机器人在线 > 资讯 > 技术干货 > 基于视觉的CO_2焊接机器人焊接工艺参数与熔池形态关系的研究中熔池的特点

基于视觉的CO_2焊接机器人焊接工艺参数与熔池形态关系的研究中熔池的特点

时间：2017-08-11 来源：机器人在线阅读：7147 原创

焊接机器人熔池是在焊接过程中因为弧焊热而在焊件上呈现出外形具有几何形态的液态金属的部分。焊接的熔池呈动态状，因为其受到表面张力、本身重力等力的原因，使其表面相对不稳定。由于在焊接的过程中伴随着强烈的弧光，弧光的强度远远的大于熔池的自身辐射光与反射光的强度，使得熔池的很多信息被弧光所淹没。此外，焊接机器人在焊接的过程中还会伴随着飞溅的干扰等，因此在获取熔池信息时非常困难。

（1）熔池飞溅大

由于焊接是一种在加热与加压的作用下物理化学变化的过程，因此在焊接过程中总会伴有很多干扰因素如光、声、热、电、磁以及烟尘杂物等，这使得在对熔池图像进行拍摄时造成非常大的干扰。由于弧光的强烈、飞溅很大等，为了保护摄像头和镜头的寿命，使得镜头与熔池之间的距离不能太近，又不能太远，太远会使拍摄中的熔池图像模糊，会导致丢失熔池的细节信息。

(2)熔池对比度高

焊接过程是被焊工件的表面形成局部高温，使得工件的表面局部熔化，产生熔池，熔池冷却固化形成焊缝的焊接过程。在焊接过程中全部焊接区不同的部位所发出的光的性质相差非常大，被焊件的焊接中心区所对应的温度很高，会发出非常强烈的弧光，而其周围是工件熔化后形成的熔池，熔池温度相对较低，只会有相对很弱的辐射光，因此视觉传感器的观测区域内的不同部位有着很大差异的光的强度。会导致视觉系在获得熔池图像时受到影响。

(3)熔池动态变化

在焊接的过程中，因为熔池受到表面的张力与电弧力等因素的影响，使得熔池处于强烈震动的状态，熔池的表面形状与尺寸随时发生变化，对于这种高速动态变化的状态，采集图像时应采用全局快门(globalshutter)的曝光方式，把这种随时变化的形态瞬间固定。现社会拍摄焊接熔池图像大多应用CCD传感器，它的曝光时间一般不可调，在焊接时当弧光强度很大时，有可能产生CCD感光的饱和局部溢出的现象，使得熔池的图像出现失真。所以，摄像头的快门速度可以调控对于采集清晰的熔池图像非常重要。