Percepção de um sistema opto-mecânico para tocha de soldagem linear

Abstract

O processo de soldagem gera uma grande exposição do soldador a materiais nocivos a saúde, como fumo, faíscas, radiação e altas temperaturas geradas pela fusão no poço de solda. Ao automatizar esse processo, a figura do soldador, que manuseia ativamente a tocha de soldagem e manualmente posiciona e realiza a trajetória da soldagem, acaba sendo substituída pelo operador de soldagem. O operador de soldagem apenas informa à plataforma de soldagem os parâmetros necessários para execução do processo, ficando livre da exposição de materiais tóxicos e da atuação direta no sistema. Neste trabalho, o problema a ser tratado é como manter a distância da tocha em relação ao chanfro de soldagem de modo a obter um comprimento de arco de soldagem mais uniforme possível em uma situação de soldagem multi-passe. Essa distância pode variar devido à solda depositada em um passe anterior de solda, deformidades nas chapas de soldagem que possam acontecer, tanto no manuseio, como por dilatação ou um posicionamento não paralelo do sistema ao chanfro de soldagem feito pelo operador de solda. Ao corrigir essas variações, é esperada uma melhor qualidade de solda, com menor porosidade possível, além de evitar formação de trincas. Visto que um sistema de detecção de distância por visão computacional para a aplicação de interesse exige robustez, os resultados obtidos utilizando um sistema de câmera monocular e um ponto laser obtiveram resultados satisfatórios para facilitar a conversão das primitivas do domínio da imagem em pixeis para domínio real em escala métrica.

The welding process expose the welder to harmful material such as smoke, sparks, radiation and high temperatures generated by the welding pool. By automating the welding process, the welder in the process is changed by the welding operator. The welding operator does not operate the torch manually to make a correctly trajectory like the welder, but welding operator just adjusts the welding parameters to execute the process, without exposure of toxic materials. In this work, the problem to be addressed is how to maintain the distance of the torch from the welding bevel to obtain a weld arc length more uniform possible in a multipass welding situation. This distance may vary due to the solder deposited in a previous soldering pass, deformities in the welding plates that may occur, both in handling, as well as by expansion or a non-parallel system's positioning to the welding bevel made by the welding operator. Correcting these variations, a better weld quality is expected, with lower possible porosity and avoid cracking. Once distance detection system by a computer vision for the application of interest requires robustness, the results obtained using a monocular camera system and a laser dot have obtained satisfactory results to facilitate the conversion of the image domain primitives to pixels for real domain in metric scale.