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1、第44卷增刊上海交通大学学报Vol.44Sup.2010年10月JOURNALOFSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYOct.2010文章编号:10062467(2010)S002603铝合金脉冲GTAW焊熔池表面反射模型1,2122徐爱杰,卫善春,李来平,朱晓星(1.上海交通大学,上海200240;2.上海航天精密机械研究所,上海201600)摘要:在机器人智能化焊接过程中,采用视觉传感方式模拟焊工视觉获取熔池的形状信息.图像的灰度值决定于光源特性、物体表面形状、反射特性和摄像机特性.熔池图像隐含熔池的形
2、状信息,为了从图像中提取熔池的形状信息,分析了铝合金脉冲GTAW焊的熔池表面反射特性,建立了熔池表面反射模型.关键词:铝合金;脉冲GTAW焊;熔池表面;反射模型中图分类号:TG409文献标志码:AReflectanceModelofAluminumAlloyPulseGTAWWeldingPoolSurface1,2122XUAijie,WEIShanchun,LILaiping,ZHUXiaoxing(1.ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,China;2.ShanghaiSpa
3、ceflightPrecisionMachineryResearchInstitute,Shanghai201600,China)Abstract:Theskilledweldercanacquiretheshapeinformationofweldingpoolbyweldingpoolsurface.Visualsensingcanbeusedtosimulatetheskilledweldertoacquiretheinformationofweldingpool.Theshadeofgrayintheimagedependsonillumi
4、nation,shape,reflectionandCCDcamera.Theimageofweldingpoolembodiestheinformationofshape.Inordertoacquiretheshapeinformationfromtheimage,thereflectioncharacteristicsofaluminumalloypulseGTAWweldingpoolwereanalyzedandthereflectancemodelofweldingpoolwasbuilt.Keywords:aluminumalloy
5、;pulseGTAWwelding;weldingpool;reflectancemodel[1]钨极氩弧焊广泛应用于铝合金结构的薄板焊接池表面高度信息.根据成像原理,在三维物体的成和厚板的打底焊接.在铝合金钨极氩弧焊中,焊接电像过程中,物体表面的高度变化以灰度变化的形式弧和熔池形状和大小能够反映焊缝成形和焊接质反映出来,因此可以从图像灰度信息提取物体形状量,熟练焊接工人能够通过观察熔池表面的凸凹信信息.为了从图像中提取物体的形状特性需要物体息和凸凹程度判断焊缝的熔透信息和焊缝成形.机表面的反射图模型,其中物体表面的反射模型是反[2]器人化、智
6、能化是焊接技术的发展趋势,机器人化、射图模型的关键之一.物体表面分为漫反射表面、智能化的关键是焊缝成形均匀、焊接质量稳定.在机镜面反射表面、混合反射表面,其中漫反射表面和镜器人智能化焊接过程中,为了模拟熟练焊工的视觉面反射表面分别采用Lambert模型和Sparrow[45]行为,基于被动式视觉传感原理,从熔池图像提取熔Torrance反射模型来表示.本文分析了铝合金收稿日期:20100630基金项目:上海市自然科学基金资助项目(08ZR1409500),上海市启明星基金资助项目(QB1401500)作者简介:徐爱杰(1976),男,上海
7、人,硕士,高级工程师,主要从事机器人焊接技术研究.Tel.:02137842621;Email:llp117@126.com.增刊徐爱杰,等:铝合金脉冲GTAW焊熔池表面反射模型27脉冲GTAW焊接熔池表面的形状和反射特性,建立了熔池表面反射模型.1熔池表面的形状特点铝合金脉冲GTAW焊时,工件脉动加热熔化,形成一个个焊点叠加的焊缝,填充金属和母材在电弧的热和力的作用下形成熔池.熔池的形状和尺寸(a)凸熔池对直接决定着焊缝的成形、内在质量.因此熔池表面形状和尺寸的测量具有非常重要的意义.采用视觉传感的方法可以获取熔池的图像,图1是铝合金
8、脉冲GTAW焊时的熔池图像.(b)凹熔池图2焊接熔池形状示意图Fig.2Weldingpoolshapef=dfd+
