铝合金螺旋管焊接自动成型装置的研制(7)
2.2.7 焊枪及摄像头
图2.9 螺旋管外部TIG焊枪及摄像头
图2.10螺旋管内部焊枪及摄像头双面TIG焊枪固定在龙门架上，通过龙门架在空间三文移动功能来调节焊枪位置。龙门架控制器接在用外接控制台上，由外用控制台控制龙门架的行走。龙门架连接着两个焊枪，两个焊枪上分别安有一套视频采集系统。视频采集系统采集焊接过程中的焊接图像并通过电脑信号处理把焊接过程中的电弧和电弧周围较亮区域的图像传到外接控制台上，操控人员通过外接控制台上的图像信息确定焊枪是否与焊缝对正，并确保焊丝正确融入到焊缝中。对焊接进行实时监控，保证焊接质量。若焊接位置偏离焊缝就通过外接控制台的龙门架控制按钮调节龙门架位置以此调节焊接位置保证焊接质量。
3 图像采集系统
铝合金焊接在生产制造过程中有广泛的应用，但铝合金的成型、铝合金的厚度、铝合金的材料质量的好坏，都会影响焊接的熔池质量，对设备操作人员的技术水平的要求也越来越高。如何在不利的条件下，顺利地调试、生产出合格的产品，就需要有一双“眼睛”适时的观察焊接情况，并根据实际情况做出快速调整反应。本文所介绍的熔图像采集系统就是运用在焊接过程中，适时监控熔池焊接质量的系统。
3.1螺旋管焊接对图像采集的要求
当存在各种外界干扰时,对TIG焊的焊接质量进行控制是非常重要的。采用先进的CCD摄像机与微型计算机应用于焊接,并结合图像处理技术,为TIG焊的实时监控与质量控制提供了很好的保证。高清晰度的一次熔池图像是焊接过程中监控与自动控制的前提,由于焊接过程中的弧光以及热辐射等干扰因素,获得图像的效果不尽理想。本文采用外加辅助光源和复合滤光片等方法,试验研究了在脉冲TIG焊中图像采集系统对图像质量的影响。
1.光的折射和过滤部分：
在焊接过程中会发出耀眼强光，会对cod传感器造成严重的干扰，会产生ccd不能有效采集熔池变化的图像，所以必须在镜头之前设置多层滤光片，对强信号可以灵活的进行衰减。
2.镜头
镜头是监视系统中的重要组件，对成像的质量有着关键性的作用。选择正确的镜头是设计的关键。根据焦距是否能够调节镜头分为定焦距镜头和变焦距镜头两大类，熔池监视的部分是在焊接部位，物距一定，所以本监视系统选用定焦距。光学镜头的成像规律可以根据牛顿公式和高斯公式两个基本成像公式来推导。根据成像的放大率和物距来选择合适焦距的镜头，
放大率：m=h’／h=L’／L (3—1)
物距：L=f（l+l／m) (3•2)
选定焦距后，根据光圈系数的选型公式：
光圈系数：F=f／A (3—3)
(F光圈系数；f焦距；A孔径尺寸)
F越小，透光率越高，可以选定合适光圈系数的镜头。另外，为了可以调控图像的亮度、分辨率以及衰减强光对ccd的干扰影响要选择手动可调光圈的镜头。
3.ccd集成光学器件
光线通过镜头聚光到ccd感光后，将光信号转变成电信号。因为所用的ccd的靶面尺寸有各种型号，所以在选择镜头时一定要注意ccd的靶面尺寸应该大于或等于摄像机的靶面尺寸，否则成像的边角部分会模糊甚至没有影像。
4、图像显示部分
目前常用的监视器有两种：工业用CRT显示器和液晶显示器。CRT显示器显示的图像比较明亮，但长时间观看，视觉会疲劳，且CRT显示器由于长时间的电子束轰击，会灼伤老化；而液晶显示器，不会有干扰，长时间观察眼睛不会疲劳，但观察的角度小，图像明亮度不够高。焊接设备可根据实际情况选用合适监视器。本监控系统采用外接控制系统液晶显示器，