一种实时检测及控制空心螺柱焊电弧旋转的方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种实时检测及控制空心螺柱焊电弧旋转的方法，为调整焊机，设置焊接参数进行焊接，CCD高速摄像机进行拍摄；计算机对采集图片进行截取，截取包含电弧信息的图片；采用全局阈值算法对截取出来的电弧运动状态图片进行处理；对图像进行数字形态处理，采用腐蚀和膨胀形态运算对飞溅熔滴、反光等干扰信息进行排除，得到电弧原本形态；MATLAB进行轮廓提取，提取电弧的轮廓；计算机模拟电弧轮廓中轴线，重合对比算出电弧的偏移量。将偏移量与设定的数据进行对比，若发生误差及时反馈控制器调节此场电流控制旋弧磁场强度。本发明专利技术可以实时检测及控制空心螺柱焊电弧的形态并控制电弧均匀旋转，从而有效避免空心螺柱焊焊接过程中未焊合的情况。

A method and device for real-time detection and control of arc rotation in hollow stud welding

【技术实现步骤摘要】
一种实时检测及控制空心螺柱焊电弧旋转的方法与装置
本专利技术涉及空心钢螺柱与钢板的连接领域，具体地说是一种实时检测及控制空心螺柱焊电弧旋转的方法与装置。
技术介绍
螺柱焊是一种将螺状或者柱状的金属焊接在金属板材表面的焊接方法。其基本原理是：依靠焊枪头部气爪将螺柱顶端放在待焊钢板平面上，产生预焊电流，再提升螺柱，使得螺柱和钢板之间产生电弧，使接触部位局部熔化形成熔池，最后以一定速度将螺柱压进熔池，待液态金属冷却，实现螺柱与钢板之间的冶金结合。广泛应用于汽车制造、造船、机车、航空、医疗器械、锅炉、化工设备等行业。一般传统采用的是螺纹紧固的方法，但这种方法需要在母材上开螺纹，造成实际在大型工件的加工过程中难以加工，且对于密封性要求高的工件，传统加工螺纹的方法难以满足工件的使用要求。螺柱焊作为一种熔焊方法，比较于传统的螺柱加工，具有节省时间和材料的特点，且不用在板件表面开孔，对于在一些要求密封性比较高的设备当中，螺柱焊焊接可有效避免泄露事故的发生。实心螺柱可以设置引弧结，可将引弧位置人为设置在螺柱中心部位有助于电弧向四周蔓延且均匀的燃烧整个接头本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实时检测及控制空心螺柱焊电弧旋转的装置，其特征在于，所述装置包括：计算机(1)、螺柱焊焊机(2)、焊接机器人(3)、工作台(4)、磁场线圈(5)、焊枪(6)、磁场控制电源(7)、控制器(8)、CCD高速摄像机(9)，焊接机器人(3)与焊接螺柱焊焊机(2)相连，CCD高速照相机(9)传输图像到计算机(1)进行处理，计算机(1)传输信号到控制器(8)，再由控制器(8)将控制信号传输到磁场控制电源(7)，最后磁场控制电源(7)控制旋弧磁场线圈(5)的电流实现对磁场大小的控制从而控制焊接电弧的旋转。/n

【技术特征摘要】
1.一种实时检测及控制空心螺柱焊电弧旋转的装置，其特征在于，所述装置包括：计算机(1)、螺柱焊焊机(2)、焊接机器人(3)、工作台(4)、磁场线圈(5)、焊枪(6)、磁场控制电源(7)、控制器(8)、CCD高速摄像机(9)，焊接机器人(3)与焊接螺柱焊焊机(2)相连，CCD高速照相机(9)传输图像到计算机(1)进行处理，计算机(1)传输信号到控制器(8)，再由控制器(8)将控制信号传输到磁场控制电源(7)，最后磁场控制电源(7)控制旋弧磁场线圈(5)的电流实现对磁场大小的控制从而控制焊接电弧的旋转。


2.一种实时检测及控制空心螺柱焊电弧旋转的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1通过CCD高速摄像机对螺柱焊焊接过程电弧形态进行连续的拍摄；
步骤2图片截取，对CCD高速摄像头采集相片进行截取，截取连续采集的电弧图片中包含电弧信息的图片；
步骤3采用MATLAB软件的全局阈值算法对截取出来的电弧运动状态图片进行处理，每张图片每个位置存在不同的灰度值，设置一个灰度临界值T0，用T0分割图像，将图像分为两部分：G1由灰度值大于T0的像素组成，此时G1区域的灰度值为255，G2由灰度值小于T0的像素组成，此时G2区域的灰度值为0，阈值计算公式为
步骤4用MATLAB软件对图像进行数字形态处理，采用腐蚀和膨胀形态运算，对未冷却飞溅出来液态融滴、熔池中液态金属反射对电弧等干扰信息进行排除，得到电弧原本形态；
步骤5通过MATLAB进行轮廓提取，采用Canny算法主要包括高斯模糊平滑图像用于去噪、用一阶偏导的有限差分来计算梯度的幅值和方向用于寻找所有可能的边缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：张德库，柏伟，冯永和，孙虎，高金良，
申请(专利权)人：南京理工大学，北京北方车辆集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32