[发明专利]一种基于红外视觉的焊接质量分析装置及分析方法

权利要求书

1.一种基于红外视觉的焊接质量分析装置，其特征在于，该装置包括红外视觉采集部(1)、视觉信息转换与传输部(2)、视觉信息处理部(3)以及反馈控制部(4)，其特点是所述红外视觉采集部(1)用于采集焊接过程中焊接物表面熔池或熔池附近的视觉信息，视觉信息经所述视觉信息转换与传输部(2)转换后传输至所述视觉信息处理部(3)，所述视觉信息处理部(3)处理上述视觉信息并将处理信息结果传送于所述反馈控制部(4)，所述反馈控制部(4)根据上述处理信息结果进行警报和/或对所述现场焊接设备(5)进行调整控制。

2.如权利要求1所述的基于红外视觉的焊接质量分析装置，其特征在于，所述红外视觉采集部(1)可单独固定或与所述现场焊接设备(5)可调节固定。

3.如权利要求1或2所述的基于红外视觉的焊接质量分析装置，其特征在于，所述红外视觉采集部(1)设置于机箱(17)内，所述机箱(17)内部固定有可调节承载所述红外视觉采集部的基板(10)，所述机箱(17)靠近所述现场焊接设备(5)的外侧设置有防溅保护装置(22)，所述机箱(17)底面设置有可开关的箱盖(24)。

4.如权利要求3所述的基于红外视觉的焊接质量分析装置，其特征在于，所述红外视觉采集部(1)与所述现场焊接设备(5)之间的所述可调节单元为多柄铰接支架，其一端固定所述机箱，一端可调节固定于所述现场焊接设备(5)，一端作为支撑端。

5.一种利用如权利要求1-4中任意一项的基于红外视觉的焊接质量分析装置来进行焊接质量分析的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)固定所述机箱(17)，打开测试所述红外视觉采集部(1)，并且调试至视觉信息处理部(3)处视野清晰；

(2)所述视觉信息处理部(2)设置焊接缺陷检测标准和流程，在接收所述红外视觉采集部(1)的数据之后，按照上述设置好的检测标准和流程来进行缺陷判断；

(3)若缺陷判断未超标，则所述视觉信息处理部(3)发送继续监测的命令于所述红外视觉采集部(1)，若缺陷判断超标，则所述视觉信息处理部(3)根据超标量反馈控制所述现场焊接设备(5)进行焊接调整。

6.如权利要求5所述的焊接质量分析方法，其特征在于，所述步骤(2)中的所述视觉信息处理部(3)设置的焊接缺陷检测流程如下：

(2-1)焊缝形状检测：a)对优良焊缝的边缘、中心线、形状、宽度进行定义并建立专家数据库；b)对采集图像的边缘特征、形状特征、图像宽度特征进行缺陷判定，并与专家数据库进行比对计算缺陷等级；

(2-2)焊缝温度场检测：a)对优良焊缝的温度场进行阀值定义并建立专家数据库；b)将采集的红外图像的彩色、灰度、像素等根据标定提取出温度信息并建立温度场，分析温度场的分布合理性，并与专家库进行比对计算缺陷等级；

(2-3)对所述步骤(2-1)中的焊缝形状检测和步骤(2-2)中的焊缝温度场检测进行进一步地分析，进行焊穿、未焊透、热输入不稳定或气孔缺陷的比对检测。

7.如权利要求6所述的焊接质量分析方法，其特征在于，所述步骤(3)中的反馈控制调整如下：

对于焊穿缺陷，若缺陷超标，则所述反馈控制部发出警报信息并控制现场焊接设备停止焊接并调整，焊穿缺陷若未超标，则所述反馈控制部(4)根据划分的焊穿等级控制所述现场焊接装置对其焊接速度、电流或电压等参数进行调整；

对于热输入不稳定缺陷，则所述反馈控制部(4)控制所述现场焊接设备对其电压、电流波动和送丝情况进行调整；

对于未焊透缺陷，若缺陷超标，则发出警报，停止或重新补焊，缺陷在正常范围内，则分析焊接速度、焊接电压电流；并对焊接系统进行调控，减小焊接速度增大焊接电流，具体调节量根据缺陷等级而定。

对于气孔缺陷，若缺陷超标，则所述反馈控制部(4)发出警报信息并控制所述现场焊接设备(5)停止焊接并调整，气孔缺陷若未超标，则所述反馈控制部(4)调节现场焊接设备对其焊接保护气体的流量进行调节。