CN105499772B - 一种薄壁细隙环纵缝的微束等离子焊接成形控制*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种薄壁细隙环纵缝的微束等离子焊接成形控制***，包括微束等离子焊接***、精密焊接工作台、单目同轴远心视觉传感***和MPAW成形实时控制单元；采用单目同轴远心视觉传感***获取薄壁细隙环纵缝微束等离子焊接的熔池正面瞬态图像，采用MPAW成形实时控制单元执行焊接过程多电量参数同步获取和焊缝成形特征参数在线实时预测，由微束等离子焊接***和精密焊接工作台根据MPAW成形实时控制单元发出的控制指令执行焊接工艺参数的实时调节。本发明能够提高焊接产品的质量可靠性与一次焊接合格率，可应用于航空航天制造等领域薄壁金属精密构件的微束等离子焊接过程中，尤其适用于超薄壁膜盒和波纹管等弹性元件的精密焊接场合。

Description

一种薄壁细隙环纵缝的微束等离子焊接成形控制***

技术领域

本发明属于焊接质量控制技术领域。涉及一种薄壁细隙环纵缝的微束等离子焊接成形控制***，可广泛应用于航空航天制造等领域薄壁金属精密构件的微束等离子焊接过程中。

背景技术

薄壁金属精密构件是航空航天、军用武器、核工业、医疗器械和生物医学等高端装备制造领域中一类不可或缺的重要构件，对焊缝质量和接头机械性能要求严格。脉冲微束等离子焊接方法(P-MPAW，Pulsed Micro-plasma Arc Welding)因具有能量密度集中、热影响区窄、电弧稳定性高以及能够实现热输入量的精确控制等优点，是耐热薄钢带、不锈钢薄壁管、金属波纹管和膜盒等薄壁金属精密构件的重要焊接成形制造方法。

焊接成形质量控制是维持焊接过程稳定性、保证焊缝质量和接头性能的关键，也是实现智能化焊接的前提。我国现阶段尚未全面实现薄壁金属精密构件的自动化和机器人化焊接生产，目前仍主要依赖于人工辅助的机械化焊接生产方式，存在着焊接过程不稳定、焊缝成形不均匀、焊接质量稳定性难以保障、产品的一次焊接成功率低等严重问题，尤其在航空航天制造领域中，传统的焊接生产方式正面临严峻挑战：以宇航工业中需求量巨大的焊接波纹管、焊接膜盒等薄壁金属壳体类构件为例，其焊缝数量众多(最多时近一百条)，且焊缝质量均需达到航天工业标准I级要求，同时需保证无一漏点并通过液压、气密、氦质谱检漏及疲劳寿命试验。因此，发展以“高精度焊缝控形”为目标的精密焊接成形在线控制***与技术，是薄壁金属精密构件制造领域亟需重点突破的关键性内容。

基于熔池背面视觉传感的焊接成形控制技术是焊接质量控制技术领域的重要发展方向之一，但由于薄壁金属精密构件制造中广泛采用对接、卷边或端接接头悬空焊焊接工艺，给其焊接过程的成形质量信息传感与控制提出了极大挑战：薄壁金属精密构件焊接具有母材壁薄、焊缝微细和焊接熔池微小等特点，要求焊接过程视觉检测***在具有大倍率和高分辨率的光学特性的同时保证极高的检测精度、实时性和稳定性。传统的视觉检测***依赖于大倍率高分辨率的标准工业镜头检测微型物体，存在着景深小和放大倍率随物距改变而变化的固有光学成像特性，难以直接应用于超薄结构微细焊缝精密焊接的动态熔池检测，尤其是在实际焊接生产中的焊件加工和装配误差、熔池自身振荡现象、焊件受热变形以及外界扰动难以规避，均给微景深视觉***实现熔池清晰成像以及后续的图像处理与特征提取带来困难；此外，在许多焊接生产场合中，由于受焊接条件限制难以直接监测焊缝背面成形状态，如何在焊接过程时滞、多变量耦合且难以建立精确焊接过程模型的条件下对焊缝成形质量实施精确控制，是薄壁金属精密构件焊接制造亟需解决的关键问题。

