关于电弧焊接焊缝偏差方法研究

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1、2014年2月机床与液压Feb．2014第42卷第3期MACHINETOOL＆HYDRAULICSV01．42No．3DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．03．033电弧焊接焊缝偏差方法研究黎昭郁，高向东(广东工业大学机电工程学院，广东广州510006)摘要：焊缝跟踪技术是自动电弧焊接的一个重要研究领域，实现精确的焊缝跟踪对于提高焊接质量具有非常重要的作用。而要实现精确的焊缝跟踪，焊缝偏差(即焊缝中心与电弧的偏差)检测技术是一个关键。通过图像处理技术，选取熔池图像处理区域

2、(包括熔池前端与熔池前端部份焊缝)，并将熔池图像质心作为分析焊缝偏差的特性参量，研究利用熔池特性参数来建立焊缝偏差测量视觉模型的方法。关键词：焊缝偏差；图像处理；焊缝跟踪；熔池图像质心中图分类号：TG444文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014l3—118—3ResearchonMethodofDetectingWeldPositionLIZhaoyu，GAOXiangdong(DepartmentofMechanicalandElectricalEngineering，Guangdong

3、UniversityofTechnology，GuangzhouGuangdong510006，China)Abstract：Seamtrackingtechnologyisanimportantresearchareainautomaticarcwelding，preciseseamtrackinghasavelTim—portantroletoimprovetheweldingquality．Inordertoachievepreciseseamtracking，thewelddeviation(t

4、hedeviationbetweenthecenteroftheweldandarc)detectiontechnologyisakey．Throughimageprocessingtechnology，thepoolareaofimageprocessing(includingthefrontofmoltenandthefront—endpartoftheweld)wasselected，andweldpoolcentroidwastakenasthecharacteristicsoftheweldd

5、eviation，tostudythemethodofcreatingtheweldsdeviationmeasuringvisualmodelusingthecharacteristicparametersoftheweldpoo1．Keywords：Seamdeviation；Imageprocessing；Seamtracking；Weldpoolcentroid焊缝跟踪应用传感器进行焊缝偏差检测(焊缝域，弧光特征谱线较少，这两个区域是较为理想的取偏差即电弧与焊缝中心的偏差)，并将实时获取焊缝像区

6、域⋯。熔池图像质心算法的一个要点就是熔池处偏差信息反馈给控制器以驱动焊炬实时纠偏，精确的理区域的选取，经试验比较选取熔池前端为处理区域焊缝偏差检测是保证整个系统实现准确的焊缝轨迹跟较为合适，该处理区域包含了绝大部分的熔池信息，踪的前提。由于实际焊接过程的复杂性，往往存在弧同时包含了熔池前端的一部分焊缝，熔池图像及处理光、飞溅以及电磁等各种不可预料的干扰，焊缝信息区域的选取如图1所示，图2为试验装置示意图。为往往被噪声所覆盖，这使得通过图像处理技术直接提减弱焊接过程中的干扰，先对处理区域进行了中值滤取焊缝

7、信息的做法实现难度很大，且当出现“磁偏波处理，为增大处理区域中熔池与前端焊缝的对比吹”现象时，传统的检测方法将显得无能为力。文度，对图像再进行了灰度变换的图像增强处理，使得中利用熔池图像质心特性参数来间接地推测焊缝偏图像更加清晰，特征明显。差、进而识别焊缝位置的方法，首先选取熔池的特定电弧区域进行了中值滤波与灰度变换处理以突出熔池及其熔池附近区域的特征，在此基础上提取了熔池的图像质心焊缝坐标，问接地推测出焊缝偏差，进而识别焊缝位置信息。处理区域1焊缝熔池图像及熔池处理区域的选取和处理测定电弧弧光在200

8、～1100nm区间的光谱分图1熔池图像处理区域图布，表明在602～697nm和922nm以上的近红外区收稿日期：2013—01—20基金项目：广东省自然科学基金资助项目(10251009001000001，9151009001000020)；顺德区信息化与工业化融合专项资金资助项目(SDLH201101)作者简介：黎昭郁(1972一)，男，博士研究生，从事焊缝图像处理技术的研究。E—mail：zylee1234@sohu．eom。第3期陈闻