Monitoração no processo de soldagem GMAW por meio de visão computacional e desenvolvimento de métodos para aplicação em FPGA

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TRABALHO DE GRADUAÇÃO

MONITORAÇÃO NO PROCESSO DE SOLDAGEM GMAW POR MEIO DE VISÃO COMPUTACIONAL E DESENVOLVIMENTO DE

MÉTODOS PARA APLICAÇÃO EM FPGA

Por,

Rodrigo Ferreira Fernandes

Brasília, Dezembro de 2015

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UNIVERSIDADE DE BRASILIA Faculdade de Tecnologia

Curso de Graduação em Engenharia de Controle e Automação

TRABALHO DE GRADUAÇÃO

MONITORAÇÃO NO PROCESSO DE SOLDAGEM GMAW POR MEIO DE VISÃO COMPUTACIONAL E DESENVOLVIMENTO DE

MÉTODOS PARA APLICAÇÃO EM FPGA

POR,

Rodrigo Ferreira Fernandes

Relatório submetido como requisito parcial para obtenção do grau de Engenheiro de Controle e Automação.

Banca Examinadora

Brasília, Dezembro de 2015 Prof. Dr. Guilherme Caribé de Carvalho,

UnB/ ENM Orientador

Prof. Dr. Carlos Humberto Llanos Quintero, UnB/ ENM Professor Convidado

Prof. Dr. Sadek Crisostomo Absi Alfaro, UnB/ ENM Professor Convidado

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FICHA CATALOGRÁFICA

FERNANDES, RODRIGO FERREIRA

Monitoração No Processo De Soldagem GMAW Por Meio De Visão Computacional E Desenvolvimento De Métodos Para Aplicação Em FPGA,

[Distrito Federal] 2015.

vii, 81p., 297 mm (FT/UnB, Engenheiro, Controle e Automação, Ano). Trabalho de Graduação – Universidade de Brasília. Faculdade de Tecnologia.

1.Soldagem GMAW 2.Visão Computacional 3.FPGA 4.VHDL

I. Mecatrônica/FT/UnB II. Título (série)

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA

FERNANDES, R. F., (2015). Monitoração No Processo De Soldagem GMAW Por Meio De Visão Computacional E Desenvolvimento De Métodos Para Aplicação Em FPGA.

Trabalho de Graduação em Engenharia de Controle e Automação, Publicação FT.TG-nº 24, Faculdade de Tecnologia, Universidade de Brasília, Brasília, DF, 81p.

CESSÃO DE DIREITOS

AUTOR: Rodrigo Ferreira Fernandes.

TÍTULO DO TRABALHO DE GRADUAÇÃO: Monitoração No Processo De Soldagem GMAW Por Meio De Visão Computacional E Desenvolvimento De Métodos Para Aplicação Em FPGA.

GRAU: Engenheiro ANO: 2015

É concedida à Universidade de Brasília permissão para reproduzir cópias deste Trabalho de Graduação e para emprestar ou vender tais cópias somente para propósitos acadêmicos e científicos. O autor reserva outros direitos de publicação e nenhuma parte desse Trabalho de Graduação pode ser reproduzida sem autorização por escrito do autor.

____________________________

Rodrigo Ferreira Fernandes

Condomínio Ville de Montagne Quadra 17, Casa 24 – Lago Sul.

71680-357 Brasília – DF – Brasil.

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(9)

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✷✳✶✸ ❊sq✉❡♠❛ ❞❡ ✈❛❧✐❞❛çã♦ ❞❡ ❞❛❞♦s ❞❛ ❝â♠❡r❛ ❉❆▲❙❆ ❉❙✲✷✶✲✵✵✵✶▼✶✺✵ ❬✸✶❪ ✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✸✶

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✸✳✸ ✭❛✮ ■♠❛❣❡♥s s❡❧❡❝✐♦♥❛❞❛s ❝♦♠ ❢❛t♦r ❞❡ ✸✵✪✳ ✭❜✮ ■♠❛❣❡♥s s❡❧❡❝✐♦♥❛❞❛s ❝♦♠ ❢❛t♦r ❞❡

