Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Vision, the human being s favorite sense, and its great capacity to obtain, to process
and to interpret great amount of visual nature data has been throughout the years a great
inspiration for development of techniques and technological devices that reproduce it into a
computational system. In welding processes, vision can supply information in inspection and
welded joint s quality, in the parameters monitoring, in trajectory correction and even, finally,
in the study of the phenomena involved in the process. However, the luminosity/radiation
emitted from the weld arc represents a barrier for these studies based in the process
visualization. One of the forms currently used to visualize the process, without the
interference of the arc s light, consists of illuminating the process with the near infrared light
and, using band pass (interference) filters, around this exactly wave length, during the
acquisition of the images. A solution for the near infrared illumination, of increasing
application, involves the use of laser diodes of high power, with low cost and less complex
installation than conventional lasers. Therefore, the proposal of this work is the project,
construction and assessment of a vision system for welding processes with low cost and high
flexibility. It is based on characterization of the spectrum of the weld arc, definition of a drive
topology for the laser diode within its limitations of use and maximizing the emitted luminous
power, built of control circuits, selection of optics equipment and components and, finally,
project and application of a prototype for visualization of different arc-welding processes. The
electrical system was validated by computational simulations and experimental burnout and
stress tests. The final assessment of the whole vision system was carried out during TIG and
MIG/MAG welding. Although, during the welding, the system was not capable of overcome
the arc radiation, it provides a homogenous illumination in synchronism with the camera,
which represents the main limitation due to its large shutter. Eventually, it s suggested to
employ the developed vision system for helping joint tracking. / A visão, o sentido predileto do ser humano, e sua grande capacidade de captar,
processar e interpretar grandes quantidades de dados de natureza visual tem sido, ao longo
dos anos, um grande estímulo para o desenvolvimento de técnicas e de dispositivos
tecnológicos que a reproduzam um sistema computacional. Nos processos de soldagem, a
visão pode fornecer dados desde na inspeção e qualidade da junta soldada, no
monitoramento de parâmetros, na correção de trajetórias até, por fim, no estudo dos
fenômenos envolvidos no processo. Porém, a radiação luminosa emitida pelo arco
representa uma barreira para tais estudos baseados na visualização do processo. Uma das
formas utilizadas atualmente para se obter a visualização do processo, sem a interferência
do arco, consiste em iluminar o processo com o infravermelho próximo e utilizar filtros de
interferência (passa-faixa), em torno deste mesmo comprimento de onda, durante a
aquisição das imagens. Uma solução para a iluminação infravermelha, de aplicação
crescente, envolve o uso de diodos laser de alta potência, com baixo custo e menor
complexidade de instalação do que os lasers convencionais. Desta forma, a proposta deste
trabalho foi a criação de um sistema de visão dos processos de soldagem a arco, de baixo
custo e alta flexibilidade, indo desde a caracterização dos espectros de emissão luminosa
do arco, passando pela criação de uma topologia de acionamento para o diodo de alta
potência no infravermelho próximo, respeitando suas limitações de uso e maximizando a
potência luminosa emitida, criação dos circuitos de controle, escolha dos equipamentos e
componentes ópticos e, por fim, projeto e aplicação de um protótipo em processos de
soldagens. O sistema elétrico foi validado por simulações computacionais e testes
experimentais de burnout e de stress, e as limitações do sistema de visão, como um todo,
foram encontradas através e sua aplicação com soldagens TIG e MIG/MAG. Nestes
ensaios, embora não tenha sido capaz de sobrepor a luz do arco, o sistema desenvolvido
proporcionou uma iluminação homogênea e em sincronia com a câmera, onde a principal
limitação foi o grande tempo de exposição da câmera disponível. Sugere-se, ao final, utilizar
o sistema na forma de um seguidor de juntas. / Mestre em Engenharia Mecânica
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_UFU:oai:repositorio.ufu.br:123456789/14895 |
| Date | 01 April 2011 |
| Creators | Mota, Carolina Pimenta |
| Contributors | Finzi Neto, Roberto Mendes, Vilarinho, Louriel Oliveira, Ponomarov, Volodymyr, Motta, José Maurício Santos Torres da |
| Publisher | Universidade Federal de Uberlândia, Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, UFU, BR, Engenharias |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFU, instname:Universidade Federal de Uberlândia, instacron:UFU |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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