Zloženie zváracieho robota a systému sledovania zvarových švov

Všetky druhy senzorov a inteligentné metódy riadenia výrazne podporujú aplikáciu robotov pri sledovaní zvarových švov, nielen zlepšujú presnosť sledovania zvarových švov, ale tiež zlepšujú účinnosť zvárania a zaručujú kvalitu zvárania. Je opísaná štruktúra robotického systému sledovania zvarových švov a podrobne je opísaný princíp činnosti a charakteristiky rôznych senzorov v procese sledovania zvarových švov. Tento článok popisuje pokrok vo výskume technológie spracovania obrazu pri robotickom sledovaní zvaru a analyzuje výskumné metódy predspracovania obrazu, segmentácie obrazu, detekcie hrán a extrakcie prvkov. Nakoniec je zhrnutý pokrok vo výskume inteligentnej riadiacej metódy pri sledovaní zvarových švov a sledovaní zvarových švov rôznych tvarov.
S rozvojom priemyslu a materiálovej vedy sa technológia automatizácie zvárania stala nepostrádateľnou technológiou spracovania kovov za tepla. Zváracie prostredie je veľmi zlé, realizácia automatizácie sledovania zvarových švov môže znížiť pracovnú náročnosť zváracích pracovníkov a zlepšiť kvalitu zvárania. Rýchly vývoj robotickej a senzorovej technológie a inteligentného spôsobu riadenia poskytuje materiálový a technický základ pre realizáciu sledovania zvarových švov.
Robotický systém sledovania zvarov založený na vízii
(1) Systém snímania: magnetický riadiaci a indukčný kompozitný senzor, Hallov senzor.
(2) Pohon: zvárací robot (sériový robot alebo mobilný robot), krokový motor, krížový posúvač (pre mobilný zvárací robot).
(3) Riadiaci procesor: MCU a obvod hardvérového spracovania.
(4) Zvárací systém: zvárací zdroj, mechanizmus podávania drôtu, prípravok. Pod vplyvom presnosti montáže obrobku, stavu drážky, tvaru spoja a iných podmienok zvárania sa zváracia pištoľ často odchyľuje od zváracej polohy, čím sa znižuje kvalita zvárania a efektívnosť výroby. Systém sledovania zvarového švu využíva rôzne senzorové technológie na zhromažďovanie obrázkov zváracieho horáka a drážky a fyzických signálov, ako je elektrina, svetlo, teplo, zvuk a magnetické generovanie počas zvárania. Na nájdenie zvaru a jeho stredovej polohy sa používa riadiaci algoritmus a technológia spracovania obrazu. Nakoniec je poloha horáka nastavená ovládačom robota tak, aby bola v strede zvaru.
Senzory používané pri sledovaní zvarových švov zahŕňajú hlavne oblúkové senzory a zrakové senzory. Snímač rotujúceho oblúka nie je ovplyvnený svetlom oblúka, rozstrekom, magnetickým poľom a inými faktormi a samotná zváracia pištoľ je snímač, nedochádza k chybe olova a oneskorenia, takže sa mu venovala pozornosť doma aj v zahraničí. Okrem snímania informácií ovplyvňujú presnosť sledovania zvaru aj ďalšie faktory v procese zvárania, ako sú kovové výpary, vysokofrekvenčné elektromagnetické polia, lúče, žiarenie oblúka a hluk. Preto je pre domácich a zahraničných vedcov zložitou a horúcou témou rýchlo a presne študovať vhodnú metódu filtrovania a algoritmus rozpoznávania skreslenia, filtrovať šum a identifikovať skreslenie.
V porovnaní so snímačom oblúka sa vizuálny snímač nedotýka obrobku a priamo získava trojrozmerné obrazové informácie zvarovej oblasti, ktorá má vlastnosti dobrej reprodukovateľnosti a dlhej životnosti. Keďže však ide o systém sledovania zvarových švov založený na technológii snímania zraku, detekčný bod snímača zraku nie je bodom zvárania a požiadavky na zostavu mechanizmu a optické, mechanické a elektrické kooperatívne riadenie sú vysoké, čo si vyžaduje efektívne spracovanie obrazu a stabilná štruktúra riadenia. Súčasne, pretože prenos informácií medzi zváracím robotom a kamerovým senzorom je riadené v uzavretej slučke a je potrebné plánovanie dráhy a nastavenie polohy zváracieho robota, výkon senzora videnia v reálnom čase a presnosť je potrebná celá štruktúra riadenia systému.