经对现有技术文献和专利检索发现，专利申请号为200810200821.4的中国发明专利《微束等离子弧焊焊接全***协同控制结构》公开了一种集焊接电源控制、焊缝跟踪控制、焊矩行走控制、热输入控制、电弧稳定性控制、焊接工艺控制于一体的微束等离子焊接***，但该***未涉及焊接熔池视觉传感，无法对焊接动态熔池行为进行监测或从熔池表面获取熔池形态特征信息，且不能实现微束等离子焊接过程焊缝熔深和焊缝熔宽的在线精确控制；专利申请号为200510111327.7的中国发明专利《一种微束等离子焊的双处理器数字控制***及控制方法》公开了一种基于MCU单片机和DSP数字信号处理的双处理器通信的控制***，通过充分利用MCU单片机和DSP数字信号处理器的各自优势，实现快速数据传递及焊接外特性优化控制等功能，但未涉及微束等离子焊接成形在线控制技术；专利申请号为200610075063.9的中国发明专利《微束等离子焊的数字化人机交互***》公开了一种微束等离子焊机的菜单式人机交互***，采用单片机和DSP数字信号处理器实现微束等离子焊接现场的人机交互，该***也未涉及微束等离子焊接成形在线控制技术。

综上所述，国内外现有微束等离子焊接(MPAW，Micro-plasma Arc Welding)***大多仅涉及焊机与上位机数据通信、焊机人机交互、焊接工艺参数在线调整、焊道自动跟踪等功能，目前尚未见有关基于多电量反馈与熔池视觉信息融合的微束等离子焊接成形在线控制***的研究和报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种薄壁细隙环纵缝的微束等离子焊接成形控制***，以实现薄壁金属壳体类构件环纵缝精密焊接的焊缝成形在线实时控制。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种薄壁细隙环纵缝的微束等离子焊接成形控制***，包括微束等离子焊接***、精密焊接工作台、单目同轴远心视觉传感***和MPAW成形实时控制单元；

所述单目同轴远心视觉传感***包括LED同轴平行远心背光源、复合滤光片组、工业远心镜头和高速CCD摄像机；所述MPAW成形实时控制单元包括熔池图像采集控制模块、熔池图像处理与特征提取模块、焊接过程参数同步采集模块、MPAW焊缝成形预测模块和MPAW焊缝成形控制模块；

所述复合滤光片组包括滤光片、减光片和保护镜片，该复合滤光片组固定安装在与所述工业远心镜头直径相同的套筒中，所述套筒的一端固接在所述工业远心镜头上，所述套筒的另一端与所述LED同轴平行远心背光源固定相连，所述工业远心镜头固定设置在所述高速CCD摄像机上，所述高速CCD摄像机固定设置在所述微束等离子焊接***中的等离子焊枪的后方，使所述LED同轴平行远心背光源从焊件的上方、熔池的后方投射平行光至微束等离子焊接熔池区；所述熔池图像采集控制模块通过控制线连接所述高速CCD摄像机，所述高速CCD摄像机的信号输出端通过信号线连接所述熔池图像处理与特征提取模块，所述熔池图像处理与特征提取模块通过数据线连接所述MPAW焊缝成形预测模块；

所述焊接过程参数同步采集模块包括霍尔传感器、等离子气流量传感器、保护气流量传感器和多通道数据同步采集电路；所述霍尔传感器、所述等离子气流量传感器和所述保护气流量传感器分别通过信号线连接所述多通道数据采集电路；所述霍尔传感器安装于所述微束等离子焊接***的焊接主电流回路上，所述等离子气流量传感器和所述保护气流量传感器分别安装于所述微束等离子焊接***的等离子气气路和保护气气路上；所述精密焊接工作台中的机床主轴及焊接位姿控制单元通过信号线连接所述多通道数据采集电路，所述多通道数据采集电路通过数据线连接所述MPAW焊缝成形预测模块；

