弧焊机器人熔化及气体保护焊熔池视觉自适应检测

摘要

采用新型互补金属氧化物半导体(Complementary metal oxide semiconductor,CMOS)视觉传感器对弧焊机器人熔化及气体保护焊(Gas metal arc welding,GMAW)熔池图像的提取技术进行研究,通过对CMOS视觉传感器的硬件电路改造,实现GMAW熔池图像的自适应采集。首先对触发电路进行改造,实现熔池图像高速采集的可控化。对GMAW脉冲焊不同时刻采集的熔池图像进行比较,定性得到最佳的采集时刻。对硬件控制电路进行改进,实现熔池图像曝光量的可控化。研究GMAW在送丝速度协同控制模式下,不同送丝速度与曝光量的定量关系。通过对硬件控制电路进行改进,实现熔池图像灰度压缩的可控化。比较CMOS视觉传感器工作在不同模式下对GMAW脉冲和短路焊时采集的熔池图像,得出CMOS视觉传感器工作在线性—对数模式下能更好地适应GMAW熔池图像采集。最后综合运用以上3种技术对GMAW脉冲焊和短路焊的熔池图像进行试验,均获得了清晰的熔池图像,为下一步熔池图像处理和焊接质量控制打下了基础。