[发明专利]基于红外热像仪的盲区焊缝在线评估与控制系统

摘要

本公开提供了一种实现盲区焊缝在线评估与控制系统。该盲区焊缝在线评估与控制系统，包括：焊接系统，用于对待焊接母材进行焊接；红外热像仪，对准焊接母材的可观察区域，给出可观察区域的温度场信息，用于对该焊接母材进行焊接状态监测；运动机构，用于调节焊接系统相对于焊接母材的位置；控制器，用于接收红外热线仪给出的温度场信息，根据该温度场信息得到焊接状态信息并产生焊接控制指令和运动控制指令；其中，运动机构依照该焊接控制指令调节焊接系统相对于焊接母材的位置，焊接系统依照该运动控制指令对待焊接母材进行焊接。本公开可以实时估计熔池的位置信息，为运动机构提供运动控制指令，实现了闭环控制，有效可靠地完成焊接任务。

主权项

1.一种基于红外热像仪的盲区焊缝在线评估与控制系统，用于采用气电立焊技术进行焊接作业时实现对狭小空间盲区焊缝的自动连接，包括：焊接系统，用于对待焊接母材进行焊接；红外热像仪，对准所述焊接母材的可观察区域，给出可观察区域的温度场信息，用于对该焊接母材进行焊接状态监测；运动机构，用于调节焊接系统相对于焊接母材的位置；控制器，连接至所述焊接系统、红外热像仪和运动机构，用于接收红外热线仪给出的温度场信息，根据该温度场信息得到焊接状态信息并产生焊接控制指令和运动控制指令；其中，所述运动机构依照该焊接控制指令调节焊接系统相对于焊接母材的位置，所述焊接系统依照该运动控制指令对待焊接母材进行焊接；所述控制器包括：热成像红外图像采集器，用于实现对焊接母材可观察区域的温度场图像的采集；热成像温度特征提取器，用于利用温度场图像提取温度场的特征，得到电弧热核和熔池对应热核面积；熔池位置估计器，用于利用温度场图像及提取的温度场的特征信息，采用熔池温度场的有限元分析手段，进行对比，得到熔池估计位置；运动机构位置控制器，用于将熔池位置的估计器反馈回来的熔池估计位置用于闭环控制，实时调整运动机构位置，进而改变焊枪位置，实现对焊接过程的控制；焊接系统控制器，用于控制焊接过程的起弧，灭弧，焊接过程中调整焊接电压和电流参数；主控模块，连接至所述热成像红外图像采集器、热成像温度特征提取器、熔池位置估计器、运动机构位置控制器及焊接系统控制器，用于对所述热成像红外图像采集器、热成像温度特征提取器、熔池位置估计器、运动机构位置控制器及焊接系统控制器进行协调和控制。