變坡口寬度的旋轉電弧窄間隙mag焊自適應擺動裝置和方法
2023-07-15 19:05:01 1
變坡口寬度的旋轉電弧窄間隙mag焊自適應擺動裝置和方法
【專利摘要】本發明公開了一種變坡口寬度的旋轉電弧窄間隙MAG焊自適應擺動裝置和方法，包括旋轉電弧焊炬、CCD相機、水平直線滑臺、水平直線滑臺夾持裝置、步進電機、電機驅動器、運動控制卡、圖像採集卡、圖像處理模塊、PC機。旋轉電弧焊炬安裝在水平直線滑臺上，隨著水平直線滑臺的擺動，旋轉電弧焊炬作整體水平擺動。採用CCD攝像機準確獲取工件坡口，在旋轉電弧焊接過程中如果坡口寬度發生變化，則啟動擺動模式，通過步進電機驅動水平直線滑臺實現焊炬在電弧旋轉過程中的整體水平擺動。本發明結合旋轉電弧和擺動電弧的優點，可以克服由加工誤差或裝配誤差引起的坡口變化帶來的側壁熔透不足問題，裝置簡單可靠，適用性強。
【專利說明】變坡口寬度的旋轉電弧窄間隙MAG焊自適應擺動裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種變坡口寬度的旋轉電弧窄間隙MAG焊自適應擺動裝置和方法，屬於焊接自動化領域。
【背景技術】
[0002]窄間隙MIG/MAG焊是一種在窄坡口條件下進行的多層焊接方法，一般以每層單道或每層雙道的自動方式施焊，具有坡口形狀簡單、焊縫截面積小、焊接效率高、能耗少、焊接熱輸入低、焊接熱影響區小、接頭韌性好等優點，在中厚板領域受到廣泛的應用。為保證焊接質量，需要保證側壁有足夠的熔深。
[0003]為了解決窄間隙坡口側壁熔透問題，國內外先後開發出多種工藝技術，主要有:搖動電弧窄間隙焊(專利號為ZL 200810236274.5、名稱為「搖動電弧窄間隙熔化極氣體保護焊接方法及焊炬」)、旋轉電弧窄間隙焊(專利號為ZL 200510038527.4、名稱為「空心軸電機驅動的旋轉電弧窄間隙焊接方法及裝置」)等，但是在焊接過程中，往往受到坡口加工誤差、工件裝配誤差、接縫固定曲率、焊接熱變形等因素的影響，難以保證足夠側壁熔透，進而影響焊接質量。在文獻「基於擺動旋轉電弧的焊槍空間姿態識別」(李湘文等，焊接學報，2013年，第34卷，第4期，35?37、52頁)中，提出一種擺動旋轉電弧傳感方案，是在旋轉電弧傳感器的基礎上結合圓錐擺動，來進行焊槍的空間姿態的實時識別，但是裝置較複雜，且只是研究識別焊槍空間姿態。
[0004]針對上述電弧傳感應用中普遍存在的問題，本發明提出一種變坡口寬度的旋轉電弧窄間隙MAG焊自適應擺動裝置和方法，目前還沒有相關專利等文獻的報導。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是針對窄間隙焊接時，由於加工誤差或裝配誤差引起的坡口寬度變化帶來的側壁熔透不足的問題，提出一種變坡口寬度的旋轉電弧窄間隙MAG焊自適應擺動裝置和方法。
[0006]為達到上述目的，本發明解決技術問題所採取的技術方案是:
[0007]—種變坡口寬度的旋轉電弧窄間隙MAG焊自適應擺動裝置，包括旋轉電弧焊炬、CCD相機、水平直線滑臺、水平直線滑臺夾持裝置、步進電機、電機驅動器、運動控制卡、圖像採集卡、圖像處理模塊和PC機，其特徵在於，所述旋轉電弧焊炬安裝在水平直線滑臺上，隨著水平直線滑臺左右往復運動，實現旋轉電弧焊炬作整體水平擺動；所述CCD相機對應工件與工件平面成一夾角安置在所述旋轉電弧焊炬前方，所述水平直線滑臺安裝在水平直線滑臺夾持裝置上，並依次連接步進電機、電機驅動器、運動控制卡，所述CCD相機將所採集圖像依此輸入圖像採集卡、圖像處理模塊和PC機。
