铝合金螺旋管焊接自动成型装置的研制(8)
5.工人观察。
图像采集系统要求用两个ccd对螺旋管内侧外侧的焊接进行实时的监控，并通过网线把数字信息传递到外接控制台，通过软件处理后在外接控制台显示器上显示焊接电弧和电弧周围较亮区域的实时信息。通过实时的图像信息调节焊枪位置，控制焊接质量。
3.2 图像采集CCD 摄像机的选择
（1）由于螺旋管自动成型系统在进行焊接时螺旋管内只有很小的可用空间，所以ccd摄像机要选择体积较小的。
（2）由于焊接工作环境恶劣，且ccd摄像机用于生产中需要长时间工作，所以在选择ccd摄像机要选择寿命较长且各项性能参数较好的。
根据上述理由在网上精心选择了现在所使用的ccd摄像机。
3.3 滤光系统的选择设计
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。
考虑焊接工艺及文弧的需要,焊接电流不能太小,所以仅仅通过周期性减小采样时的焊接电流还不能有效克服电弧光的干扰,必须采取其他措施。从CCD传感器成像原理考虑,针对TIG焊电弧光谱的特点设计了窄带复合滤光系统。电弧光所以对CCD传感器造成干扰,是因为电弧光的强度超出了CCD传感器的响应上限,所有的感光单元都达到电饱和。但是分析TIG焊电弧的光谱,发现电弧光的光谱是由原子光谱、离子光谱和连续光谱组成。电弧光和熔池金属辐射光都对熔池成像有贡献,但是电弧光是不连续的光谱,熔池金属辐射光是连续光谱。取熔池图像的基本思想是在取像谱线窗口内利用电弧光的连续光谱对熔池进行照明,利用熔池液态金属表面反射的电弧光提高熔池图像的对比度。因此,必须选择参数合适的窄带滤光片和中性减光片,滤掉电弧周围的弧光,充分利用电弧中心弧光对熔池照明,使熔池边缘显现出来。
基于以上分析,本文设计的窄带复合滤光系统采用的窄带滤光片的中心波长为980nm,带宽为10nm;为减小弧光强度采用两片1%中性减光片和0.1%中性减光片,在窄带滤光片之前对电弧光进行中性等比例衰减。
3.4 图像采集系统试验 b
图3.1 图像采集效果图
选择1个中心波长为980nm的滤光片、1个通过率为0.1%的减光片做熔池图像采集的效果如图3.1 中b，熔池图像的采集效果最好，电弧作用范围明显，能在外接控制台上清楚地反应焊接进行的状况，监控良好。