淺談自動(dòng)焊接在機(jī)械焊接中的應(yīng)用研究

董賀

摘要：在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展也尤為迅速，焊接技術(shù)也成為了一門(mén)不可缺少的技術(shù)。如果想要保證機(jī)械焊接的質(zhì)量，就應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)焊接技術(shù)的優(yōu)化與改進(jìn)，同時(shí)要注重自動(dòng)化焊接技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，這樣才能在降低成本的同時(shí)提高工作的效率。本文章根據(jù)這個(gè)背景，從自動(dòng)焊接技術(shù)的原理出發(fā)，進(jìn)一步提出了機(jī)械焊接當(dāng)中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械焊接;自動(dòng)焊接技術(shù);應(yīng)用

近幾年來(lái)，伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)的工業(yè)也有了飛速的進(jìn)步，在焊接技術(shù)方面也有了更高的要求，在保證敢接質(zhì)量的同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)使焊接的速度加快，同時(shí)還要把焊接的成本降低。自動(dòng)焊接技術(shù)的應(yīng)用，不僅僅節(jié)約了大量的能源，降低了焊接的成本，還提高了生產(chǎn)的效率，保證了焊接的質(zhì)量。所以說(shuō)，自動(dòng)焊接技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要的作用。

1.自動(dòng)焊接技術(shù)原理分析

為了更好地在機(jī)械焊接中加強(qiáng)自動(dòng)焊接技術(shù)的應(yīng)用，作為機(jī)械焊接技術(shù)人員，首先就必須切實(shí)掌握其技術(shù)原理。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的采用手工焊接，不僅質(zhì)量難以保證，而且還需要耗費(fèi)大量的人力物力和財(cái)力。而利用自動(dòng)焊接技術(shù)，主要是以現(xiàn)代電子技術(shù)為載體，以自動(dòng)焊接系統(tǒng)為依托，實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程的自動(dòng)化，整個(gè)焊接加工過(guò)程能有限的呈現(xiàn)。這主要是得益于其整個(gè)固定和焊接的過(guò)程利用系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的程度，在各個(gè)部件的精心配合下，將動(dòng)作指令轉(zhuǎn)換成軌跡指令，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)其的自動(dòng)化焊接。一般而言，常見(jiàn)的自動(dòng)焊接系統(tǒng)應(yīng)包括機(jī)器人、視覺(jué)傳感、焊接和計(jì)算機(jī)處理四個(gè)部分。但是在使用之前，應(yīng)對(duì)其每個(gè)部分的硬件配置和軟件設(shè)計(jì)等能否滿足焊接的需要進(jìn)行重點(diǎn)的檢查。在確保達(dá)標(biāo)之后，首先是利用專(zhuān)業(yè)設(shè)備獲得焊縫輪廓圖，再利用圖像采集設(shè)備，對(duì)焊縫圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最終得到數(shù)字圖像。其次是將其坐標(biāo)提取，并分析焊縫輪廓圖，得到具體的坐標(biāo)參數(shù)，并及時(shí)的輸入邏輯編程控制器之中，從而有效的引導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)行焊接。在此是在機(jī)器人的手臂末端安裝焊槍?zhuān)⒈ＷC送絲機(jī)能滿足焊絲的需要，并利用控制柜對(duì)機(jī)器人和送絲機(jī)的匹配進(jìn)行控制，確保二者有效的協(xié)同工作，從而完成自動(dòng)化的焊接。

2.自動(dòng)焊接機(jī)械焊接中的技術(shù)應(yīng)用

2.1基本的原則

所有工作的開(kāi)展，都應(yīng)當(dāng)按照一定的原則，否則就會(huì)失去它所應(yīng)有的意義。就機(jī)械焊接來(lái)說(shuō)，自動(dòng)焊接技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)，首先應(yīng)當(dāng)做的是始終堅(jiān)持質(zhì)量第一的原則。只有質(zhì)量得到了保證，那么才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的焊接，自動(dòng)化焊接的意義才能夠體現(xiàn)出來(lái)。因此說(shuō)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化焊接的根本前提是堅(jiān)持質(zhì)量第一的原則，因此我們必須重視質(zhì)量，這樣才能夠使自動(dòng)化焊接的意義彰顯出來(lái)。

