[发明专利]一种薄壁环缝端接质量在线监测与缺陷定位系统及方法

摘要

一种薄壁环缝端接质量在线监测与缺陷定位系统及方法，属于焊接质量控制技术领域。本发明采用熔池显微视觉传感系统和图像采集设备获取端接环缝焊接熔池图像序列并采用旋转编码器同步获取工件旋转角位移信息，基于图像处理技术提取熔池宽度与形心并对其动态变化进行在线监测。通过检测熔池宽度与形心坐标时域信号特征点检出未熔合缺陷，根据特征点所在时刻对应的工件旋转角位移进行环缝端接缺陷的快速定位。本发明能够为焊缝成形质量分析和焊接工艺优化提供可追溯依据，并为实现薄壁金属结构端接环缝的高效无损检测及修焊提供基础，尤其适用于蓄压器膜盒等航天构件的焊接制造。

主权项

1.一种薄壁环缝端接质量在线监测与缺陷定位系统，包括焊枪(1)、焊接电源(2)、旋转工作台(3)、焊件(4)和旋转工作台控制器(5)，其特征在于所述系统还包括旋转编码器(6)、数据采集设备(7)、工控机(8)、熔池显微视觉传感系统(9)、图像采集设备(10)和同步控制器(11)；所述熔池显微视觉传感系统(9)包括高倍放大光学系统(13)、滤光片(14)和工业相机(15)，所述工业相机(15)和所述滤光片(14)装配在一起，所述滤光片(14)和所述高倍放大光学系统(13)装配在一起；所述焊枪(1)通过焊接电缆连接所述焊接电源(2)的负极，所述焊接电源(2)的正极通过焊接电缆与所述旋转工作台(3)相连接；所述焊接电源(2)通过控制线与所述旋转工作台控制器(5)相连接；所述旋转工作台控制器(5)通过控制线与所述旋转工作台(3)相连接；所述旋转编码器(6)通过联轴器与所述旋转工作台(3)的主动轴连接；所述旋转编码器(6)通过信号线与所述数据采集设备(7)相连接；所述数据采集设备(7)通过信号线与所述工控机(8)相连接；所述熔池显微视觉传感系统(9)通过信号线连接所述图像采集设备(10)，所述图像采集设备(10)通过信号线连接所述工控机(8)，所述工控机(8)通过控制线与所述同步控制器(11)相连接；所述同步控制器(11)与通过控制线分别与所述焊接电源(2)、数据采集设备(7)和熔池显微视觉传感系统(9)中的工业相机(15)相连接；所述同步控制器(11)通过软件编程实现与工控机(8)、焊接电源(2)、熔池显微视觉传感系统(9)和数据采集设备(7)的通信和控制。