[0008]上述所述電弧焊炬上還裝有電弧旋轉位置傳感器，由凹槽式光電開關和過中心對稱開有兩個孔或槽的碼盤構成，所述凹槽式光電開關的凹槽套入所述碼盤固定於所述旋轉電弧焊炬的不旋轉部位，所述碼盤固定在所述旋轉電弧焊炬的旋轉部位並與電弧同步轉動；安裝時使電弧旋轉到坡口左位置和坡口右位置時，凹槽式光電開關的光路正好穿過碼盤的開孔或槽。本專利中坡口左、右位置是根據CCD相機觀察坡口的方位而定，以下不再贅述。
[0009]上述所述CXD相機的鏡頭距離電弧為200~500mm，CXD相機的前端還設置有減光片、濾光片和UV鏡。
[0010]上述所述(XD相機與工件平面夾角為Ct =20~60°。
[0011]變坡口寬度的旋轉電弧窄間隙MAG焊自適應擺動裝置的焊接方法，包括以下步驟:
[0012](I)設定CCD相機參數，曝光時間為2~10ms、視窗大小調節以能清楚觀察到焊接電弧和焊接熔池為宜，一般大於200 X 200，小於 800 X 800，光圈大小為5.6~16，圖像採集模式為觸發模式；
[0013](2)預設坡口寬度規定值Wset和焊絲端部到坡口側壁距離規定值Dset ；
[0014](3)起弧後，待焊接狀態穩定後，啟動CCD相機的「觸發圖像採集」模式，使得電弧旋轉到焊接坡口左位置和焊接坡口右位置時，電弧旋轉位置傳感器發出脈衝觸發信號，觸發CCD相機採集焊接圖像，CCD相機在每一電弧旋轉周期採集兩幅焊接圖像；
[0015](4)(XD相機採集的焊接圖像經圖像採集卡進入圖像處理模塊；
[0016](5)在圖像處理模塊中計算當前坡口寬度W、當前焊絲端部到坡口左側壁最短距離D1、當前焊絲端部到坡口右側壁最短距離D2 ；
[0017](6)按步驟(5)所得當前坡口寬度W，啟動擺動模式，噹噹前坡口寬度W大於預設坡口寬度規定值Wset，啟動擺動模式，由運動控制卡發出指令到電機驅動器，驅動步進電機使水平直線滑臺擺動，進而實現焊炬整體的水平擺動；擺動周期和幅度由步驟(5)所得當前焊絲端部到坡口側壁最短距離D1, D2所決定，目標是使得擺動過程中焊絲端部到坡口側壁最短距離等於焊絲端部到坡口側壁距離規定值Dset，從而得到均勻側壁熔深；噹噹前坡口寬度W等於或小於預設坡口寬度規定值Wset，則不啟動擺動模式。
[0018]上述步驟(5)所述的在圖像處理模塊中計算當前坡口寬度W和當前焊絲端部到坡口側壁最短距離D1, D2具體方法為:
[0019](A)取n(2<n<20)個電弧旋轉周期的焊接圖像，對每一幅焊接圖像提取其電弧中心水平位置Ci，坡口左右邊緣水平位置l1、ri，其中i表示第i幅圖像，I ≤ i ≤ η ；
[0020](B)對這η幅焊接圖像的電弧中心水平位置Ci (I≤i≤η)求取平均值作為中心基點Cmean ；
[0021](C)把這η幅焊接圖像分為兩組，第一組為電弧中心水平位置Ci大於中心基點Cmean，求取其平均值為電弧旋轉到最右側的位置(；ight ;第二組為電弧中心水平位置Ci小於中心基點Cmean，求取其平均值為電弧旋轉到最左側的位置Clrft ；
