[发明专利]一种用于金属丝材熔化加工的丝材对准方法及装置

权利要求书

1.一种用于金属丝材熔化加工的丝材对准方法，其特征在于：该方法的步骤是：

(1)用摄像机对熔池及丝端部位进行摄影，按固定的时间间隔提取图像；

(2)对图像进行分区处理、定义；

2.1区分出熔池的边界轮廓线(1)、丝端部位的影像(4)及轮廓线；

2.2将熔池最宽处的连线定义为l₃，最长处连线定义为l₁，l₁和l₃这两条直线交点即熔池中心定义为O₁；

将丝材影像区长度方向中心线定义为l₂，将与l₂垂直的丝材影像区域最宽处连线定义为l₄，l₂和l₄这两条直线的交点O₂为丝端中心；

以l₃为分界线，以熔池轮廓中钝圆一边为熔池前缘，另一侧为熔池尾部；

2.3以熔池中心O₁为基准，设定一个椭圆I形封闭的区域定义为安全区(3)，在安全区域外缘与熔池的边界轮廓(1)之间，再定义一个椭圆II，椭圆I和椭圆II之间的封闭区域作为过渡区(2)，两个椭圆区域的中心即熔池的中心O₁，长轴与熔池长度方向中心轴线l₁重合，短轴与熔池宽度方向轴线l₃重合；

安全区(3)椭圆I长半轴长度不大于l₁与熔池前缘轮廓的交点A与熔池中心O₁距离的50％，安全区(3)的椭圆I的短轴长度不大于熔池宽度的50％；

椭圆II长半轴不大于l₁与熔池前缘轮廓的交点A与熔池中心O₁距离的80％，椭圆II短轴长度不大于熔池宽l₃度的80％；

(3)丝端的对准调整；

以熔池中心O₁为原点，测量出丝端中心O₂的位置，根据O₂的位置及连续出现的次数，选择以下调整方式之一：

3.1当O₂的位置处于安全区(3)时，不做调整，按以上步骤顺序对下一帧图像进行处理、定义和判定；

3.2当O₂的位置连续n次越出安全区(3)时，不做调整，按以上步骤顺序对下一帧图像进行处理、定义和判定；

3.3当O₂的位置连续n+1次越出安全区(3)时，计算出O₂相对于O₁的相对坐标，并转化成反馈信息，输入计算机中的运动控制卡，运动控制卡驱动执行机构将丝端O₂移向O₁；

3.4当O₂的位置处于过渡区之外时，计算出O₂相对于O₁的相对坐标，并转化成反馈信息，输入计算机中的运动控制卡，运动控制卡驱动执行机构将丝端O₂移向O₁；

n与摄像机的取像速度有关，如果摄像机的取像速度为P帧/秒，一般要求丝端越出安全区的时间不大于0.2秒，则n取值为0.2P；

(4)重复上述步骤(1)～(3)，直至束流停止。

2.一种适用于权利要求1所述的用于金属丝材熔化加工的丝材对准方法的装置，其特征在于：该装置包括摄像机(5)、计算机(6)及调整执行机构(7)，摄像机(5)安装在光学观察镜(8)上，该种光学观察镜(8)设有可滤去强光的玻璃镜片和调节通光量的光栅，用于调整图像亮区与暗区的对比度，摄像机(5)将收集的光学信息转化成数字信息，并通过数据线(9)输送到计算机(6)，调整执行机构(7)由电机和丝杠导轨副构成，调整执行机构(7)与计算机(6)电连接，送丝嘴(10)安装在调整执行机构(7)上，丝材(11)通过送丝机构(12)从送丝嘴(10)送出。