CN107283026A - 一种不锈钢列车车体cmt焊接飞溅的离线分析方法 - Google Patents

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王红波
火巧英
谢绍兴
陈江舟
戴忠晨
孟宪伟
葛怀普
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters

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Abstract

本发明公开了一种不锈钢列车车体CMT焊接飞溅的离线分析方法，包括以下步骤：将相机安装在相机安装装置上，相机电连接工业控制计算机；在焊接过程中相机对被焊接的工件进行拍摄，采集焊接过程中的图像数据，并将图像数据传输至工业控制计算机；对图像数据进行处理，去除图像数据中的背景以及电弧，仅剩余飞溅光点，以飞溅光点的面积作为飞溅量的量度。本发明为一套适应性好、可靠性高、功能强大的不锈钢列车车体CMT焊接飞溅的离线分析系统，该系统能够有效地与焊接设备集成到一起完成焊接过程中飞溅监测以及进行离线分析。通过此离线分析方法可以得到不同焊接参数和焊接状态下焊接过程中产生飞溅量的多少，对调节焊接参数从而控制飞溅量有重要意义。

Description

一种不锈钢列车车体CMT焊接飞溅的离线分析方法
技术领域
本发明涉及一种不锈钢列车车体CMT焊接飞溅的离线分析方法，属于车体焊接技术领域。
背景技术
CMT焊接是电弧焊接的一种，通过焊丝熔化以及电弧产生大量热量进而熔化板材进行焊接。由于焊接过程的不稳定性，焊接过程总会产生些许飞溅。
不锈钢车体最主要的一个竞争优势就是外型美观，不用油漆涂装油漆。对于不锈钢板外表面为列车蒙皮外表的情况，为了保证车体外观质量，焊接过程要尽量稳定，尽量使不锈钢板外表面没有飞溅残留。但现有的飞溅测量都不能收集到全部的飞溅颗粒，这就要求有一种方法能够测量到所有的飞溅颗粒。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种不锈钢列车车体CMT焊接飞溅的离线分析方法。
为达到上述目的，本发明提供一种不锈钢列车车体CMT焊接飞溅的离线分析方法，包括以下步骤：
将相机安装在相机安装装置上，相机电连接工业控制计算机；
在焊接过程中相机对被焊接的工件进行拍摄，采集焊接过程中的图像数据，并将图像数据传输至工业控制计算机；
对图像数据进行处理：去除图像数据中的背景以及电弧，仅剩余飞溅光点，以飞溅光点的面积作为飞溅量的量度。
优先地，所述相机为CCD相机。
优先地，包括相机、焊枪和相机安装装置；所述相机安装装置左端固定连接所述焊枪，所述相机安装装置右端固定连接所述相机。
优先地，所述相机安装装置包括垂直调节装置、水平调节装置、角度调节装置和若干个调节螺栓，所述垂直调节装置固定连接所述焊枪，所述水平调节装置通过若干个调节螺栓竖向滑动连接所述垂直调节装置，所述角度调节装置通过若干个调节螺栓转动连接所述水平调节装置。
优先地，所述垂直调节装置包括竖板，所述竖板上竖向开设多条相互平行的竖长孔，所述水平调节装置包括横板，所述横板的左端开设若干个配合所述竖长孔、排成多列的螺栓通孔，多个所述调节螺栓分别穿过一个所述螺栓通孔紧固连接一条所述竖长孔。
优先地，所述横板的右端横向开设两条横长孔，所述角度调节装置包括旋转板，所述旋转板上对称地开设两条半圆环孔，一个调节螺栓穿过一个半圆环孔紧固连接相对应的一个横长孔，所述旋转板可沿着两个螺栓旋转，所述相机固定设置在所述旋转板上。
优先地，所述垂直调节装置、所述水平调节装置、所述角度调节装置均为不锈钢材质。
本发明所达到的有益效果：
本发明为一套适应性好、可靠性高、功能强大的不锈钢列车车体CMT焊接飞溅的离线分析系统，该系统能够有效地与焊接设备集成到一起完成焊接过程中飞溅监测以及进行离线分析。通过此离线分析方法可以得到不同焊接参数和焊接状态下焊接过程中产生飞溅量的多少，对调节焊接参数从而控制飞溅量有重要意义。
本发明通过相机安装装置固定在焊枪上，使得本发明装置时刻跟随焊枪移动，设计巧妙；本发明通过垂直调节装置调节相机的竖直位置，通过水平调节装置调节相机的水平位置，通过角度调节装置实现调节相机的角度，实现对相机的调节，实用性强。
附图说明
图1是本发明的原理框图。
图2是本发明的相机安装装置图。
附图标记含义，1-工件、2-焊枪、3-CCD相机、4-数据传输线路、5-工业控制计算机、6-垂直调节装置、7-水平调节装置、8-角度调节装置、9-调节螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
一种不锈钢列车车体CMT焊接飞溅的离线分析方法，包括以下步骤：
将相机安装在相机安装装置上，相机电连接工业控制计算机；
在焊接过程中相机对被焊接的工件进行拍摄，采集焊接过程中的图像数据，并将图像数据传输至工业控制计算机；