[0022](D)為減少弧光對所靠近的坡口側壁邊緣提取的幹擾，對第一組焊接圖像的坡口左邊緣水平位置Ii求取平均值作為當前焊接坡口左邊緣水平位置L，對第二組焊接圖像的坡口右邊緣水平位置≤求取平均值作為當前焊接坡口右邊緣水平位置R ；
[0023](E)電弧旋轉到最左側的位置Clrft到當前焊接坡口左邊緣水平位置L的距離為焊絲端部到坡口左側壁最短距離Cl1 ;電弧旋轉到最右側的位置CHght到當前焊接坡口右邊緣水平位置R的距離為焊絲端部到坡口右側壁最短距離d2，當前焊接坡口右邊緣水平位置R與當前焊接坡口左邊緣水平位置L的距離為當前坡口寬度w ;
[0024](6)根據圖像距離與實際距離的比例，將Clpd2轉換成實際焊絲端部到坡口側壁最短距離Dp D2，將當前坡口寬度w轉換成當前實際的坡口寬度W。
[0025]上述步驟(A)所述的取n(2≤ n ≤ 20)個電弧旋轉周期的焊接圖像，對每一幅焊接圖像提取其電弧中心水平位置Ci，坡口左右邊緣水平位置l1、ri;其中表示第i幅圖像(l≤ i≤ η)，其具體方法為:
[0026](a)對每一幅焊接圖像分別統計其灰度直方圖；
[0027](b)對每一幅焊接圖像的灰度直方圖中存在的最大灰度值減O~15中的一個數得到閾值TH1，並利用TH1對其所對應的焊接圖像進行閾值分割來識別電弧區域，確定每一幅焊接圖像電弧中心水平位置Ci，i表示第i幅圖像，以下同；
[0028](C)對每一幅焊接圖像的灰度直方圖中第一個極大值峰值對應的灰度值到第一個極大值峰值對應灰度值加一定值P (5 ^ P ^25)的範圍內，求取最小值得到閾值TH2對圖像進行閾值分割，來識別焊接坡口母材區；
[0029](d)對每一幅焊接圖像在電弧中心水平位置上方距離(O~1/4)個焊接坡口寬度的範圍內取j條檢測水平線，其中j為奇數；
[0030](e)在每條水平線從左到右依次計算當前像素點灰度值(其值為O或I)與臨近右邊像素點灰度值(其值為O或I)差值，作為當前像素點的灰度值；
[0031](f)對j條水平線所得左邊緣點求取中值作為第i幅圖像焊接坡口的左邊緣水平位置Ii，對j條水平線所得右邊緣點求取中值作為第i幅圖像焊接坡口的右邊緣水平位置rit)
[0032]本發明的有益效果:
[0033]本發明的一種變坡口寬度的旋轉電弧窄間隙MAG焊自適應擺動裝置和方法，通過採用CCD相機準確獲取工件坡口寬度，在旋轉電弧焊接過程中如果坡口寬度變化，通過步進電機驅動水平直線滑塊實現焊炬在電弧旋轉過程中的整體水平擺動。本發明結合旋轉電弧和擺動電弧的優點，可以克服由加工誤差或裝配誤差引起的坡口變化帶來的側壁熔透問題，裝置簡單可靠，適用性強。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034]圖1為本發明的一種變坡口寬度的旋轉電弧窄間隙MAG焊自適應擺動裝置的構造框圖；
[0035]圖2為焊炬上電弧旋轉位置傳感器示意圖；
[0036]圖3為焊接圖像的灰度直方圖；
[0037]圖4為旋轉電弧焊炬水平擺動流程圖；
[0038]圖5為確定實際坡口寬度W和實際焊絲端部到坡口側壁最短距離D1, D2的流程圖；
[0039]圖6為確定每幅圖像的電弧中心水平位置和坡口邊緣水平位置的流程圖；
[0040]圖7為坡口邊緣識別和焊絲端部到坡口左右側壁距離的結果圖，其中圖(a)為第i(l ≤i ≤η)幅圖像的電弧中心水平位置Ci，坡口左右邊緣水平位置l1、ri ;圖(b)為焊絲端部到坡口左側最短距離Cl1示意圖；圖(c)為焊絲端部到坡口右側最短距離d2示意圖。
