辽宁双头埋弧焊焊缝跟踪检测技术

CCD相机在焊缝跟踪传感器中的主要功能就是读取图像。用CCD相机拍摄景物时，景物反射的激光线通过CCD相机的镜头透射到CCD上。当CCD曝光后，光电二极管受到光线的激发释放出电荷，感光元件的电信号便由此产生。CCD控制芯片利用感光元件中的控制信号线路对光电二极管产生的电流进行控制，由电流传输电路输出，CCD相机会将一次成像产生的电信号收集起来，统一输出到放大器。经过放大和滤波后的电信号被送到A/D，由A/D将电信号(此时为模拟信号)转换为数字信号，数值的大小和电信号的强度即电压的高低成正比。这些数值其实就是图像的数据了。不过单依靠上一步所得到的图像数据还不能直接生成图像，还要输出到数字信号处理器(DSP)。在DSP中，这些图像数据被进行色彩校正、白平衡处理(视用户在CCD相机中的设定而定)等后期处理，编码为相机所支持的图像格式、分辨率等数据格式，然后才会被存储为图像文件。图像文件就被写入到CCD相机的存储器上(内置或外置存储器)。激光视觉传感器通过激光条纹扫面焊缝，获取焊缝的截面积、焊缝的间隙以及焊缝的左右错边高度等参数。辽宁双头埋弧焊焊缝跟踪检测技术

与传统的焊接方法相比，激光焊在能量密度、精度、焊缝深宽比、适应性、可达性等方面优势明显。激光焊虽然优势明显，但也存在缺陷。由于激光聚焦后光斑尺寸小，焊缝窄，因此激光焊对母材的加工精度、工件装配精度和光束定位精度有极高的要求，否则很容易造成漏焊、偏焊等焊接缺憾，更严重的可能导致工件报废，无形中增加企业的生产成本。焊缝跟踪技术，可解决激光焊应用中漏焊、偏焊问题。通过给激光焊的工业机器人或焊接专机配套激光焊缝跟踪系统来实现。陕西激光焊焊缝跟踪性能实现与机器人系统实时通讯跟踪焊缝进行焊接.利用高速高精度激光扫描焊缝表面，能获得焊缝表面的轮廓图像。

自20世纪70年代开始，焊缝定位及检测技术有了一定的发展。主要有两个方面的进展，一方面是发展了机械式的接触式仿形跟踪。机械仿形跟踪使用时间久后存在磨损问题，同时精度较低，在应用上存在较大的限制，通常应用于对焊接精度要求较低的场景。另一方面研究人员基于电弧传感的原理，实现了电弧实时跟踪及焊丝碰触寻位，但是电弧跟踪通常要求焊接工件为角焊缝，而且需要使用摆动焊接，这些问题也限制了电弧跟踪的使用范围。由于早期受到计算机技术的制约，数据处理能力达不到要求，非接触的焊缝跟踪技术发展比较缓慢，无法达到实时检测及实时跟踪的需求。2000年后，随着信息技术与嵌入式处理技术的发展，传感器技术与图像处理技术的进步，国外研究人员在非接触实时跟踪领域取得了很大的进展，并形成了产品化的能力。2010年后我国的企业、学校及科研机构对于非接触的焊缝跟踪技术逐渐开展了深入的研究和开发，同时随着机器人应用的成熟与普及，焊缝跟踪技术取得了突破性的发展，并逐渐走向成熟。

在虚拟现实仿真与人机交互技术领域：在目前的智能化焊接中，技术人员通过Unity3D在虚拟仿真与人机交互技术实现了虚拟现实交互的焊接（见图3）。人机交互界面负责机器人运动信息反馈和机器人的控制，人再通过人机交互界面对焊接机器人实施远端操作，从而达到人机交互，在一定程度上可以替代示教编程及离线编程。在复杂、恶劣的环境中将远端焊接机器人与虚拟现实结合起来并实施人机交互，既能保证焊接工人的安全又能高效地完成焊接作业。 厚板深坡口激光跟踪焊接时，极易产生因焊丝弯曲而导致的根部未熔合现象。

电弧跟踪的基本原理是检测焊接电流和电弧电压的变化，来表达电弧长度的变化，从而推算焊枪与焊缝的相对高度及与焊接坡口的相对位置关系，通过焊接执行机构的实时调节，实现焊接过程中的实时电弧跟踪。但是在实际中电弧长度与焊接电流、电弧电压之间的精细数学模型难以确定，特别是在熔化极电弧焊接过程中，焊接坡口的准确尺寸也难以在线实时检测，以及电弧跟踪需要角接焊缝、摆动焊接等限制条件，因此电弧实时跟踪的应用具有较大的局限性。 与接触寻位+电弧跟踪传感的方式相比，采用激光传感器具有很多优点。陕西激光焊焊缝跟踪性能

激光焊缝跟踪传感器采用激光三角反射式原理。辽宁双头埋弧焊焊缝跟踪检测技术

离线编程技术与焊缝自动跟踪技术结合。离线编程技术是基于计算机图像学及机器人运动学等技术模拟仿真机器人的动作，通过图像化编程来生成机器人的运动轨迹及相应的机器人操作。相对传统的工作人员通过机器人示教器示教编程，离线编程可以极大地提高工作效率，同时可以使编程者远离恶劣或危险的工作环境。近年来离线编程技术正在向着全自动，甚至更加智能化的方向发展，离线编程技术与焊缝自动跟踪技术结合可以起到部分免示教作用，对于焊缝数量多，且形式多变的情况可以很大程度地减少工作量。 辽宁双头埋弧焊焊缝跟踪检测技术

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