对图像数据进行处理：去除图像数据中的背景以及电弧，仅剩余飞溅光点，以飞溅光点的面积作为飞溅量的量度。
进一步地，所述相机为CCD相机。
进一步地，包括相机、焊枪和相机安装装置；所述相机安装装置左端固定连接所述焊枪，所述相机安装装置右端固定连接所述相机。
进一步地，所述相机安装装置包括垂直调节装置、水平调节装置、角度调节装置和若干个调节螺栓，所述垂直调节装置固定连接所述焊枪，所述水平调节装置通过若干个调节螺栓竖向滑动连接所述垂直调节装置，所述角度调节装置通过若干个调节螺栓转动连接所述水平调节装置。
进一步地，所述垂直调节装置包括竖板，所述竖板上竖向开设多条相互平行的竖长孔，所述水平调节装置包括横板，所述横板的左端开设若干个配合所述竖长孔、排成多列的螺栓通孔，多个所述调节螺栓分别穿过一个所述螺栓通孔紧固连接一条所述竖长孔。
进一步地，所述横板的右端横向开设两条横长孔，所述角度调节装置包括旋转板，所述旋转板上对称地开设两条半圆环孔，一个调节螺栓穿过一个半圆环孔紧固连接相对应的一个横长孔，所述旋转板可沿着两个螺栓旋转，所述相机固定设置在所述旋转板上。
进一步地，所述垂直调节装置、所述水平调节装置、所述角度调节装置均为不锈钢材质。
不锈钢列车车体CMT焊接时，CCD相机装置会高效地捕捉到焊接过程中由于飞溅颗粒所产生的光点，并通过线路将其存储在工业控制计算机中。由于CCD相机采集到的图像数据包含背景以及电弧光亮等噪声，所以使用matlab图像处理工具箱对图像进行处理。对处理之后的图像中光点进行统计，得到飞溅量的多少。
利用上述离线分析方法，主要包含以下几个步骤：
1）图像采集步骤：图像采集部分由CCD相机、CCD相机安装装置以及与CCD相机相通讯的工业控制计算机组成，其作用是准确的拍摄采集并存储焊接过程中的图像。其中CCD相机用来直接采集焊接过程中的图像数据，CCD相机安装装置用来安装CCD相机，工业控制计算机用来安装与CCD相机相配套的应用程序进行对CCD相机参数的调节并存储CCD相机采集到的图像数据。
2）图像处理步骤： 对得到的图像数据使用matlab图像处理工具箱进行处理，去除图像数据的背景以及电弧等干扰，仅剩余飞溅光点。
3）统计分析步骤：此步骤主要工作为统计飞溅光点的面积，以飞溅光点的面积作为飞溅量的量度。
本发明所述的离线分析方法可在各种焊接环境下进行；具体涉及的金属材料包含纯金属与合金，纯金属材料可为铁、铜、铝、锡、镍、金、银、铅或锌等合金材料可为不锈钢、钛合金、铝合金、镁合金、镁铝合金、镍基合金、钴铬合金及钨合金等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种不锈钢列车车体CMT焊接飞溅的离线分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
将相机安装在相机安装装置上，相机电连接工业控制计算机；
在焊接过程中相机对被焊接的工件进行拍摄，采集焊接过程中的图像数据，并将图像数据传输至工业控制计算机；
对图像数据进行处理：去除图像数据中的背景以及电弧，仅剩余飞溅光点，以飞溅光点的面积作为飞溅量的量度。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢列车车体CMT焊接飞溅的离线分析方法，其特征在于，所述相机为CCD相机。
3.根据权利要求1所述的一种不锈钢列车车体CMT焊接飞溅的离线分析方法，其特征在于，包括相机、焊枪和相机安装装置；所述相机安装装置左端固定连接所述焊枪，所述相机安装装置右端固定连接所述相机。
4.根据权利要求3所述的一种不锈钢列车车体CMT焊接飞溅的离线分析方法，其特征在于，所述相机安装装置包括垂直调节装置、水平调节装置、角度调节装置和若干个调节螺栓，所述垂直调节装置固定连接所述焊枪，所述水平调节装置通过若干个调节螺栓竖向滑动连接所述垂直调节装置，所述角度调节装置通过若干个调节螺栓转动连接所述水平调节装置。
5.根据权利要求4所述的一种不锈钢列车车体CMT焊接飞溅的离线分析方法，其特征在于，所述垂直调节装置包括竖板，所述竖板上竖向开设多条相互平行的竖长孔，所述水平调节装置包括横板，所述横板的左端开设若干个配合所述竖长孔、排成多列的螺栓通孔，多个所述调节螺栓分别穿过一个所述螺栓通孔紧固连接一条所述竖长孔。
6.根据权利要求5所述的一种不锈钢列车车体CMT焊接飞溅的离线分析方法，其特征在于，所述横板的右端横向开设两条横长孔，所述角度调节装置包括旋转板，所述旋转板上对称地开设两条半圆环孔，一个调节螺栓穿过一个半圆环孔紧固连接相对应的一个横长孔，所述旋转板可沿着两个螺栓旋转，所述相机固定设置在所述旋转板上。
7.根据权利要求4所述的一种不锈钢列车车体CMT焊接飞溅的离线分析方法，其特征在于，所述垂直调节装置、所述水平调节装置、所述角度调节装置均为不锈钢材质。
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