所述MPAW焊缝成形控制模块包括熔深熔宽控制器、数模转换电路、信号放大电路和光耦隔离电路；所述熔深熔宽控制器通过信号线依次连接所述数模转换电路、所述信号放大电路和所述光耦隔离电路，所述光耦隔离电路通过信号线分别连接所述微束等离子焊接***中的焊机远程控制电路、等离子气体供气单元和所述精密焊接工作台中的机床主轴及焊接位姿控制单元；

所述MPAW焊缝成形预测模块通过数据线连接所述MPAW焊缝成形控制模块中的熔深熔宽控制器。

上述技术方案中，所述单目同轴远心视觉传感***中的工业远心镜头为光学放大倍数为2至10倍的工业远心镜头，工作距离为110.0±2mm或65.1±2mm。

上述技术方案中，所述单目同轴远心视觉传感***中的高速CCD摄像机固定设置在摄像机支架上。

上述技术方案中，所述单目同轴远心视觉传感***的主光轴穿过熔池中心，该远心视觉传感***的景深d满足d＞l·cosθ，其中l为熔池长度，θ为主光轴与熔池平面之间的夹角，

上述技术方案中，所述精密焊接工作台包括机床主轴及焊接位姿控制单元、机床基座、焊件装夹与旋转机构、焊枪夹持机构和精密运动模组。

上述技术方案中，所述焊件装夹与旋转机构设置有保护气接口，该保护气接口通过气路与所述微束等离子焊接***中的保护气体供气单元连接。

本发明具有以下优点及突出性的技术效果：本发明采用由LED同轴平行远心背光源、复合滤光片组、工业远心镜头和高速CCD摄像机构成的单目同轴远心视觉传感***获取薄壁细隙环纵缝微束等离子焊接的熔池正面瞬态图像，能够克服传统视觉传感***光学成像无法兼顾放大倍率及分辨率与景深、放大倍率随物距改变而变化的难题，实现焊接过程动态微小熔池的清晰成像；采用MPAW成形实时控制单元执行焊接过程多电量参数同步获取和焊缝成形特征参数在线实时预测，由微束等离子焊接***和精密焊接工作台根据MPAW成形实时控制单元发出的控制指令执行焊接工艺参数的实时调节，为解决微束等离子焊接过程中能量参数波动和散热条件变化等状况导致的焊接过程不稳定和焊缝成形不均匀难题提供了有效解决方案；本发明能够提高焊接产品的质量可靠性与一次焊接合格率，可应用于航空航天制造等领域薄壁金属精密构件的微束等离子焊接过程中，尤其适用于超薄壁膜盒和波纹管等弹性元件的精密焊接场合。

附图说明

图1是本发明薄壁细隙环纵缝的微束等离子焊接成形控制***示意图。

图中：1—单目同轴远心光学***；2—精密焊接工作台；3—单目同轴远心视觉传感***；4—MPAW成形实时控制单元；5—LED同轴平行远心背光源；6—复合滤光片组；7—工业远心镜头；8—高速CCD摄像机；9—摄像机支架；10—熔池图像采集控制模块；11—熔池图像处理与特征提取模块；12—焊接过程参数同步采集模块；13—MPAW焊缝成形预测模块；14—MPAW焊缝成形控制模块；15—霍尔传感器；16—等离子气流量传感器；17—保护气流量传感器；18—多通道数据同步采集电路；19—熔深熔宽控制器；20—数模转换电路；21—信号放大电路；22—光耦隔离电路；23—微束等离子焊接功率模块；24—等离子焊枪；25—焊机远程控制电路；27—等离子气体供气单元；28—保护气体供气单元；31—机床主轴及焊接位姿控制单元；42—焊件；43—熔池；44—熔池平面；45—主光轴。

