Склад зварювального робота та системи відстеження зварювальних швів

Усілякі датчики та інтелектуальні методи керування значною мірою сприяють застосуванню роботів у відстеженні зварювальних швів, не лише підвищують точність відстеження зварювальних швів, але й покращують ефективність зварювання та гарантують якість зварювання. Описано структуру роботизованої системи відстеження зварювальних швів, а також детально описано принцип роботи та характеристики різних датчиків у процесі відстеження зварювальних швів. У цьому документі описується прогрес у дослідженні технології обробки зображень у роботизованому відстеженні зварних швів, а також аналізуються дослідницькі методи попередньої обробки зображення, сегментації зображення, виявлення країв і виділення ознак. Нарешті, узагальнено прогрес у дослідженні інтелектуального методу керування відстеженням зварювальних швів і відстеження зварювальних швів різних форм.
З розвитком промисловості та матеріалознавства технологія автоматизації зварювання стала незамінною технологією гарячої обробки металу. Зварювальне середовище дуже погане, реалізація автоматизації відстеження зварювальних швів може знизити трудомісткість зварювальних робітників і покращити якість зварювання. Швидкий розвиток роботизованих і сенсорних технологій і інтелектуального методу управління створює матеріально-технічну основу для реалізації відстеження зварних швів.
Роботизована система відстеження зварювальних швів на основі зору
(1) Сенсорна система: композитний датчик магнітного керування та індуктивності, датчик Холла.
(2) Привід: зварювальний робот (серійний або мобільний робот), кроковий двигун, поперечний повзун (для мобільного зварювального робота).
(3) Керуючий процесор: MCU та апаратна схема обробки.
(4) Зварювальна система: джерело зварювального живлення, механізм подачі дроту, кріплення. Під впливом точності складання заготовки, стану канавки, форми з’єднання та інших умов зварювання зварювальний пістолет часто відхиляється від зварювального положення, тим самим знижуючи якість зварювання та ефективність виробництва. Система відстеження зварювальних швів використовує різні сенсорні технології для збору зображень зварювального пальника та канавки та фізичних сигналів, таких як електрика, світло, тепло, звук і магнітне поле, що генеруються під час зварювання. Алгоритм керування та технологія обробки зображення використовуються для визначення зварного шва та його центрального положення. Нарешті, положення пальника регулюється приводом робота, щоб він знаходився в центрі зварного шва.
Датчики, які використовуються для відстеження зварювальних швів, в основному включають датчики дуги та датчики зору. На датчик обертової дуги не впливає світло дуги, бризки, магнітне поле та інші фактори, а сам зварювальний пістолет є датчиком, немає помилок випередження та затримки, тому на нього звертали увагу вдома та за кордоном. На додаток до інформації, що бачиться, на точність відстеження зварювання впливають інші фактори процесу зварювання, такі як дим металу, високочастотні електромагнітні поля, промені, випромінювання дуги та шум. Тому для вітчизняних і зарубіжних вчених це складна і актуальна тема для вивчення відповідного методу фільтрації та алгоритму розпізнавання зсуву, фільтрації шуму та швидкого й точного виявлення зміщення.
У порівнянні з датчиком дуги, візуальний датчик не контактує з деталлю, а безпосередньо отримує інформацію про тривимірне зображення зони зварювання, яка має характеристики гарної відтворюваності та тривалого терміну служби. Однак, оскільки це система відстеження зварювальних швів, заснована на технології зорового сприйняття, точка виявлення візуального датчика не є точкою зварювання, а вимоги до складання механізму та спільного оптичного, механічного й електричного контролю є високими, що вимагає ефективної обробки зображень і стабільна структура управління. У той же час, оскільки передача інформації між зварювальним роботом і датчиком огляду здійснюється за замкнутим циклом керування, а планування траєкторії та налаштування положення зварювального робота необхідні, продуктивність датчика зору в реальному часі та точність потрібна вся структура управління системою.