[发明专利]自主校正搅拌摩擦焊接设备搅拌头行进路径的方法

说明书

本发明涉及搅拌摩擦焊接领域，公开了一种自主校正搅拌摩擦焊接设备搅拌头行进路径的方法，包括：摄像机、固定杆以及搅拌头等。上述设备互相配合以获取焊缝图像并对其进行图像增强、图像滤波、图像分割、图像形态学特征等处理，进而得到一系列离散的焊缝特征点，再经曲线拟合得到焊缝轨迹，将其置于原点坐标系中经过相应计算从而得出计算机可识别的数字信息，以此信息作为指示，再进行焊接操作，在焊接的整个过程中，循环往复上述步骤以达到焊接前无需预备焊接操作及实时校正搅拌头行进路径。降低了操作人员的工作负担，搅拌摩擦焊接设备的工作效率得到很大的提升。有效的解决了搅拌头在行进过程中受外力干扰搅拌头行进路径可能会产生偏差等问题。

技术领域

本发明涉及搅拌摩擦焊接领域，具体地涉及一种自主校正搅拌摩擦焊接设备搅拌头行进路径的方法。

背景技术

自1991年搅拌摩擦焊(FSW)被英国焊接研究所(TWI)发明以来，其作为一种新型固相连接技术具备着诸如有效解决高强合金熔化焊中存在的气孔、热裂纹、夹杂等冶金问题、焊接变形小、残余应力小等优点，故可获得均匀致密的焊缝，形成性能优异的焊接接头，已受到国内外众多科研机构的关注。虽然这项技术具备着诸多显著的优点，但在实际的应用操作中尚还存在如下不足：

在对材料进行搅拌摩擦焊接加工伊始，传统搅拌摩擦焊设备的操作人员都需要通过手持单元对X/Y/Z(X轴-焊缝左右方向、Y轴-焊接移动方向、Z轴-搅拌头主轴方向)轴进行调节，确定焊缝的起始点和终点。此选定焊接起始点与终点的预备焊接操作在每次焊接加工前都需要反复这个操作步骤，增加了搅拌摩擦焊接设备操作人员的工作负担，降低了工作效率。

在焊接过程中，可能会出现搅拌头偏离设定轨迹等问题，进而影响焊缝成形、接头性能和焊接质量。

就如何解决上述搅拌摩擦焊接过程中搅拌头行进路径的问题，本专利针对搅拌摩擦焊接设备搅拌头的行进路径提出了一种全新的校正方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种自主校正搅拌摩擦焊接设备搅拌头行进路径的方法，该发明能够解决现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种自主校正搅拌摩擦焊接设备搅拌头行进路径的方法，包括以下步骤：

S1、摄像机拍摄焊缝图像，所述摄像机将所拍摄到的所述焊缝图像传到计算机；

S2、所述计算机对所述焊缝图像进行图像增强、图像滤波，以增强图像质量及去除图像中的干扰；

S3、进一步通过图像分割、图像形态学特征，提取前述处理过的所述焊缝图像特征点，以获得一系列离散的特征点；

S4、通过曲线拟合由离散的特征点得到一条所述焊缝轨迹，所述计算机判别此焊缝轨迹的曲直；

S5、所述计算机将所述焊缝轨迹置于原点坐标系中，计算出直线焊缝轨迹较坐标原点的偏移量或曲线各点坐标位置信息；

S6、将所得偏移量或是坐标位置信息传入搅拌摩擦焊工控系统，控制搅拌头1依照此位置信息运动至焊接起始点，自动确定焊接起点；

S7、焊接开始至结束的整个过程中，所述摄像机对所述焊缝进行动态摄像，所述摄像机将所摄的所述焊缝图像实时传输至计算机系统。在此计算机系统中实时拍摄的所述焊缝图像依旧置于原坐标系中，与焊接开始时拍摄的部分焊缝做对比。计算出二者左右横向位置出现的偏差，工控系统即控制所述搅拌头在所述焊缝左右横向移动至二者完全重合，实现焊接过程中动态调整所述搅拌头的行进路径；

S8、当所述搅拌头自焊接起点开始焊接，其在此坐标系下X轴上运动至横坐标和设定值相等时，则焊接结束。

本发明在设备运行时无需操作人员进行预备焊接操作，降低了操作人员的工作负担，搅拌摩擦焊接设备的工作效率得到很大的提升。有效的解决了搅拌头在行进过程中受外力干扰搅拌头行进路径可能会产生偏差等问题。