图2是本发明实施例所述微束等离子焊接***示意图。

图中：15—霍尔传感器；23—微束等离子焊接功率模块；24—等离子焊枪；25—焊机远程控制电路；26—水冷***；27—等离子气体供气单元；28—保护气体供气单元；29—主弧电源；30—维弧电源；42—焊件。

图3和图4是本发明实施例所述精密焊接工作台示意图。

图中：24—等离子焊枪；31—机床主轴及焊接位姿控制单元；32—机床基座；33—焊件装夹与旋转机构；34—焊枪夹持机构；35—精密运动模组；36—基座本体；37—第一滑架；38—第二滑架；39—主轴转动机头；40—可旋转机头支架；41—尾端夹具；42—焊件；46—保护气接口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。

图1所示为本发明的薄壁细隙环纵缝的微束等离子焊接成形控制***示意图，包括微束等离子焊接***1、精密焊接工作台2、单目同轴远心视觉传感***3和MPAW成形实时控制单元4；

本实施例中，采用如图2所示的微束等离子焊接***1，包括微束等离子焊接功率模块23、等离子焊枪24、焊机远程控制电路25、水冷***26、等离子气体供气单元27和保护气体供气单元28，其中，微束等离子焊接功率模块23包括主弧电源29和维弧电源30，所述主弧电源29的电流调节精度为0.02A，电流脉冲宽度调节精度为0.1％；所述主弧电源29的正极通过焊接线缆经所述霍尔传感器15与焊件42相连接；所述主弧电源29的负极通过焊接线缆与所述维弧电源30的负极相连接；所述维弧电源30的负极通过焊接线缆与所述等离子焊枪24中的钨极相连接，所述维弧电源30的正极通过焊接线缆与所述等离子焊枪24中的导电嘴相连接，所述保护气体供气单元28通过气路管道与主弧电源29的保护气体进气口相连接，所述主弧电源29的保护气体出气口通过气路管道与维弧电源30的保护气体进气口相连接，所述等离子气体供气单元27通过气路管道与维弧电源30的等离子气体进气口相连接，所述维弧电源30的保护气体出气口和等离子气体出气口分别通过气路管道与等离子焊枪24相连接，所述维弧电源30通过管路与所述水冷***26相连接，所述维弧电源30的冷却水出水口和进水口分别通过管路与等离子焊枪24相连接，所述焊机远程控制电路25通过信号线与所述主弧电源29相连接；

本实施例中，采用的所述精密焊接工作台2如图3和图4所示，包括机床主轴及焊接位姿控制单元31、机床基座32、焊件装夹与旋转机构33、焊枪夹持机构34和精密运动模组35，所述焊件装夹与旋转机构33设置有保护气接口，该保护气接口通过气路与所述微束等离子焊接***1中的保护气体供气单元28连接，用于实现焊接时对焊缝背面进行气体保护；所述精密焊接工作台2的转速连续调整范围为0.1-99rad/min；所述等离子焊枪24刚性固定在所述焊枪夹持机构34上；所述机床基座32包括基座本体36、第一滑架37和第二滑架38，所述焊件装夹与旋转机构33包括主轴转动机头39、可旋转机头支架40和尾端夹具41，所述主轴转动机头39与可旋转机头支架40固接，所述可旋转机头支架40与滑动镶嵌在所述第一滑架37上的精密平移滑块固接，所述尾端夹具41与滑动镶嵌在所述第一滑架37上的另一精密平移滑块固接，所述第一滑架37固定安装在所述基座本体36的主轴转动机头39所在侧，所述第二滑架38固定安装在所述基座本体36的另一侧；所述精密运动模组35采用五自由度精密运动模组，包括X轴电控转动台、Y轴电控转动台、X轴电控微距平移台、Y轴电控微距平移台和Z轴电控微距平移台，所述Y轴电控转动台与所述X轴电控微距平移台的精密滑块固接，所述X轴电控微距平移台固定安装在所述Y轴电控微距平移台的精密滑块上，所述Y轴电控微距平移台与所述X轴电控转动台固接，所述X轴电控转动台固定安装在所述Z轴电控微距平移台的精密滑块上，所述Z轴电控微距平移台与滑动镶嵌在所述第二滑架38上的精密平移滑块固接，所述焊枪夹持机构34固定安装在所述Y轴电控转动台上；所述机床主轴及焊接位姿控制单元31通过信号线分别与所述主轴转动机头39、尾端夹具41和精密运动模组35相连接，用于实现焊件的装卸、转动和等离子焊枪24的位姿控制，由所述机床主轴及焊接位姿控制单元31输出控制指令对所述主轴转动机头39的转动速度进行调整，即实现焊接速度的在线控制，由所述机床主轴及焊接位姿控制单元31输出控制指令对所述精密运动模组35中的电机进行控制，即实现焊接位姿控制；