✷✵✪✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✹✷

✸✳✹ ▼é❞✐❛ ❞❡ três ✐♠❛❣❡♥s ✭❛✮✳ ▼é❞✐❛ ❞❡ ❝✐♥❝♦ ✐♠❛❣❡♥s✭❜✮ ✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✹✸

✸✳✺ ❉❡t❛❧❤❡ ❞❡ ✐♠❛❣❡♠ ❡ ✈❛❧♦r❡s ♥✉♠ér✐❝♦s ❞♦s ♣✐①❡❧s ✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✹✸

✸✳✻ ■♠❛❣❡♠ ❝♦♠ ♣❡r✜❧ ❤♦r✐③♦♥t❛❧✭✈❡r❞❡✮ ❡ ❞❡r✐✈❛❞❛ ❞♦ ♣❡r✜❧✭✈❡r♠❡❧❤♦✮ ✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✹✺

✸✳✼ ■♠❛❣❡♠ ❝♦♠ ♣❡r✜❧ ✈❡rt✐❝❛❧✭✈❡r❞❡✮ ❡ ❞❡r✐✈❛❞❛ ❞♦ ♣❡r✜❧✭✈❡r♠❡❧❤♦✮ ✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✹✺

✸✳✽ ❘❡❣r❡ssã♦ ♣♦r ♠í♥✐♠♦s q✉❛❞r❛❞♦s ✭❛✮ ✈❡rs✉s r❡❣r❡ssã♦ r♦❜✉st❛ ✭❜✮ ✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✹✻

✸✳✾ P♦s✐çã♦ ❞❛ ❝â♠❡r❛ ❬✸✷❪ ✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✹✼

✸✳✶✵ ❋✉♥❝✐♦♥❛♠❡♥t♦ ❞♦s ❜❧♦❝♦s ❞❡ ♠❡♠ór✐❛✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✺✷

✸✳✶✶ ❆❧t✉r❛ ❞♦ ❡❧❡tr♦❞♦✳ ✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✺✻

✹✳✶ ■♠❛❣❡♥s s❡❧❡❝✐♦♥❛❞❛s ❝♦♠ ❢❛t♦r ❜r✐❧❤♦ ❞❡ ✷✵✪ ✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✺✾

✹✳✷ ✭❛✮ ❘❡s✉❧t❛❞♦ s❡♠ ♠é❞✐❛ ❞❡ ✐♠❛❣❡♥s✳ ✭❜✮ ❘❡s✉❧t❛❞♦ ❝♦♠ ♠é❞✐❛ ❞❡ ✐♠❛❣❡♥s✳ ✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✻✵

✹✳✸ ✭❛✮ ❘❡s✉❧t❛❞♦ s❡♠ ♠é❞✐❛ ❞❡ ✐♠❛❣❡♥s✳ ✭❜✮ ❘❡s✉❧t❛❞♦ ❝♦♠ ♠é❞✐❛ s❡♠ ✜❧tr♦s ✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✻✶

✹✳✹ ✭❛✮ ❉❡t❛❧❤❡ ❞❡ ✐♠❛❣❡♠ ❝♦♠ s❝❛♥❧✐♥❡s ❡ ✭❜✮ s❡♠ s❝❛♥❧✐♥❡s ✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✻✶

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✹✳✻ ✭❛✮ ■♠❛❣❡♠ s❡♠ ❛ s❡❣✉♥❞❛ ❜✐♥❛r✐③❛çã♦ ❡ ✭❜✮ ❝♦♠ s❡❣✉♥❞❛ ❜✐♥❛r✐③❛çã♦ ✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✻✸

✹✳✼ ✭❛✮ P❡r✜❧ ❤♦r✐③♦♥t❛❧✳ ✭❜✮ P❡r✜❧ ✈❡rt✐❝❛❧✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✻✸

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✹✳✶✻ P♦s✐çã♦ ❞♦ ❡❧❡tr♦❞♦ ❡ ❜♦r❞❛s ❞❛ ♣♦ç❛ ❛♦ ❧♦♥❣♦ ❞♦ t❡♠♣♦✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✼✵

