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基于视觉及电弧传感技术的机器人GTAW三维焊缝实时跟踪控制技术研究基于视觉及电弧传感技术的机器人GTAW三维焊缝实时跟踪控制技术研究

摘要：随着焊接工艺的不断发展，机器人气体保护焊（GTAW）已经成为焊接行业的重要技术。然而，在复杂环境下，如焊接过程中焊缝形态的变化、焊缝受力引起的变形等因素，使得焊缝实时跟踪控制技术面临较大挑战。本文通过综合应用视觉和电弧传感技术，研究了一种基于视觉及电弧传感技术的机器人GTAW三维焊缝实时跟踪控制技术，以提高焊接质量和效率。

1.引言

气体保护焊是一种高效、高质量的焊接工艺，广泛应用于航空航天、汽车制造、石化工程等领域。传统的焊接方式需要工人具备较高的技能，并且在长时间的焊接过程中容易出现疲劳。机器人气体保护焊（GTAW）技术的出现，解决了上述问题，使焊接过程更加自动化和智能化。然而，由于工件形态、工件变形、焊缝变化等因素的存在，机器人GTAW焊缝实时跟踪控制技术面临挑战。

2.研究方法

本文采用综合应用视觉和电弧传感技术的方法，实现机器人GTAW三维焊缝实时跟踪控制。首先，通过视觉系统获取焊缝图像，并利用图像处理算法提取焊缝轮廓信息。然后，通过电弧传感技术采集焊接过程中的电弧特性数据，如电流、电压、光强等。基于这些数据，可以实时监测焊缝形态的变化，为后续的跟踪控制提供支持。

3.视觉系统设计

视觉系统是实现焊缝实时跟踪的关键组成部分。本文采用了高性能工业相机作为视觉采集设备，并结合图像处理算法实现焊缝轮廓的提取和跟踪。首先，对采集到的焊缝图像进行预处理，如去噪、增强对比度等。然后，采用边缘检测算法提取焊缝轮廓。最后，基于轮廓信息，采用跟踪算法实现焊缝实时跟踪。

4.电弧传感技术设计

电弧传感技术通过采集焊接过程中的电弧信息，可以实时监测焊缝形态的变化。本文采用了电流传感器、电压传感器和光强传感器对电弧进行测量。通过对采集得到的电弧特性数据进行分析，可以判断焊缝形态是否发生变化，从而实时调整焊接参数，保持焊接质量稳定。

5.实验结果分析

本文设计的基于视觉及电弧传感技术的机器人GTAW三维焊缝实时跟踪控制技术在实验中取得了较好的效果。通过采集焊接过程中的图像和电弧数据，实时监测焊缝形态的变化，并实现了焊缝的实时跟踪控制。实验结果表明，该技术可以提高焊接质量和效率，减少焊接过程中的人为干预。

6.结论与展望

本文基于视觉及电弧传感技术设计了一种机器人GTAW三维焊缝实时跟踪控制技术。通过综合应用视觉和电弧传感技术，实现了焊缝形态的实时跟踪和控制。实验结果表明，该技术可以有效提高焊接质量和效率。未来，可以进一步改进算法，提高系统的稳定性和鲁棒性，并在实际生产环境中应用该技术，推动焊接行业的智能化发展。

本文基于视觉及电弧传感技术，设计了一种机器人GTAW三维焊缝实时跟踪控制技术。通过采集焊接过程中的图像和电弧数据，实时监测焊缝形态的变化，并通过图像处理和跟踪算法实现了焊缝的实时跟踪控制。实验结果表明，该技术能够提高焊

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