所述单目同轴远心视觉传感***3包括LED同轴平行远心背光源5、复合滤光片组6、工业远心镜头7和高速CCD摄像机8；所述MPAW成形实时控制单元4包括熔池图像采集控制模块10、熔池图像处理与特征提取模块11、焊接过程参数同步采集模块12、MPAW焊缝成形预测模块13和MPAW焊缝成形控制模块14；

所述工业远心镜头7为光学放大倍数为2至10倍的工业远心镜头，工作距离为110.0±2mm或65.1±2mm，本实施例中采用光学放大倍数为4倍、工作距离为110.0±2mm的工业远心镜头；所述高速CCD摄像机8固定设置在摄像机支架9上，所述摄像机支架9可固定设置在所述精密焊接工作台2上也可独立设置在所述精密焊接工作台2之外，本实施例中采用后者方案；所述复合滤光片组6包括滤光片、减光片和保护镜片；该复合滤光片组6固定安装在与所述工业远心镜头7直径相同的套筒中，所述套筒的一端固接在所述工业远心镜头7上，所述套筒的另一端与所述LED同轴平行远心背光源5固定相连，所述工业远心镜头7固定设置在所述高速CCD摄像机8上，所述高速CCD摄像机8固定设置在所述微束等离子焊接***1中的等离子焊枪24的后方，使所述LED同轴平行远心背光源5从焊件的上方、熔池的后方投射平行光至微束等离子焊接熔池区，所述单目同轴远心视觉传感***3的主光轴穿过熔池中心，该远心视觉传感***的景深d满足d＞l·cosθ，其中l为熔池长度，θ为主光轴与熔池平面之间的夹角，所述熔池图像采集控制模块10通过控制线连接所述高速CCD摄像机8，熔池图像采集控制模块10通过发送触发脉冲信号至高速CCD摄像机8实现对高速CCD摄像机8拍摄频率的控制，触发脉冲信号的脉冲频率通常设为微束等离子焊接电流脉冲频率的倍数；所述高速CCD摄像机8的信号输出端通过信号线连接所述熔池图像处理与特征提取模块11，所述熔池图像处理与特征提取模块11通过数据线连接所述MPAW焊缝成形预测模块13；所述复合滤光片组6对所述工业远心镜头7进行保护并降低进入镜头的弧光辐射强度，从而保证所述高速CCD摄像机8获取清晰和信噪比高的熔池图像；所述高速CCD摄像机8连续采集经所述复合滤光片组6消除弧光干扰后的熔池图像，并将熔池图像输送至所述熔池图像处理与特征提取模块11，所述熔池图像处理与特征提取模块11对熔池图像进行图像预处理后依次进行熔池图像分割和熔池边缘检测提取熔池形态特征信息，包括熔池长度、熔池半长长度、熔池宽度和熔池尾部轮廓角角度，并将所述熔池形态特征信息输送至所述MPAW焊缝成形预测模块13；