【具體實施方式】
[0041]為使本發明實施例的目的和技術方案更加清楚，下面將結合本發明實施例的附圖，對本發明實施例的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於所描述的本發明的實施例，本領域普通技術人員在無需創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0042]本【技術領域】技術人員可以理解，除非另外定義，這裡使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本發明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，並且除非像這裡一樣定義，不會用理想化或過於正式的含義來解釋。
[0043]本發明中所述的「左、右」的含義指的是根據CCD相機觀察焊接坡口的方位所定，閱讀者正對附圖焊接圖像時，閱讀者的左邊即為左，閱讀者的右邊即為右。
[0044]本發明中所述的「連接」的含義可以是部件之間的直接連接也可以是部件間通過其它部件的間接連接。
[0045]如圖1所示，為本發明的一種針對變坡口寬度的旋轉電弧窄間隙MAG焊自適應擺動裝置，包括旋轉電弧焊炬1、CCD相機2、水平直線滑臺3、水平直線滑臺夾持裝置4、步進電機5、電機驅動器6、運動控制卡7、PC機8、圖像處理模塊9、圖像採集卡10、工件11等。旋轉電弧焊炬I安裝在水平直線滑臺3上，隨著水平直線滑臺3左右往復運動，實現旋轉電弧焊炬I作整體水平擺動；CCD相機2對應工件11與工件11平面成30°夾角安置在旋轉電弧焊炬I的前方，水平直線滑臺3安裝在水平直線滑臺夾持裝置4上，並依次連接步進電機5、電機驅動器6、運動控制卡7，運動控制卡7接入PC機8。CXD相機2將所採集的焊接圖像依此輸入圖像採集卡10、圖像處理模塊9，並接入PC機8。
[0046]電弧焊炬上還裝有電弧旋轉位置傳感器，如圖2所示，由凹槽式光電開關和過中心對稱開有兩個孔的碼盤構成，凹槽式光電開關的凹槽套入碼盤固定於旋轉電弧焊炬的不旋轉部位，碼盤固定在旋轉電弧焊炬的旋轉部位並與電弧同步轉動；安裝時使電弧旋轉到坡口左位置和坡口右位置時，凹槽式光電開關的光路正好穿過碼盤的開孔或槽。本專利中坡口左、右位置是根據CCD相機觀察坡口的方位而定，以下不再贅述。
[0047](XD相機的鏡頭距離電弧為400mm，(XD相機的前端設置有10%減光片、IlOOnm濾光片和UV鏡。
[0048]本發明的一種變坡口寬度的旋轉電弧窄間隙MAG焊自適應擺動裝置的焊接方法，包括以下步驟，如圖4所示:
[0049](I)設定CCD相機參數，曝光時間為3.5ms、視窗大小調節以能清楚觀察到焊接電弧和焊接熔池為宜，本實例中為544X544，光圈大小為f8，圖像採集模式為觸發模式；
[0050](2)預設坡口寬度規定值Wset為13mm和焊絲端部到坡口側壁距離規定值Dset為
3.5mm ；
[0051](3)起弧後，待焊接狀態穩定後，啟動CCD相機的「觸發圖像採集」模式，使得電弧旋轉到焊接坡口左位置和焊接坡口右位置時，電弧旋轉位置傳感器發出脈衝觸發信號，觸發CCD相機採集焊接圖像，CCD相機在每一電弧旋轉周期採集兩幅焊接圖像；
