Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016. / Submitted by Marianna Gomes (mariannasouza@bce.unb.br) on 2016-12-08T17:07:19Z
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2016_FilipeFragaPaulaSilva.pdf: 3377150 bytes, checksum: f86e878fba37db866811f53f5230c51a (MD5) / 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. / This work presents the development of a sensor for monitoring weld pool geometry in a pulsed GTAW process using a high-speed CMOS camera for image acquisition. The configuration of the camera is such that its optical axis is parallel to the longitudinal axis of the torch and the weld pool image is transmitted through a set of plane mirrors. In order to reduce the effect caused by the emission of light from the arc, a long wave pass filter with cutoff in the infrared region is used such that the emission of the arc in the UV and visible spectra are eliminated. The proposed sensor configuration enabled the reduction in size of the optical assembly structure because it uses the laws of reflection to direct the desired image to the camera. The bearing structure of the optical apparatus is designed in order to minimize the effect of camera vibration caused by robotic movement and loss of degrees orientation of the robot torch at the welding process. With the proposed configuration, it is possible to obtain consistent quality images of the weld pool, allowing extract their geometric data. At this work, the main geometrical feature desired is the weld pool width, once it is strongly correlated the resulting bead width. Because it is a process in which the arch is constantly open, one software for synchronization based on the analysis of the arc brightness was proposed showing efficiency in the selection of images with less light interference. The integration of optical structure with the proposed software provided consistent images for analysis of parameters that can be used in future control methods.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unb.br:10482/22325 |
| Date | 31 August 2016 |
| Creators | Silva, Filipe Fraga Paula |
| Contributors | Carvalho, Guilherme Caribé de |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UnB, instname:Universidade de Brasília, instacron:UNB |
| Rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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