所述焊接过程参数同步采集模块12包括霍尔传感器15、等离子气流量传感器16、保护气流量传感器17和多通道数据同步采集电路18；所述霍尔传感器15、所述等离子气流量传感器16和所述保护气流量传感器17分别通过信号线连接所述多通道数据采集电路18；所述霍尔传感器15安装于所述微束等离子焊接***1的焊接主电流回路上，所述等离子气流量传感器16和所述保护气流量传感器17分别安装于所述微束等离子焊接***1的等离子气气路和保护气气路上；所述精密焊接工作台2中的机床主轴及焊接位姿控制单元31通过信号线连接所述多通道数据采集电路18，所述多通道数据采集电路18通过数据线连接所述MPAW焊缝成形预测模块13，实现将实时采集到的焊接电流、等离子气体流量和焊接速度数据传输至所述MPAW焊缝成形预测模块13；

所述MPAW焊缝成形预测模块13通过数据线连接所述MPAW焊缝成形控制模块14中的熔深熔宽控制器19，所述MPAW焊缝成形预测模块13根据熔池视觉特征参数和焊接过程参数与焊缝成形尺寸的非线性映射关系进行在线运算，得到焊缝熔宽实时预测值和焊缝熔深实时预测值，随后将焊缝熔宽实时预测值和焊缝熔深实时预测值分别与预设熔宽期望指标和预设熔深期望指标进行比较得到差值E_depth和E_width，并将E_depth和E_width输入至所述熔深熔宽控制器19，其中，所述熔池视觉特征参数和焊接过程参数与焊缝熔宽和焊缝熔深的非线性映射关系通过采用***辨识方法获得，本实施例中，采用Elman动态回归神经网络***辨识方法对薄壁细隙环纵缝的微束等离子焊接过程进行离线***辨识，得到熔池视觉特征参数和焊接过程参数与焊缝熔宽和焊缝熔深的非线性映射关系；

所述MPAW焊缝成形控制模块14包括熔深熔宽控制器19、数模转换电路20、信号放大电路21和光耦隔离电路22；所述熔深熔宽控制器19通过信号线依次连接所述数模转换电路20、所述信号放大电路21和所述光耦隔离电路22，所述光耦隔离电路22通过信号线分别连接所述微束等离子焊接***1中的焊机远程控制电路25、等离子气体供气单元27和机床主轴及焊接位姿控制单元31；所述熔深熔宽控制器19根据E_depth和E_width，采用PID控制、模糊控制、专家控制或无模型自适应控制等控制算法计算得到微束等离子焊接主弧电流I_m-arc、等离子气流量Q_plasma或焊接速度V_welding的参数控制调整量ΔI_m-arc、ΔQ_plasma和ΔV_welding，分别由所述主弧电源29、等离子气体供气单元27和机床主轴及焊接位姿控制单元31根据ΔI_m-arc、ΔQ_plasma和ΔV_welding执行I_m-arc、Q_plasma和V_welding的实时调节，实现微束等离子焊接焊缝成形的闭环反馈控制；本实施例中，采用工控机执行所述MPAW焊缝成形预测模块13和所述熔深熔宽控制器19所需执行的数据处理及运算。

Claims (6)

1.一种薄壁细隙环纵缝的微束等离子焊接成形控制***，其特征在于：包括微束等离子焊接***(1)、精密焊接工作台(2)、单目同轴远心视觉传感***(3)和MPAW成形实时控制单元(4)；

所述单目同轴远心视觉传感***(3)包括LED同轴平行远心背光源(5)、复合滤光片组(6)、工业远心镜头(7)和高速CCD摄像机(8)；所述MPAW成形实时控制单元(4)包括熔池图像采集控制模块(10)、熔池图像处理与特征提取模块(11)、焊接过程参数同步采集模块(12)、MPAW焊缝成形预测模块(13)和MPAW焊缝成形控制模块(14)；

