基于视觉传感的激光-MIG复合焊熔透闭环控制.pdfVIP

清华大学学报(自然科学版)2008年第48卷第11期 4／36 I—SSN10—00-0054 CN11—2223／N JTsinghuaUniv(SciTech)，2008，V01．48，No．11 1891—1894 基于视觉传感的激光一MIG复合焊熔透闭环控制 双元卿1， 陈武柱1， 王康建1， 单际国1，张永强2 (1．清华大学机械工程系，先进成形制造教育部重点实验室，北京100084；2．首钢技术研究院，北京100041) 擒要：在对接焊中，坡口同隙的波动会导致焊接熔透状态 激光一电弧复合焊由于其熔深大、桥接能力强、 的变化，为保证稳定的熔透，需要对焊接熔透状态进行实时 效率高等优点u引，在汽车、造船等领域得到日益广 检测和控制。针对CO。激光一MIG复合对接焊，建立了基于泛的应用∞刈。间隙对接焊是复合焊的重要工程应 视觉传感和DSP的熔透状态实时检测与控制系统，获取了 用，衡量焊接成形质量的最重要指标是焊缝的熔透 清晰的熔池背面图像，经过适当的处理得到了熔池背面熔宽 状态。在实际焊接过程中，由于工件对装间隙和装夹 的信息，并通过调节焊接速度或控制电弧电流，对熔透状态 状态不可避免的波动，固定焊接规范(激光功率、焊 进行了控制。结果表明：即使在间隙明显波动的情况下也获 接电流、焊接速度等)并不能保证熔透稳定，因此，有 得了熔透可靠、背面熔宽均匀的焊缝，从而实现了复合对接 必要对复合焊的熔透状态进行实时检测和控制。 焊熔透状态的闭环控制。 德国学者通过检测电弧电流和等离子体光强信 关键词：激光一MIG复合焊f熔透状态I视觉检测，闭环 号仅仅获得坡口间隙变化对复合焊稳定性影响的信 控制 息L5J，并未达到对熔透状态进行监测和控制。英国学 409 中图分类号：TG 文献标识码：A 者在YAG激光一MAG对接焊下，检测坡口间隙的 文章编号：1000—0054(2008)11—1891．04 宽度，通过调节焊接速度使得熔敷金属体积正好等 于填充间隙包含的容积，以满足焊缝成形的要求[6]， Vision for of 但这仅仅是开环控制，不能确保实际焊接条件下焊 control systemclosed—loop the inlaser—MIG 缝根部熔透的均匀稳定。 penetration hybrid 本文针对CO：激光一MIG复合对接焊，建立了 welding 基于视觉传感器和DSP的熔透状态检测与控制系 SHUANG Yuanqin91，CHENWuzhul．WANG Kangjlanl． 统，获得了清晰的熔池背面图像，通过调节焊接速度 SHAN Jigu01。ZHANG Yongqian92