焊接过程电参数及熔池图像的采集分析及网络传输(2)
5焊接过程电参数及熔池图像的传感采集系统试验研究 33
5.1试验总体方案设计 33
5.2采集系统试验设备 33
5.2.1参数采集硬件 33
5.2.2熔池图像采集硬件 34
5.3 试验工艺参数 35
5.4试验结果及分析 35
5.4.1参数图像同步回放 36
5.4.2电参数分析 37
5.4.3熔池图像处理 39
总结 44
致 谢 45
参考文献 461 绪论
1.1 焊接数字化的目的和意义
计算机技术的飞速发展促使传统制造工业向先进制造技术方向发展。目前，计算机技术已广泛应用到产品设计(CAD)、工艺设计(CAPP)、生产过程（CMA)、信息管理系统(MIS)、办公自动化(OA)等领域。计算机技术在焊接领域得到了广泛的应用。90年代初国际焊接学会将这类应用概括为“计算机辅助焊接技术”(Computer Aided Welding，CAW)。现在CAW一词已不限于焊接结构和接头的计算机辅助设计、焊接工装的计算机辅助设计、焊接工艺计算机辅助设计、焊接工艺过程计算机辅助管理，并且还涵盖了焊接过程模拟、焊接工艺过程控制、传感以及生产过程自动化等与计算机有关的领域[1]。
焊接制造数字化是一种全新概念的先进焊接制造技术，它集先进焊接技术、先进数控和计算机技术、CAD/CAM技术、先进材料技术、先进检测技术为一体，可以制造预定形状的零件，也可以使损坏的零件复原到原有尺寸，而且性能达到或超过原基材料水平。因此焊接制造数字化技术，实际是一门新的光、机、电、计算机、数字化、材料综合交叉的先进焊接制造技术。
将计算机技术及网络技术应用于传统的焊接工业，实现焊接过程的远程监测、缺陷诊断等系统，是实现生产焊接过程自动化的基础，也是保证焊接质量有效途径。使传统的焊接工业能够快速地融入企业的新的制造模式，是焊接技术发展的热门方向也是必然趋势[2]。
1.2 焊接过程质量监测与控制研究发展现状
1.3 图形编程软件LabVIEW及应用现状
1.4 基于LabVIEW的焊接过程控制研究现状
1.5 本课题研究内容
本课题针对熔化极气体保护焊的焊接工艺及过程，进行CO2焊电流、弧压参数传感与熔池图像采集的试验研究，结合LabVIEW的相关知识，研究设计基于虚拟仪器技术焊接过程电参数及熔池图像的传感采集软硬件系统。
课题主要内容包括：
1 建立焊接过程电参数和熔池图像实时同步传感采集及网络传输系统。
1）LabVIEW下电流电压数据采集卡的驱动。
2）LabVIEW下图像采集卡的驱动。
3）LabVIEW下数据与图像的同步采集。
4）电流电压数据集熔池图像数据的存储与读取。
5）系统的网络发布。
2 进行焊接过程电参数和熔池图像分析。
1）电信息及图像信息的同步回放。
2）焊接电信号和熔池图像信息分析。
3）工艺试验，测试系统稳定性以及数据、图像分析。
2 焊接过程视觉与参数传感及质量分析系统的总体设计
2.1 总体设计
系统总体采用电流传感器、电压传感器和CCD摄像头，实时同步采集焊接过程的电信号和熔池图像信号，经数据采集卡和图像采集卡传入计算机，并在LabVIEW环境下，对采集的数据和图像进行显示、存储和网络传输，然后对电信号和熔池图像进行分析。图2.1.1为系统总体设计框图。
图2.1.1 系统总体设计框图
2.2 系统硬件总体设计