熔池質(zhì)量在線檢測(cè)是焊接領(lǐng)域中重要的研究?jī)?nèi)容之一,在線獲取并分析焊接過(guò)程中的多元化信息,可為焊接制造過(guò)程提供實(shí)時(shí)質(zhì)量評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)和工藝控制導(dǎo)向。在冷金屬過(guò)渡復(fù)合脈沖焊接(Cold Metal Transfer Plus Pulse Welding,CMT+P)過(guò)程中,熔池圖像寬度反映了焊速的變化,電弧光譜反映了保護(hù)氣流量的變化與焊接母材表面有機(jī)物殘留情況。本文的研究?jī)?nèi)容主要集中在基于PC+FPGA(Personal Computer and FieldProgrammable Gate Array)平臺(tái)設(shè)計(jì)并研制電弧增材工藝光譜協(xié)同感知裝置,通過(guò)該裝置在焊接過(guò)程中獲取高信噪比熔池圖像與電弧光譜并最終實(shí)現(xiàn)了焊速、保護(hù)氣流量、母材表面有機(jī)物殘留的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與反饋,具體內(nèi)容如下:(1)基于熔池圖像的焊速穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)。使用FPGA設(shè)計(jì)合適的濾波器檢測(cè)工藝電流信號(hào),自適應(yīng)判斷短路過(guò)渡時(shí)刻并同時(shí)觸發(fā)相機(jī),拍攝得到高信噪比熔池圖像。然后在PC端通過(guò)輪廓提取算法的得到熔池寬度,實(shí)現(xiàn)焊速變化的監(jiān)測(cè)。(2)基于電弧光譜的保護(hù)氣與有機(jī)物監(jiān)測(cè)。經(jīng)光譜儀采集到的光譜數(shù)據(jù)包含了大量的雜色光和噪聲,通過(guò)FPGA觸發(fā)設(shè)計(jì)可有效...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

圖1.1P-GMAW熔池視覺(jué)系統(tǒng)拍攝到的圖像：（a）峰值時(shí)刻；（b）基值時(shí)刻；

圖1.2近紅外濾光拍攝的低碳鋼熔池圖像：（a）峰值時(shí)刻；（b）基值時(shí)刻

圖1.3第一代機(jī)器人在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的焊接機(jī)器人大多數(shù)都屬于第一類或第二類工業(yè)機(jī)器人，且以第一類機(jī)

圖1.4工業(yè)機(jī)器人在線示教畫(huà)面

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