[0052](4) CXD相機採集的焊接圖像經圖像採集卡進入圖像處理模塊；
[0053](5)在圖像處理模塊中計算當前坡口寬度W、當前焊絲端部到坡口左側壁最短距離D1、當前焊絲端部到坡口右側壁最短距離D2，如圖5所示；
[0054]I)取n(n = 5)個電弧旋轉周期的焊接圖像，對每一幅焊接圖像提取其電弧中心水平位置Ci，坡口左右邊緣水平位置Ipri,如圖6所示，其中i表示第i幅圖像，I≤i ≤ η ；
[0055]①對每一幅焊接圖像分別統計其灰度直方圖，如圖3所示；
[0056]②對每一幅焊接圖像的灰度直方圖中存在的最大灰度值減I得到閾值TH1，並利用TH1對其所對應的焊接圖像進行閾值分割來識別電弧區域，確定每一幅焊接圖像電弧中心水平位置Ci，i表示第i幅圖像，以下同；
[0057]③對每一幅焊接圖像的灰度直方圖中第一個極大值峰值對應的灰度值到第一個極大值峰值對應灰度值加15的範圍內，求取最小值得到閾值TH2對圖像進行閾值分割，來識別焊接坡口母材區；
[0058]④對每一幅焊接圖像在電弧中心水平位置上方距離(O~1/4)個焊接坡口寬度的範圍內取j條檢測水平線，其中j = 3 ;
[0059]⑤在每條水平線從左到右依次計算當前像素點灰度值(其值為O或I)與臨近右邊像素點灰度值(其值為O或I)差值，作為當前像素點的灰度值；
[0060]⑥對j條水平線所得左邊緣點求取中值作為第i幅圖像焊接坡口的左邊緣水平位置Ii，對j條水平線所得右邊緣點求取中值作為第i幅圖像焊接坡口的右邊緣水平位置ri;如圖7 (a)所示。
[0061]2)對這η幅焊接圖像的電弧中心水平位置Ci (I ^ i ^ η)求取平均值作為中心基點 Cmean ；
[0062]3)把這η幅焊接圖像分為兩組，第一組為電弧中心水平位置Ci大於中心基點Cmean，求取其平均值為電弧旋轉到最右側的位置(；ight ;第二組為電弧中心水平位置Ci小於中心基點Cmean，求取其平均值為電弧旋轉到最左側的位置Clrft ；
[0063]4)為減少弧光對所靠近的坡口側壁邊緣提取的幹擾，對第一組焊接圖像的坡口左邊緣水平位置Ii求取平均值作為當前焊接坡口左邊緣水平位置L，對第二組焊接圖像的坡口右邊緣水平位置^求取平均值作為當前焊接坡口右邊緣水平位置R。
[0064]5)電弧旋轉到最左側的位置Cleft到當前焊接坡口左邊緣水平位置L的距離為焊絲端部到坡口左側壁最短距離Cl1 ;電弧旋轉到最右側的位置CHght到當前焊接坡口右邊緣水平位置R的距離為焊絲端部到坡口右側壁最短距離d2，如圖7(b)，(c);當前焊接坡口右邊緣水平位置R與當前焊接坡口左邊緣水平位置L的距離為當前坡口寬度W。
[0065]6)根據圖像距離與實際距離的比例，將屯、d2轉換成實際焊絲端部到坡口側壁最短距離Dp D2，將當前坡口寬度w轉換成當前實際的坡口寬度W。
[0066](6)對步驟(5)所得當前坡口寬度W，啟動擺動模式，噹噹前坡口寬度W大於預設坡口寬度規定值Wset，啟動擺動模式，由運動控制卡發出指令到電機驅動器，驅動步進電機使水平直線滑臺擺動，進而實現焊炬整體的水平擺動；擺動周期和幅度由步驟(5)所得當前焊絲端部到坡口側壁最短距離Dl，D2所決定，目標是使得擺動過程中焊絲端部到坡口側壁最短距離等於焊絲端部到坡口側壁距離規定值Dset，從而得到均勻側壁熔深；噹噹前坡口寬度W等於或小於預設坡口寬度Wset，則不啟動擺動模式。
