b）基值时刻；

图1.2近红外滤光拍摄的低碳钢熔池图像：（a）峰值时刻；（b）基值时刻

图1.3第一代机器人在国内应用的焊接机器人大多数都属于第一类或第二类工业机器人，且以第一类机

图1.4工业机器人在线示教画面

本文编号：3889748