2.2大力加強(qiáng)自動(dòng)焊接系統(tǒng)質(zhì)量的檢查

當(dāng)前保證自動(dòng)焊接的關(guān)鍵是保證自動(dòng)焊接系統(tǒng)的質(zhì)量。雖然說(shuō)現(xiàn)在采用了現(xiàn)成的自動(dòng)焊接機(jī)械完成處理，為了保證它的實(shí)用的成效，不僅僅要堅(jiān)持質(zhì)量第一的原則，還應(yīng)當(dāng)時(shí)刻得而檢查自動(dòng)焊接系統(tǒng)的質(zhì)量，這樣，自動(dòng)焊接技術(shù)的應(yīng)用才能夠被更好的加強(qiáng)。一般來(lái)說(shuō)，在自動(dòng)焊接系統(tǒng)里，應(yīng)當(dāng)明確工件的厚度以及坡口的類(lèi)型，就焊接的速度來(lái)說(shuō)，一般應(yīng)當(dāng)保持在每每秒鐘30-40毫米之內(nèi)。點(diǎn)跟點(diǎn)之間的焊接的精度一般都是不超過(guò)焊絲直徑的一般，焊絲的直徑應(yīng)當(dāng)大于軌跡焊接的精度;同時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性與抗干擾能力比較強(qiáng)，多種焊接的條件以及焊接環(huán)境都能夠適應(yīng)。普遍的自動(dòng)焊接系統(tǒng)一般包括視覺(jué)傳感、計(jì)算機(jī)處理、焊接以及機(jī)器人四大部分。

2.3切實(shí)加強(qiáng)圖像處理工作的開(kāi)展

2.3.1切實(shí)做好圖像預(yù)處理工作

自動(dòng)焊接技術(shù)的關(guān)鍵是圖像的預(yù)處理，只有預(yù)處理的圖像質(zhì)量得到了保證，那么焊縫圖像的質(zhì)量才能有所保障，最后才能使得焊縫坐標(biāo)的精度得到保證。特別是在輸入圖像的過(guò)程里，有時(shí)圖像的效果會(huì)因?yàn)槟承└蓴_而受到影響，因此會(huì)對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，進(jìn)而把原始的圖像中存在干擾的或無(wú)用的信息進(jìn)行消除或降低。比如說(shuō)，圖像在經(jīng)過(guò)復(fù)原以及變化或者增強(qiáng)等操作之后，一定的效果便能夠顯現(xiàn)出來(lái)。但我們應(yīng)當(dāng)注意的方面是，因?yàn)楹芏鄼C(jī)械焊件有著凹凸不平的表面，所以在光照的時(shí)候，圖像的質(zhì)量可能會(huì)下降，同時(shí)在圖像傳輸時(shí)，信號(hào)也會(huì)干擾它，所以在對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)對(duì)故鄉(xiāng)進(jìn)行二值化、增強(qiáng)、濾波等方面的處理，這樣所輸入圖像的質(zhì)量才能夠得到保證，進(jìn)而使焊縫的嘴表更加精確，在將其輸入機(jī)器人變成控制器中，最終才能夠結(jié)合焊縫的坐標(biāo)把焊接的路徑確定出來(lái)，最終達(dá)到自動(dòng)化焊接。

2.3.2切實(shí)加強(qiáng)孤點(diǎn)濾波工作的開(kāi)展

由于在閾值分割的基礎(chǔ)上存在孤立點(diǎn)，所以為了將圖像中的孤立點(diǎn)過(guò)濾，就必須結(jié)合實(shí)際需要，針對(duì)性的采取相應(yīng)的算法。一般而言，在進(jìn)行孤點(diǎn)濾波時(shí)，常見(jiàn)的有標(biāo)記法，具體的就是逐行逐列掃描圖像，由左往右、由上到下的順序進(jìn)行掃描，并在掃描過(guò)程中標(biāo)記目標(biāo)區(qū)域，并設(shè)置閾值，對(duì)每個(gè)標(biāo)記的像素值進(jìn)行確定，并將其與所設(shè)置的閾值進(jìn)行比較，最終去小保大。

