【摘要】：近年來,焊接技術(shù)在工業(yè)自動化生產(chǎn)中得到越來越廣泛的應(yīng)用,焊接作為一種重要的生產(chǎn)工藝,對焊接質(zhì)量高效率的評估是當(dāng)前焊接領(lǐng)域的重要研究方向之一,而將機器視覺集成到自動化焊接系統(tǒng)中,代替人的直接觀察也是焊接過程監(jiān)控的趨勢,因此焊接過程監(jiān)測設(shè)備的研究對焊接具有重要的意義。現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,多種不同焊接工藝同時工作的情況普遍存在,而目前的相關(guān)研究中大多數(shù)針對一種焊接工藝的視覺傳感進行研究,本課題設(shè)計了一套多適應(yīng)性傳感系統(tǒng),可以針對多種焊接工藝進行視覺監(jiān)測,在獲取圖像信息之后通過對圖像進行圖像處理,提取熔池和熔滴的邊界信息。焊接過程中的電參數(shù)可以很好的反映當(dāng)前的焊接狀態(tài),嵌入式系統(tǒng)可以實時的采集焊接過程中的電參數(shù)并對電參數(shù)進行分析,提取出能夠反映焊接狀態(tài)的目標(biāo)參數(shù),如燃弧能量輸入、焊接周期等參數(shù),PC可視化界面可以實時的顯示電參數(shù)以及圖像信息,為焊接質(zhì)量的評估提供了支持。本課題針對弧焊過程設(shè)計了一套具有多適應(yīng)性的實時在線監(jiān)測系統(tǒng),該系統(tǒng)主要包括:電流電壓傳感器、嵌入式系統(tǒng)、工業(yè)相機、濾光系統(tǒng)以及PC可視化界面。電流電壓傳感器可以實現(xiàn)焊接過程中電信號的實時轉(zhuǎn)換,使焊接電信號與采集系統(tǒng)的幅值進行匹配;嵌入式系統(tǒng)是基于STM32設(shè)計完成,可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與分析,同時可以控制相機進行圖像的獲取;PC可視化界面可以實時的顯示電參數(shù)以及圖像信息,并可以通過設(shè)置界面實現(xiàn)對嵌入式系統(tǒng)工作模式的設(shè)定,同時其數(shù)據(jù)保存功能為焊后分析提供了可能。本文所設(shè)計的監(jiān)測系統(tǒng)具有多適應(yīng)性,可以針對不同的焊接工藝進行實時監(jiān)測。為了驗證監(jiān)測系統(tǒng)的多適應(yīng)性,本文針對視覺控制以及電參數(shù)分析兩個方面對多適應(yīng)性進行了驗證,通過對不同焊接方式的實驗結(jié)果進行綜合的分析與評價,驗證了該系統(tǒng)對于多種焊接工藝的適應(yīng)性。
[Abstract]:In recent years, welding technology has been more and more widely used in industrial automation production. As an important production process, the evaluation of welding quality and high efficiency is one of the important research directions in the field of welding. It is also the trend of welding process monitoring to integrate machine vision into automatic welding system instead of human direct observation, so the research of welding process monitoring equipment is of great significance to welding. In modern industrial production, many different welding processes work at the same time. However, most of the current researches focus on the visual sensing of a welding process. A multi-adaptive sensing system is designed in this paper. Visual monitoring can be carried out for various welding processes. After obtaining image information, the boundary information of molten pool and droplet can be extracted by image processing. The electrical parameters in the welding process can well reflect the current welding state. The embedded system can collect and analyze the electrical parameters in the welding process in real time, and extract the target parameters which can reflect the welding state. Such as arc energy input, welding period and other parameters, PC visual interface can real-time display electrical parameters and image information, which provides support for the evaluation of welding quality. A multi-adaptive real-time on-line monitoring system is designed in this paper. The system mainly includes: current and voltage sensor, embedded system, industrial camera, filter system and PC visual interface. The current and voltage sensor can realize the real-time conversion of the electric signal in welding process, make the welding electric signal match the amplitude of the acquisition system, and the embedded system is designed based on STM32, which can realize the data acquisition and analysis. At the same time, the camera can be controlled to obtain images, and the PC visual interface can display electrical parameters and image information in real time, and can set the working mode of embedded system by setting interface. At the same time, its data saving function provides the possibility for post-welding analysis. The monitoring system designed in this paper has many adaptations and can be monitored in real time for different welding processes. In order to verify the multi-adaptability of the monitoring system, this paper verifies the multi-adaptability in two aspects: visual control and electrical parameter analysis. The experimental results of different welding methods are analyzed and evaluated synthetically. The adaptability of the system to various welding processes is verified.
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG409

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本文編號：2265752