所述复合滤光片组(6)包括滤光片、减光片和保护镜片，该复合滤光片组(6)固定安装在与所述工业远心镜头(7)直径相同的套筒中，所述套筒的一端固接在所述工业远心镜头(7)上，所述套筒的另一端与所述LED同轴平行远心背光源(5)固定相连，所述工业远心镜头(7)固定设置在所述高速CCD摄像机(8)上，所述高速CCD摄像机(8)固定设置在所述微束等离子焊接***(1)中的等离子焊枪(24)的后方，使所述LED同轴平行远心背光源(5)从焊件的上方、熔池的后方投射平行光至微束等离子焊接熔池区；所述熔池图像采集控制模块(10)通过控制线连接所述高速CCD摄像机(8)，所述高速CCD摄像机(8)的信号输出端通过信号线连接所述熔池图像处理与特征提取模块(11)，所述熔池图像处理与特征提取模块(11)通过数据线连接所述MPAW焊缝成形预测模块(13)；

所述焊接过程参数同步采集模块(12)包括霍尔传感器(15)、等离子气流量传感器(16)、保护气流量传感器(17)和多通道数据同步采集电路(18)；所述霍尔传感器(15)、所述等离子气流量传感器(16)和所述保护气流量传感器(17)分别通过信号线连接所述多通道数据采集电路(18)；所述霍尔传感器(15)安装于所述微束等离子焊接***(1)的焊接主电流回路上，所述等离子气流量传感器(16)和所述保护气流量传感器(17)分别安装于所述微束等离子焊接***(1)的等离子气气路和保护气气路上；所述精密焊接工作台(2)中的机床主轴及焊接位姿控制单元(31)通过信号线连接所述多通道数据采集电路(18)，所述多通道数据采集电路(18)通过数据线连接所述MPAW焊缝成形预测模块(13)；

所述MPAW焊缝成形控制模块(14)包括熔深熔宽控制器(19)、数模转换电路(20)、信号放大电路(21)和光耦隔离电路(22)；所述熔深熔宽控制器(19)通过信号线依次连接所述数模转换电路(20)、所述信号放大电路(21)和所述光耦隔离电路(22)，所述光耦隔离电路(22)通过信号线分别连接所述微束等离子焊接***(1)中的焊机远程控制电路(25)、等离子气体供气单元(27)和所述精密焊接工作台(2)中的机床主轴及焊接位姿控制单元(31)；

所述MPAW焊缝成形预测模块(13)通过数据线连接所述MPAW焊缝成形控制模块(14)中的熔深熔宽控制器(19)。

2.根据权利要求1所述的一种薄壁细隙环纵缝的微束等离子焊接成形控制***，其特征在于：所述单目同轴远心视觉传感***(3)中的工业远心镜头(7)为光学放大倍数为2至10倍的工业远心镜头，工作距离为110.0±2mm或65.1±2mm。

3.根据权利要求1所述的一种薄壁细隙环纵缝的微束等离子焊接成形控制***，其特征在于：所述单目同轴远心视觉传感***(3)中的高速CCD摄像机(8)固定设置在摄像机支架(9)上。

4.根据权利要求1所述的一种薄壁细隙环纵缝的微束等离子焊接成形控制***，其特 征在于：所述单目同轴远心视觉传感***(3)的主光轴穿过熔池中心，该远心视觉传感*** 1 的景深d满足d>l·cosθ，其中l为熔池长度，θ为主光轴与熔池平面之间的夹角， <mrow> <mfrac> <mi>&amp;pi;</mi> <mn>9</mn> </mfrac> <mo>&amp;le;</mo> <mi>&amp;theta;</mi> <mo>&amp;le;</mo> <mfrac> <mi>&amp;pi;</mi> <mn>6</mn> </mfrac> <mo>.</mo> </mrow>

5.根据权利要求1所述的一种薄壁细隙环纵缝的微束等离子焊接成形控制***，其特征在于：所述精密焊接工作台(2)包括机床主轴及焊接位姿控制单元(31)、机床基座(32)、焊件装夹与旋转机构(33)、焊枪夹持机构(34)和精密运动模组(35)。

6.根据权利要求5所述的一种薄壁细隙环纵缝的微束等离子焊接成形控制***，其特征在于：所述焊件装夹与旋转机构(33)设置有保护气接口，该保护气接口通过气路与所述微束等离子焊接***(1)中的保护气体供气单元(28)连接。