基于视觉传感的激光-MIG复合焊熔透闭环控制

在对接焊中,坡口同隙的波动会导致焊接熔透状态的变化,为保证稳定的熔透,需要对焊接熔透状态进行实时检测和控制.针对CO2激光-MIG复合对接焊,建立了基于视觉传感和DSP的熔透状态实时检测与控制系统,获取了清晰的熔池背面图像,经过适当的处理得到了熔池背面熔宽的信息,并通过调节焊接速度或控制电弧电流,对熔透状态进行了控制.结果表明:即使在间隙明显波动的情况下也获得了熔透可靠、背面熔宽均匀的焊缝,从而实现了复合对接焊熔透状态的闭环控制.     

基于T形焊接接头的埋弧焊横焊工艺开发

针对横焊位置,无间隙组对,全焊透T形接头,开发了埋弧焊(SAW)横焊工艺。埋弧焊横焊焊接严格控制坡口形式以及焊缝每层每道的焊枪角度,使焊缝背面无需进行清根就能够达到全焊透合格的焊缝。埋弧焊横焊工艺代替了焊条电弧焊(SMAW),减少了背面碳弧气刨清根和清根后打磨工序,不仅提升了焊接效率,而且使焊件变形得到控制,保证了焊接质量。     

窄间隙旋转电弧熔化极活性气体保护焊视觉焊缝偏差检测

摘要： 针对旋转电弧窄间隙熔化极活性气体保护焊多层单道焊焊缝跟踪需要,提出一种基于被动视觉传感的焊缝偏差识别方法. 首先通过旋转电弧位置传感器和处于触发工作模式的CCD摄像机获取电弧旋转到坡口左侧和坡口右侧时的焊接图像,然后根据图像灰度直方图特点,构建了自适应双阈值获取算法. 大阈值用于获取电弧区域进而得到电弧中心位置;小阈值用于获取坡口工件区域,进而通过计算水平方向一阶差分得到坡口边缘. 通过对比一个电弧旋转周期内获取的两幅图像,可计算电弧旋转中心和坡口中心的偏差,得到焊缝偏差. 该偏差检测算法高效、可靠且可避免坡口底部改变带来的误差,同时可用于不同偏差算法的比较和融合.     

用于弧焊过程的视觉传感图像处理及特征信息提取方法

视觉传感是获取焊枪位置和姿态以及焊接坡口形状和尺寸等特征信息的有效手段,是实现弧焊过程闭环反馈控制和智能化焊接的基础.该文提出了用于弧焊过程的视觉传感图像处理及特征信息提取方法.研发了基于视觉与重力融合的多源传感器;为有效降低弧焊环境的强弧光及飞溅等对CCD图像的干扰,优化了相关硬件和图像预处理算法,改进并实现了基于C...     

专用焊接打磨机器人视觉系统的研究

针对水轮机修复专用机器人视觉系统进行了系统地描述,并对其硬件与图像处理方法作了较详细地阐述.采用主动视觉检测法,利用CCD摄像机等相关硬件获取图像和小波变换对获取后图像进行处理,实现了对叶片表面缺陷的识别并且引导机器人焊枪跟踪焊缝,实时调整焊枪姿态,以完成补焊及焊后打磨工作.     

视觉系统在窄间隙焊缝自动跟踪的研究

本文论述了一种经济有效的视觉系统的研究及其在窄间隙 TIG 焊接中焊缝自动跟踪的应用。该系统以 IBM-PC AT 为主机带有图像存取扩充板,用 CCD 摄像机摄取电弧区域及焊接坡口的图像,然后把它数字化,化为具有7位(即128级)灰暗度的256×256个像点(成像素),并存入图像存取板。IBM PC 对获得的数字图像进行实时图像处理,应用了寻边及模板耦合两种方法所得到的视觉信息被反馈到焊接控制器进而对焊接过程进行有效的焊缝自动跟踪。     

基于激光跟踪的V型坡口焊接机器人研究

介绍了激光跟踪焊接机器人的结构组成和工作原理。在分析了V型坡口焊缝空间位置和形状特征的基础上,采取结构光法标定焊缝图像,经过焊缝条纹图像处理,提取焊缝特征点,根据三角测量原理建立了特征点的三维坐标。通过建立图像空间到机器人末端焊枪的笛卡尔空间雅可比矩阵,计算出焊枪在基坐标下的位姿,利用机器人逆运动学方程,求得机器人各关节的位置值,最后由关节控制器控制各个关节的运动,实现了机器人V形坡口焊接的视觉控制。     

基于激光跟踪的V形坡口焊接机器人

介绍了激光跟踪焊接机器人的结构组成和工作原理。在分析了V形坡口焊缝空间位置和形状特征的基础上,采取结构光法标定焊缝图像。经过焊缝条纹图像处理,提取焊缝特征点,根据三角测量原理建立了特征点的三维坐标。通过建立图像空间到机器人末端焊枪的笛卡尔空间雅可比矩阵,计算出焊枪在基坐标下的位姿;利用机器人逆运动学方程,求得机器人各关节的位置值,最后由关节控制器控制各个关节的运动,实现了机器人V形坡口焊接的视觉控制。     

焊剂带约束电弧超窄间隙焊接的实现

探索一种实现超窄间隙焊接的新方法.采用5 mm的坡口间隙,将特定成分的焊剂带沿坡口侧壁送入电弧区,对电弧进行约束,可阻止电弧沿侧壁攀升;同时能有效控制电弧的加热区域,保证坡口两侧壁的有效熔合.设计并试验研究焊剂带约束电弧超窄间隙焊接的焊枪.导电嘴采用弹簧片作用的双铜板结构,通过建立描述导电嘴在夹紧焊丝时的变形及受力方程,精确设计导电铜板的几何形状,保证其可靠导电性和耐用性.试验表明,焊剂带与电弧的相对位置,以及合适的送焊剂带速度是保证稳定焊接过程的关键.     