2.3.3邊緣檢測(cè)工作的開(kāi)展應(yīng)當(dāng)注重

在圖像的處理中，不僅僅要把已上所述工作做好，還應(yīng)當(dāng)檢測(cè)與提取邊緣，使邊緣的信息能夠提取出來(lái)，具體應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際的需求確定。在此項(xiàng)檢測(cè)過(guò)程里，主要對(duì)其進(jìn)行確定的是信噪比，進(jìn)行精度定位，但邊緣的響應(yīng)也要做好，利用一維高斯函數(shù)將圖像實(shí)施低通濾波處理，最后計(jì)算其梯度之，把梯度的方向確定，把它的特征更好的掌握。

2.4攝像機(jī)的標(biāo)定工作要做好

在對(duì)圖像進(jìn)行處理的基礎(chǔ)之上，還要標(biāo)定攝像機(jī)。這樣可以避免圖像的扭曲與變形問(wèn)題。因此在這個(gè)過(guò)程里，最主要的是攝像機(jī)模型的選取與標(biāo)定，這樣才能更好的掌握空間中每點(diǎn)坐標(biāo)在具體的圖像坐標(biāo)之中所呈現(xiàn)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，從而使攝像機(jī)的攝像質(zhì)量得到保證，才能為坐標(biāo)的確定奠定良好的基礎(chǔ)。具體應(yīng)當(dāng)控制焊接機(jī)器人的焊縫運(yùn)動(dòng)，記錄它的坐標(biāo)值，在圖像處理完成后，對(duì)比提取的焊縫坐標(biāo)值，最終得出偏差之后有針對(duì)性的調(diào)整。

2.5進(jìn)行自動(dòng)化焊接系統(tǒng)的調(diào)試

在上述工作做好之后，為了可以保證機(jī)械焊接里自動(dòng)化焊接技術(shù)水平的不斷提升，也應(yīng)當(dāng)調(diào)試自動(dòng)化焊接系統(tǒng)。具體應(yīng)當(dāng)注意的是開(kāi)展方針試驗(yàn)，通過(guò)自動(dòng)化焊接系統(tǒng)軟件，對(duì)某個(gè)型號(hào)的機(jī)器人實(shí)施離線與在線的編程，模擬出機(jī)器人自動(dòng)焊接的情況。流程具體為先把空間站建立，再輸入相關(guān)的焊接工件的數(shù)據(jù)，進(jìn)而使焊接的路徑生成，最后在根據(jù)生成的路徑進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，最終自動(dòng)化焊接才能夠完成。在這一過(guò)程里，要檢查焊接的質(zhì)量，特別是仿真試驗(yàn)里焊接的誤差，為了提高敢接的質(zhì)量，降低焊接的誤差，應(yīng)當(dāng)對(duì)每一條曲線的平均偏差值與最大偏差值進(jìn)行確定，并且比較與工件加工的誤差標(biāo)準(zhǔn)，最后調(diào)試自動(dòng)化焊接系統(tǒng)。利用機(jī)器人機(jī)械臂、傳感器協(xié)調(diào)技術(shù)、以及軌跡規(guī)劃技術(shù)、標(biāo)定技術(shù)、雙目立體視覺(jué)技術(shù)的支持，將自動(dòng)化焊接實(shí)現(xiàn)。

3.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，機(jī)械焊接中自動(dòng)焊接技術(shù)的應(yīng)用十分重要，這就需要機(jī)械焊接技術(shù)人員自身具有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識(shí)，緊密結(jié)合所焊接的機(jī)械工件和所采用的自動(dòng)化焊接系統(tǒng)，在堅(jiān)持質(zhì)量第一的原則下，切實(shí)掌握自動(dòng)焊接系統(tǒng)的技術(shù)原理，并注重圖像預(yù)處理、攝像機(jī)標(biāo)定和系統(tǒng)調(diào)試工作的開(kāi)展，才能更好地確保機(jī)械焊接質(zhì)量。

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