焊缝实时跟踪监控系统.doc

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1、焊缝实时跟踪监控系统背景意义：在焊接工业发展中，拼接焊越来越多的应用在了工业上。基于拼接焊的特殊要求，需要我们在监测焊接的同时监测它的运行轨道，在焊丝偏离轨道的时候，及时的发现并进行调整。针对这一需求，科天健公司有一套完整的应用于拼接焊的系统解决方案，系统使用两个相机，一个彩色的模拟相机来监测整体的焊接情况，当焊丝偏离当前轨道的时候，可通过实时监控发现并进行相应的调整，使焊丝回到轨道上，再通过一个高动态相机来监测焊接的细节。拼接焊仪器设备首先在检测整体焊接情况相机的选择上，我们已经选择了一款彩色的模拟相机。配合云台的使用，通过控制程序实时的控制相机的旋转，可以

2、全面的监测焊接情况。焊接如有偏移，再结合监测细节的高动态数字高速相机，进行相应的调整。监测焊接细节相机的选择上，由于我们需要对焊接熔滴过渡过程及熔池形态的图像进行实时、直观的观察，在焊缝有偏移的时候进行调整。而拍摄焊接熔滴过渡过程和熔池的最大困难在于所观测焊接区域不同部位光强差异极大，即观测区域的光强动态范围特别大（通常大于120dB）：焊接中心温度极高，为强等离子体发光，边缘区域是材料融化后的熔池区域，温度较低，只有较弱的光辐射。高亮度的等离子体发光会使图像传感器芯片曝光过度，强光部分的图像是一片白色区域，无法看到焊接中心及边缘的图像细节。解决方案：在高动态

3、高速数字相机的选择上，针对焊接观测区域动态范围极大，焊接中心强等离子发光会使图像传感器芯片曝光过度的问题，我们选择大动态范围CMOS工业相机，必要时配以光学辅助手段，解决焊接中心图像曝光过度问题。瑞士Photonfocus公司采用Linlog技术来增大相机的动态范围，对强光响应成对数特性以压缩其灰度，对弱光响应仍然为线性，以达到平衡图像对比度的作用，其原理如下图所示：线性响应、Linlog响应、对数响应曲线根据项目需求，此系统的组成为：1．全局监测相机要求一个彩色的模拟相机，配以云台，可以随意的控制观察焊接的整体情况。2．采用瑞士Photonfocus大动态范

4、围CMOS高速工业相机，动态范围可达120dB，在Linlog功能下能有效抑制等离子的强弧光干扰，在焊机电压、电流较小时可直接用相机拍摄，无需光学辅助系统即可得到对比度较好的图像，借助光学辅助手段比如激光器可得到高清晰的、细节清晰的图像。3．实现高速图像的实时显示查看，用户可更直接地观察焊接过程，更便于实现对焊机稳定性的控制，提高焊缝成形的一致性。湖南科天健光电技术有限公司电话：0731-