弧焊机器人焊缝位置的电流检测法

本文介绍了弧焊机器人在进行“Ｖ”型坡口对接焊或角接焊时,为了跟踪焊缝轨迹而进行的焊缝位置检测方法－电流检测法,通过对焊接电流信号的数字处理,提取了反映焊枪与焊缝相对位置的特征信号,定时向机器人控制器提供修正信号,从而使固定在机器人手臂上的焊枪准确地跟踪焊缝。     

基于视觉识别的多层多道路径规划修正

摘要： 针对传统大厚板手工电弧焊和半自动焊工艺复杂、焊接效率低下、质量稳定性差等问题提出大厚板焊接的新方法：双机器人双面熔化极活性气体保护焊（MAG）,打底焊采用双机器人双面MAG错位焊接,填充焊采用双机器人双面MAG对称焊接.多层多道焊接过程中累积误差和焊接变形会对多层多道路径规划精度造成影响,准确的多层多道路径规划是实现大厚板机器人自动焊接的关键因素.提出基于视觉识别的多层多道路径规划修正方法,通过图像处理结合图像三维信息恢复获得各焊道实时填充信息,对多层多道路径规划进行修正,提高多层多道路径规划精度.     

基于激光扫描的焊缝成形尺寸测量

提出了一种基于激光扫描获取焊缝成形尺寸的视觉测量方法.搭建了一套焊缝表面成形视觉成像系统并进行系统标定;实时采集投射激光条纹的焊缝视觉图像,采用中值滤波、二值化分割、骨络化和形态学图像处理方法实现了图像中线激光条纹的提取和细化;以细化的条纹图像为信息源来表征焊缝成形轮廓,并建立了焊缝宽度和焊缝长度的检测算法.实测结果表明,所提出的激光条纹辅助视觉测量方法能够实现焊缝成形尺寸的非接触自动测量,测定的焊缝宽度及焊缝长度可以满足焊缝成形表征的需求.     

数学形态学在自动焊接过程熔池图像识别中的应用

报告利用数学形态学对CCD摄取的焊接过程熔池图像后期处理的方法与结果.实验结果表明,通过一定的算法,焊接过程中的熔池图像尺寸,熔池边沿、焊缝位置等焊接参数都可以提取出来,从而为焊缝跟踪提供正确依据.     

基于支持向量机的J型坡口接头相贯线检测

摘要： 针对核电压力容器中J型坡口焊缝的自动化焊接,应用图像处理技术,结合支持向量机(SVM)分类器,研究了核电压力容器封头与圆管相贯线检测算法. 以颜色矩特征和灰度共生矩阵特征组合作为特征向量,利用SVM对图像进行分类,结合滑块机制和投票机制可以生成相贯线区域高亮的二值图像,利用二次曲线对二值图像中最大轮廓进行拟合,获取相贯线的准确位置. 结果表明：算法具有较高的鲁棒性和实时性,SVM分类器准确率达到95.6%,每幅图像处理时间在170 ms以内.     

带有视觉功能的同轴一体化焊枪设计及其实现

摘要： 针对目前焊接监控系统与焊枪分离引起的结构冗余与干涉,以及取像偏离熔池中心等问题,设计了一种带有视觉功能的同轴一体化焊枪,摄像机与钨极同轴,同时安装在焊枪的内部,可以同步监测焊缝的质量.设计了钨极调节系统,并将冷却和保护系统设计为一个整体,从而使钨极的调节、焊枪的冷却降温以及气体的保护效果更好,优化了焊枪的结构,提高了焊枪的可达性及可操作性.实验表明,本焊枪结构可获得以钨极为中心的熔池图像,可以清晰地定位钨极和焊丝位置,对比传统的视觉结构,该一体化焊枪机构在焊缝跟踪、过程监控等应用上有明显的优势.
     

图象法焊接缝隙检测的研究

为了实现电弧焊过程的自动对中和焊缝质量控制，必须对焊接缝隙的相对位置和坡口几何参数进行检测。文章介绍了一套自行设计的计算机焊接缝隙检测系统，包括图象采集卡、光学传感器、计算机接口、图象处理软件，分析了它们的基本结构和工作原理。重点讨论了提高光学传感器、图象处理软硬件等抗干扰能力的措施。     

高频焊管错边缺陷的图像处理及特征提取

为准确捕捉到高频焊管错边缺陷的图像照片,建立了高频焊管焊缝图像的CCD视觉系统.对错边缺陷的焊缝图像进行了特征分析,使用形态学方法对焊管错边缺陷进行图像处理,提取图像边缘,在此基础上进一步提取了焊缝宽度和亮度信息.研究结果表明:焊缝宽度和焊缝边缘亮度可以作为视觉检测焊缝错边缺陷的重要图像特征,为进一步构建高频焊管焊缝缺陷视觉检测系统提供了基础.在虚拟仪器开发软件LabVIEW环境下,选择比色测温法构建了高频焊管焊接温度控制系统,并进行温控试验.试验结果表明:采样比色测温模式可较好降低烟尘、水汽等因素对测温的影响,提高测温结果的稳定性和精度,在测温稳定准确的基础上,温控系统控温效果良好.