一种基于图像检测的TIG焊钨极与工件定位方法与流程

专利检索2025-10-20  17


本发明涉及钨极与管类工件tig焊接,尤其涉及一种基于图像检测的tig焊钨极与工件定位方法。


背景技术:

1、tig焊接中钨极与工件位置是影响焊接效果的重要因素。在其他参数不变的情况下,钨极与工件的距离是决定焊缝熔深的主要参数。钨极与管子轴线偏心既影响熔深又影响成形,钨极偏向管子一侧可能产生未焊透或气胀。

2、现有技术中常采用人工干预调节,使用投影屏或其它光学系统进行观察,以投影屏上的刻线或卡尺刻度为参考,通过螺旋传动机构人工调节钨极间距,往往不能按照目标要求方便快速地进行实时调节。系统也不能直接给出极间距数值,需要人工读取,观察多从焊室正面进行,忽略了钨极与管轴向定位情况的观察。通过人工方式定位自动化程度低,效率低,难以实现全方位观察,不利于焊接质量提高。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于图像检测的tig焊钨极与管类工件定位方法,解决核燃料棒tig焊接过程中钨极无法快速准确地定位到焊接位置的问题。

2、为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

3、一种基于图像检测的tig焊钨极与工件定位方法,包括以下步骤:

4、步骤1:在焊室正面和侧面分别布置工业相机,获取钨极相对于工件的三维位置,并将图像实时发送至pc机;

5、步骤2:通过图像检测识别技术实时计算出钨极尖与工件的极间距;

6、步骤3:pc机将极间距实测数值通过通信功能反馈至plc,经plc运算后将实际调节量发送至焊枪座伺服调节机构中的电缸完成调节动作。

7、步骤1中,在焊室正面布置正面相机,在焊室侧面布置斜相机。

8、进一步地,在焊室背面布置与正面相机相对的背面光源。

9、进一步地,斜相机上自带有光源。

10、进一步地,正面相机和斜相机获取钨极相对于工件上下、左右及前后的三维位置。

11、进一步地,pc机编制了两个图像采集画面:一个显示钨极与工件上下、左右方向的位置关系的焊室正面情况,另一个为显示钨极与工件轴向对正的侧面情况。

12、步骤2中,将极间距显示在屏幕上,以观察定量数值。

13、步骤3中,极间距的设定数值通过操作人员在触摸屏上设置传送给plc。

14、步骤3中,焊枪座伺服调节机构调节焊枪的位置,焊枪座安装在电缸滑块上,通过伺服机构定位。

15、进一步地,每次自动焊接前pc机根据设定的极间距值和通过图像采集实际获得的极间距值自动计算出极间距调节量,并通过plc驱动伺服电缸调节,补偿钨极烧损后长度变化对焊接的影响。

16、与现有技术相比,本发明提供的基于图像检测的tig焊钨极与工件定位方法具有以下有益效果:

17、本发明提供的定位方法能够在核燃料棒tig焊接过程中将钨极准确定位到焊接位置,提高了设备自动化程度和工作效率,更好地保证焊接质量。本发明实现了钨极与工件间距的实时显示及图像化和自动化调节,调节精度0.05mm以内,快速准确。

18、进一步地,本发明的视野可显示网格线,能清晰读出钨极尖与焊缝的水平距离,方便定量化控制。

19、进一步地,本发明实现了对钨极与工件定位情况的全方位直观观察,避免了传统观察方法忽略对钨极与工件轴线方向对中性观察。



技术特征:

1.一种基于图像检测的tig焊钨极与工件定位方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于图像检测的tig焊钨极与工件定位方法,其特征在于,步骤1中,在焊室正面布置正面相机,在焊室侧面布置斜相机。

3.根据权利要求2所述的基于图像检测的tig焊钨极与工件定位方法,其特征在于,在焊室背面布置与正面相机相对的背面光源。

4.根据权利要求2所述的基于图像检测的tig焊钨极与工件定位方法,其特征在于,斜相机上自带有光源。

5.根据权利要求2所述的基于图像检测的tig焊钨极与工件定位方法,其特征在于,正面相机和斜相机获取钨极相对于工件上下、左右及前后的三维位置。

6.根据权利要求1所述的基于图像检测的tig焊钨极与工件定位方法,其特征在于,pc机编制了两个图像采集画面:一个显示钨极与工件上下、左右方向的位置关系的焊室正面情况,另一个为显示钨极与工件轴向对正的侧面情况。

7.根据权利要求1所述的基于图像检测的tig焊钨极与工件定位方法,其特征在于,步骤2中,将极间距显示在屏幕上,以观察定量数值。

8.根据权利要求1所述的基于图像检测的tig焊钨极与工件定位方法,其特征在于,步骤3中,极间距的设定数值通过操作人员在触摸屏上设置传送给plc。

9.根据权利要求1所述的基于图像检测的tig焊钨极与工件定位方法,其特征在于,步骤3中,焊枪座伺服调节机构调节焊枪的位置,焊枪座安装在电缸滑块上,通过伺服机构定位。

10.根据权利要求1所述的基于图像检测的tig焊钨极与工件定位方法,其特征在于,每次自动焊接前,pc机根据设定的极间距值和通过图像采集实际获得的极间距值自动计算出极间距调节量,并通过plc驱动伺服电缸调节,补偿钨极烧损后长度变化对焊接的影响。


技术总结
本发明提供了一种基于图像检测的TIG焊钨极与工件定位方法,包括以下步骤:步骤1:在焊室正面和侧面分别布置工业相机,获取钨极相对于工件的三维位置,并将图像实时发送至PC机;步骤2:通过图像检测识别技术实时计算出钨极尖与工件的极间距;步骤3:PC机将极间距实测数值通过通信功能反馈至PLC,经PLC运算后将实际调节量发送至焊枪座伺服调节机构中的电缸完成调节动作。本发明提供的定位方法能够在核燃料棒TIG焊接过程中将钨极准确定位到焊接位置,提高了设备自动化程度和工作效率,更好地保证焊接质量。本发明实现了钨极与工件间距的实时显示及图像化和自动化调节,调节精度0.05mm以内,快速准确。

技术研发人员:刘宝桐,耿坤峰,魏启飞,李超,纪思倩,丁永斌,赵一霖,邱启文,特木勒,王博,石宏斌
受保护的技术使用者:中核北方核燃料元件有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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