[0067]上述實施例不以任何形式限定本發明，凡採用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術方案，均落在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種變坡口寬度的旋轉電弧窄間隙MAG焊自適應擺動裝置，包括旋轉電弧焊炬、CCD相機、水平直線滑臺、水平直線滑臺夾持裝置、步進電機、電機驅動器、運動控制卡、圖像採集卡、圖像處理模塊和PC機，其特徵在於，所述旋轉電弧焊炬安裝在水平直線滑臺上，隨著水平直線滑臺左右往復運動，實現旋轉電弧焊炬作整體水平擺動；所述CCD相機對應工件與工件平面成一夾角安置在所述旋轉電弧焊炬前方，所述水平直線滑臺安裝在水平直線滑臺夾持裝置上，並依次連接步進電機、電機驅動器、運動控制卡，所述CCD相機將所採集的焊接圖像依此輸入圖像採集卡、圖像處理模塊和PC機。
2.根據權利要求1所述一種變坡口寬度的旋轉電弧窄間隙MAG焊自適應擺動裝置，其特徵在於，所述電弧焊炬上還裝有電弧旋轉位置傳感器，由凹槽式光電開關和過中心對稱開有兩個孔或槽的碼盤構成，所述凹槽式光電開關的凹槽套入所述碼盤固定於所述旋轉電弧焊炬的不旋轉部位，所述碼盤固定在所述旋轉電弧焊炬的旋轉部位並與電弧同步轉動；安裝時使電弧旋轉到坡口左位置和坡口右位置時，凹槽式光電開關的光路正好穿過碼盤的開孔或槽。
3.根據權利要求1所述一種變坡口寬度的旋轉電弧窄間隙MAG焊自適應擺動裝置，其特徵在於，所述C⑶相機的鏡頭距離電弧為200~500mm，C⑶相機的前端還設置有減光片、濾光片和UV鏡。
4.根據權利要求1所述一種變坡口寬度的旋轉電弧窄間隙MAG焊自適應擺動裝置，其特徵在於，所述夾角為α =20~60°。
5.如權利要求1所述的一種變坡口寬度的旋轉電弧窄間隙MAG焊自適應擺動裝置的焊接方法，其特徵在於，包括以下步驟: (1)設定CCD相機參數，曝光 時間為2~10ms、視窗大小調節以能清楚觀察到焊接電弧和焊接熔池為宜，一般大於200 X 200，小於800 X 800，光圈大小為5.6~16，圖像採集模式為觸發模式； (2)預設坡口寬度規定值Wset和焊絲端部到坡口側壁距離規定值Dset； (3)起弧後，待焊接狀態穩定後，啟動CCD相機的「觸發圖像採集」模式，使得電弧旋轉到焊接坡口左位置和焊接坡口右位置時，電弧旋轉位置傳感器發出脈衝觸發信號，觸發CCD相機採集焊接圖像，CCD相機在每一電弧旋轉周期採集兩幅焊接圖像； (4)CCD相機採集的焊接圖像經圖像採集卡進入圖像處理模塊； (5)在圖像處理模塊中計算當前坡口寬度W、當前焊絲端部到坡口左側壁最短距離Dp當前焊絲端部到坡口右側壁最短距離D2 ； (6)按步驟(5)所得當前坡口寬度W，啟動擺動模式，噹噹前坡口寬度W大於預設坡口寬度規定值Wset，啟動擺動模式，由運動控制卡發出指令到電機驅動器，驅動步進電機使水平直線滑臺擺動，進而實現焊炬整體的水平擺動；擺動周期和幅度由步驟(5)所得當前焊絲端部到坡口側壁最短距離D1, D2所決定，目標是使得擺動過程中焊絲端部到坡口側壁最短距離等於焊絲端部到坡口側壁距離規定值Dset，從而得到均勻側壁熔深；噹噹前坡口寬度W等於或小於預設坡口寬度規定值Wset，則不啟動擺動模式。
