Open loop control system and tools for data acquisition and estimation of the weld bead depth in GMAW process
O processo de soldagem GMAW é amplamente utilizado na indústria. A geometria do cordão de solda é importante e comumente usada para validação de qualidade, mas uma medição on-line é desafiadora devido às condições ambientais extremas no arco elétrico. Essas condições limitam a automação do processo, pois a malha de controle não pode ser fechada com técnicas de instrumentação convencionáis. O sistema desenvolvido neste trabalho, coleta as varaiveis do arco, a profundidade do cordão de solda e as informações termográficas da poça de fusão, integra sensores sem contato com algoritmos de processamento de imagem e permite o controle em tempo real do processo em malha aberta. Um novo algoritmo para obter modelos dinâmicos do process e estimar a penetração do cordão de solda, foi desenvolvido com base nessas técnicas. Os estimadores usam uma rede neural perceptron multicamada e são otimizados para dispositivos embarcados e processamento em tempo real em um dispositivo FPGA. Os resultados mostram que o sistema e o método proposto são úteis em ambientes industriais e de pesquisa.
Open loop control system and tools for data acquisition and estimation of the weld bead depth in GMAW process
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DOI: 10.22533/at.ed.7532221064
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Palavras-chave: adquisição de dados, penetração do cordão de solda, procesamento de imagen, termografía infravermelha
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Keywords: data acquisition, image processing, infrared thermography, weld bead depth
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Abstract:
Gas Metal Arc Welding process is extensively used in many industries. The geometry of weld bead is very important and commonly used for quality validation, but an on-line measurement is challenging due to the extreme environmental conditions on the welding arc. These conditions limit the process automation since the control loop cannot be closed with classical instrumentation techniques. The system developed in this work, collects arc welding variables, depth of the weld bead and thermographic information of the molten weld pool. It integrated non-contact sensors with image processing algorithms and allow the real-time control in open loop. A novel algorithm for obtaining a dynamic model to estimate the depth of the weld bead was developed, based on these techniques. The estimators use a multilayer perceptron neural network and are optimized for embedded devices and real-time processing on a Field-Programmable Gate Array device. The results show that the system and proposed method is useful in industrial and research environments.
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Número de páginas: 15
- Renato Coral Sampaio
- Sadek Crisostomo Absi Alfaro
- Guillermo Alvarez Bestard
