焊接装配、焊中熔池及焊道成型在线检测系统

1.方案概述

本方案采用激光视觉传感器，配合所开发的装配尺寸和焊缝尺寸测量软件，实现铝合金TIG焊焊前装配尺寸（间隙和错边量），焊后尺寸（熔宽、余高、错边、焊趾角度）信息的在线实时测量，存储，显示等功能。

激光视觉传感器采用英国Oxford Sensors公司生产的高分辨率OSK-45A传感器，安装于焊枪的后方，与现有的送丝、摄像头等不发生干涉，不影响现有的焊接状态。

2.焊前焊道装配精度检测

焊前装配检测是在产品装配好之后，未焊接状态下快速空走一圈，传感器快速采集投射在焊缝上的激光条纹图像，通过图像处理获取间隙和错边测量数据采集并记录。用户界面实时显示当前的测量数值，以及曲线。测量完毕后用户点击结果显示界面，可以直观地看到环缝的各个位置的超差情况（在合格范围内以绿色显示，不合格的地方以红色显示）。--需要注意的是：空走的速度以及工件直径需要提前输入到界面中，启动和停止要么给启动信号，或者由操作者在屏幕上的按启动测量/停止测量按钮。

3.焊接过程中熔池检测

加装一台熔池监控相机，实现视频的记录存储，为将来数据分析，熔透控制做准备。

1.加拿大xiris焊接相机采用高动态140db数字相机，软件可以录像等功能。

2.目前国内已经有多家培训单位、高校、自动化公司及军工、等终端客户在使用。

3.单个相机适用于所有明弧焊接。

4.可以在焊前远程观看焊前准备工作，焊中可以看出焊丝是否偏离焊缝、钨极端部烧损、焊丝干伸长、焊缝成型等。

5.焊后的视频可以存储到硬盘中工艺处人员定期查看视频回放，可用于优化工艺和质检追溯使用。

6.可以轻松与焊接专机和机器人配套使用，此系统为独立系统不与专机或机器人通讯。

4.焊后焊缝尺寸的在线测量

焊后焊缝尺寸的在线测量，是与焊接同步进行，在焊接开始后，传感器投射激光条纹到焊缝上，传感器采集焊缝上的激光条纹图像，图像处理软件实时计算出焊缝的熔宽、余高、错边、成型角参数，通过数字和曲线实时显示，并记录存储。

完成后操作者可以点击结果显示页面，显示出一圈环缝的位置测量情况，超差的以红色显示，合格的以绿色显示，如以下示意图所示。

系统的参数设置界面中操作者可以设置装配和焊缝测量尺寸的上下限，输入装配检测的速度，焊缝检测的速度值。还包括激光参数的设置调节界面。

1. 系统性能指标

a) 传感器的性能指标

	OSK45A
Field of View视场范围	45mm
Field of Depth 视场深度	75mm
Standoff 标准安装高度	100mm
Camera size 像素数	1920 x 1200
Horizontal resolution 横向分辨率	0.023mm
Vertical resolution 纵向分辨率	0.06mm
Sensor dimension	100x84x35

b) 控制器的性能指标：

i. 计算机 i5，500GB SSD，工业PC

ii. 触摸屏

iii. 是否能提供外接启动停止信号，或者我们提供个手控盒，启动停止按钮，操作者可以远程

操作。采用带有GPIO的工业PC, 可以接收外接启动/停止信号。

iv. 报警器（红绿两色）是否需要。可以在GPIO中设置报警信号输出。

2. 配置：

a) 传感器组件，包括传感器及安装板，柔性支架；

b)传感器连接电缆

c)控制器（工业PC）

d) 手控盒

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