[发明专利]一种GTAW焊缝成形的自适应控制与自动视觉检测方法

权利要求书

1.一种GTAW焊缝成形的自适应控制与自动视觉检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1，通过工艺试验，建立错边量、坡口间隙、焊缝底部特征尺寸和焊接工艺参数之间的关系模型，并获取典型焊缝表面缺陷的图像，根据典型焊缝表面缺陷的图像特征设计图像识别算法；

步骤2，在打底焊过程中，利用焊枪前部的结构光传感器实时获取当前坡口的错边量和坡口间隙；在填充焊过程中，利用焊枪前部的结构光传感器实时获取前序焊道的特征尺寸；利用焊枪后部的视觉传感器获取当前焊道表面的图像，利用焊枪后部的结构光传感器获取当前焊道的尺寸；

步骤3，利用步骤1中所述关系模型，根据步骤2中实时获得的错边量、坡口间隙和前序焊道的特征尺寸对焊接工艺参数进行动态调节，实现GTAW焊缝成形的自适应控制；根据步骤2中获得的焊道表面的图像，利用图像识别算法识别表面缺陷的类型和尺寸，并综合焊接过程中已采集到的焊道表面图像与焊道尺寸，动态重建出焊道整体的表面缺陷分布图和尺寸分布图；

步骤3中所述的自适应控制具体指根据错边量、坡口间隙、坡口角度、底部圆弧半径和前序焊道特征尺寸的实时变化，对包括焊接电流、焊接电压、焊接速度、送丝速度和送丝角度在内的焊接工艺参数进行实时调整以达到稳定而优良的焊缝成形。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中所述的关系模型具体为错边量、坡口间隙、焊缝底部特征尺寸、焊接电流、焊接电压、焊接速度、送丝速度及送丝角度之间的关系模型；所述焊缝底部特征尺寸对于打底焊道来说指的是钝边厚度、底部圆弧半径和坡口角度；对于填充和盖面焊道来说指的是焊缝宽度和焊缝表面曲率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中所述的典型焊缝表面缺陷具体为表面气孔、表面裂纹、咬边、焊缝成形不良和焊瘤。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中当前坡口的错边量和坡口间隙是基于线结构光测量原理，再结合图像处理方法得到。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中所述的前序焊道的特征尺寸指的是焊缝宽度和焊缝表面曲率。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动态调节的参数包括焊接电流、焊接电压、焊接速度、送丝速度和送丝角度。