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✹✳✶✾ ❋♦r♠❛s ❞❡ ♦♥❞❛ ❞❡ ♣✐①❡❧s ♥❛ ❥❛♥❡❧❛ ♣❛r❛ ✜❧tr♦ ❞❡ ❣❛✉ss✐❛♥❛✳ ✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✼✷

✹✳✷✵ ❋♦r♠❛s ❞❡ ♦♥❞❛ ❞❡ ♣✐①❡❧s ❛♥t❡s ❡ ❞❡♣♦✐s ❞❛ s❡❣✉♥❞❛ ❜✐♥❛r✐③❛çã♦✳ ✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✼✸

✹✳✷✶ ❆t✉❛❧✐③❛çã♦ ❞❡ ✈❛❧♦r❡s ❛ ❝❛❞❛ ♥♦✈♦ ♣✐①❡❧✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✼✸

✹✳✷✷ ❱❛❧♦r ❧✐❞♦ ❞❛ ♠❡♠ór✐❛ ❛♦ ❧♦♥❣♦ ❞❛s q✉❛tr♦ ♣r✐♠❡✐r❛s ✐♠❛❣❡♥s✳ ✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✼✸

✹✳✷✸ ✭❛✮ ❙❡❧❡çã♦ ❝♦♠ ❢❛t♦r ❞❡ ❜r✐❧❤♦ ❞❡ ✸✵✪✳ ✭❜✮✱✭❝✮ ❙❡❧❡çã♦ ❝♦♠ ❢❛t♦r ❞❡ ❜r✐❧❤♦ ❞❡ ✷✵✪✳ ✳ ✼✹

✹✳✷✹ ▼❡❞✐❞❛s ❞♦ ❛r❛♠❡ ❡ ♣♦ç❛ ❛♦ ❧♦♥❣♦ ❞❛s três ♣r✐♠❡✐r❛s ✐♠❛❣❡♠✳ ✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✼✹

✹✳✷✺ ▼❡❞✐❞❛s ❞♦ ❛r❛♠❡ ❡ ♣♦ç❛ ❛♦ ✜♥❛❧ ❞❛ t❡r❝❡✐r❛ ✐♠❛❣❡♥s✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✼✹

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✸✳✷ ▼ás❝❛r❛ ❞❡ ❣❛✉ss✐❛♥❛ ♣❛r❛ ❋P●❆ ✭✈❛❧♦r❡s ❤❡①❛❞❡❝✐♠❛✐s✮✳ ✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✺✶

✸✳✸ ❈♦♥st❛♥t❡s ✉t✐❧✐③❛❞❛s ❡♠ r❡❣r❡ssã♦ ❝♦♠ ✶✻ ♣♦♥t♦s✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✺✹

✹✳✶ ▼❡❞✐❞❛s ♦❜t✐❞❛s ❝♦♠ ❞❡r✐✈❛❞❛s ❞❡ ♣❡r✜s ❤♦r✐③♦♥t❛❧ ❡ ✈❡rt✐❝❛❧✱ ❡♠ ♣✐①❡❧s✳ ✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✻✹

✹✳✷ ❱❛❧♦r❡s ❡♥❝♦♥tr❛❞♦s ♣❛r❛ ❜♦r❞❛s ❞♦ ❛r❛♠❡ ❝♦♠ ✶✻ ♣♦♥t♦s ♦❜s❡r✈❛❞♦s✱ ❡♠ ♣✐①❡❧s✳✳✳✳✳✳✳ ✻✹

✹✳✸ ❈♦❡✜❝✐❡♥t❡s ❞❛ r❡❣r❡ssã♦ ♥♦s ♣♦♥t♦s ❞❛s ❜♦r❞❛s ❞♦ ❡❧❡tr♦❞♦✳ ✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✻✺

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✹✳✼ P♦rçã♦ ❞❛ ✐♠❛❣❡♠ ♣❛r❛ ✜❧tr♦ ❞❡ ❣❛✉ss✐❛♥❛✳ ✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳✳ ✼✷

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