Desenvolvimento de um sensor de visão para monitorameto dos parâmetros geométricos da poça de solda no processo GTAW pulsado

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sensor para monitoramento geométrico da poça de fusão em um processo GTAW pulsado utilizando uma câmera de alta velocidade CMOS para aquisição das imagens. A configuração da câmera é tal que o seu eixo óptico é paralelo ao eixo longitudinal da tocha e a imagem da poça de solda é transmitida por meio de um conjunto de espelhos planos. Afim de reduzir o efeito da luz causada pela emissão do arco, um filtro passa alta com corte na região do infravermelho é utilizado de tal modo que a emissão do arco no espectro visível e ultravioleta são eliminados. A configuração do sensor permite a redução do tamanho da estrutura de fixação do conjunto óptico, pois utiliza as leis da reflexão para direcionar a imagem desejada até a câmera. A estrutura de sustentação dos aparatos ópticos foi projetada com a finalidade de minimizar o efeito de vibração na câmera ocasionada pelo movimento robótico e na perda de graus de orientação da tocha no processo de soldagem robotizado. Com a configuração proposta, é possível obter imagens consistentes e de qualidade da poça de fusão permitindo extrair seus dados geométricos. Neste trabalho a principal característica geométrica desejada é a largura da poça de fusão, uma vez que é fortemente correlacionada à largura do cordão resultante. Por se tratar de um processo no qual o arco está constantemente aberto, um software para sincronização das imagens baseado na análise do brilho do arco foi proposto, mostrando eficiência na seleção das imagens com menor interferência luminosa. A integração da estrutura óptica com os softwares proporcionou imagens consistentes para análise de parâmetros que futuramente podem ser usadas nos métodos de controle.