6.根據權利要求5所述的一種變坡口寬度的旋轉電弧窄間隙MAG焊自適應擺動裝置的焊接方法，其特徵在於:步驟(5)所述的在圖像處理模塊中計算當前坡口寬度W和當前焊絲端部到坡口側壁最短距離D1, D2的具體方法為:(A)取n(2<n<20)個電弧旋轉周期的焊接圖像，對每一幅焊接圖像提取其電弧中心水平位置Ci，坡口左右邊緣水平位置l1、ri，其中i表示第i幅圖像，I ^ i ^ η ； (B)對這η幅焊接圖像的電弧中心水平位置Ci(K i < η)求取平均值作為中心基點Cmean ； (C)把這η幅焊接圖像分為兩組，第一組為電弧中心水平位置Ci大於中心基點Cmean，求取其平均值為電弧旋轉到最右側的位置Cright ;第二組為電弧中心水平位置Ci小於中心基點Cmean，求取其平均值為電弧旋轉到最左側的位置Cleft ； (D)為減少弧光對所靠近的坡口側壁邊緣提取的幹擾，對第一組焊接圖像的坡口左邊緣水平位置Ii求取平均值作為當前焊接坡口左邊緣水平位置L，對第二組焊接圖像的坡口右邊緣水平位置^求取平均值作為當前焊接坡口右邊緣水平位置R ； (E)電弧旋轉到最左側的位置Clrft到當前焊接坡口左邊緣水平位置L的距離為焊絲端部到坡口左側壁最短距離Cl1 ;電弧旋轉到最右側的位置CHght到當前焊接坡口右邊緣水平位置R的距離為焊絲端部到坡口右側壁最短距離d2，當前焊接坡口右邊緣水平位置R與當前焊接坡口左邊緣水平位置L的距離為當前坡口寬度w ; (F)根據圖像距離與實際距離的比例，將Clpd2轉換成實際焊絲端部到坡口側壁最短距離Dp D2，將當前坡口寬度w轉換成當前實際的坡口寬度W。
7.根據權利要求6所述的一種變坡口寬度的旋轉電弧窄間隙MAG焊自適應擺動裝置的焊接方法，其特徵在於:步驟㈧所述的取η (2 ^ n ^ 20)個電弧旋轉周期的焊接圖像，對每一幅焊接圖像提取其電弧中心水平位置Ci，坡口左右邊緣水平位置Ipri,其中i表示第i幅圖像(l<i< η)，其具 體方法為: (a)對每一幅焊接圖像分別統計其灰度直方圖； (b)對每一幅焊接圖像的灰度直方圖中存在的最大灰度值減O~15中的一個數得到閾值TH1,並利用TH1對其所對應的焊接圖像進行閾值分割來識別電弧區域，確定每一幅焊接圖像電弧中心水平位置Ci，i表示第i幅圖像； (c)對每一幅焊接圖像的灰度直方圖中第一個極大值峰值對應的灰度值到第一個極大值峰值對應灰度值加一定值P (5 ^ P ^ 25)的範圍內，求取最小值得到閾值TH2對圖像進行閾值分割，來識別焊接坡口母材區； (d)對每一幅焊接圖像在電弧中心水平位置上方距離(O~1/4)個焊接坡口寬度的範圍內取j條檢測水平線，其中j為奇數； (e)在每條水平線從左到右依次計算當前像素點灰度值(其值為O或I)與臨近右邊像素點灰度值(其值為O或I)差值，作為當前像素點的灰度值； (f)對j條水平線所得左邊緣點求取中值作為第i幅圖像焊接坡口的左邊緣水平位置Ii，對j條水平線所得右邊緣點求取中值作為第i幅圖像焊接坡口的右邊緣水平位置
【文檔編號】B23K9/173GK104070264SQ201410282830
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月23日 優先權日:2014年6月23日
【發明者】黎文航, 高凱, 王加友, 楊峰, 朱傑 申請人:江蘇科技大學