基于磁控电弧传感的焊缝偏差信息检测与实时跟踪系统

将磁场控制电弧技术应用于焊缝跟踪,利用磁场作用电弧使电弧摆动来扫描焊缝,通过检测焊接电流的变化规律来检测焊缝的偏差信息,设计了一套焊缝跟踪系统,该焊接系统即为跟踪系统,大大提高了跟踪的实时性.在信号处理方面,采用硬件滤波和软件处理相结合的方式,取得了较好的效果.在跟踪策略上,分别分析了横向和高低偏差的处理方法.通过实际的焊缝跟踪试验,验证了磁控电弧传感具有良好的工作特性和整个跟踪系统的有效性.     

基于旋转电弧传感机器人立焊焊缝的跟踪

摘要： 为了实现机器人对立焊焊缝的准确跟踪,提高焊接的质量和效率,减少焊接工人的劳动强度,对采样电流进行组合滤波,利用“绝对差法”对第1个采样点到第32个采样点进行线性回归,拟合直线的斜率作为偏差,以偏差和偏差的变化率作为模糊控制器的输入,经过输入量的模糊化、模糊推理和输出量的清晰化,控制水平滑块伸缩跟踪立焊焊缝.通过路径规划,使焊枪从上倾45°变成下倾45°.利用基于水平滑块伸缩跟踪焊缝与路径规划组合的方法对立焊焊缝进行跟踪.实验结果表明：利用该算法,基于旋转电弧传感机器人跟踪立焊焊缝的可靠性好,精确度高.     

用于TIG焊缝跟踪的表面活性剂对电弧电压的影响

提出一种基于表面活性剂示踪的电弧传感焊缝跟踪方法,该方法能实现I型对接坡口TIG焊缝的焊接.建立电弧信号采集和分析的试验系统,实验研究表面活性剂不同涂覆方式对电弧电压的影响.结果表明,涂覆方式和摆动频率对电压信号影响较大,而焊接电流和涂覆厚度的影响较小.通过电弧摆动和焊缝表面涂覆活性剂的方式,可以得到明显的周期性电压信号,此信号可以用于焊缝跟踪传感.     

焊缝激光跟踪实时图像处理方法的研究

对焊缝激光跟踪中实时图像处理方法进行了研究．采用卷积滤波和中值滤波相结合的方法，改进了中值滤波能力和处理速度；采用Robert算子，较好地保留了激光光带的边缘．方法处理效果好，处理速度快，能够满足跟踪系统的实时性要求．     

视觉传感机器人焊缝跟踪系统

利用环形激光扫描传感器,建立了一种用于焊缝定位与焊缝跟踪的孤焊机器人视觉传感系统,基于图像分割、特征提取和三维计算等技术,实现了待焊工件形状位置信息的三维数值计算,并以对接焊缝和斜坡焊缝为对象进行了焊缝定位和焊缝跟踪试验.结果表明,提出的弧焊机器人视觉系统能够实时获得被焊工件的形位信息,实现焊缝的实时定位与跟踪.     

基于电弧传感器的管端环缝全自动焊机设计

针对管端环缝的焊接现状,设计一款基于摆动式电弧传感器的管端环缝全自动焊机,给出焊机整体结构图,分析各主要组成部分的功能,提出具有无急回特性的焊枪运动控制装置的设计思想,实现了焊枪和摆动式电弧传感器一体化.并提出一种改进型左右区域积分差值法,最后用MATLAB进行仿真.理论分析和实验表明:该焊机具备管端环缝全自动焊接的功能,具有较高的焊缝检测精度.     

一种获取焊缝偏差的图像处理方法

对图像进行开窗处理,从背景中分离熔池区域和焊缝区域,基于焊接图像的分析结果以及焊接过程的先验知识,提出了一种获取焊缝偏差的图像处理方法,用于提取焊丝在工件表面投影点的位置以及表达焊缝中心线,并给出了焊缝位置偏差的计算公式.结果表明,所提出方法的整个图像处理时间小于30 ms,适用于对焊接图像的实时处理.     

基于电弧传感的管道焊接高低跟踪技术

摘要： 针对管道焊接过程中焊接规范变化的特点,建立了不同区位焊接电流与焊枪高度的数学模型,提出了可变增益的PID(Proportion Integration Differentiation)多模型控制算法,设计了基于模糊切换规则的多模型控制器.试验结果表明,高低跟踪系统的稳态和动态性能良好,可实现不同焊接规范下焊矩高度的实时跟踪控制,保证了焊接过程的稳定性,改善了焊接质量.     

基于旋转电弧传感方式的焊接机器人路径生成方法

介绍了一种空间全位置焊接条件下的焊枪姿态自动规划方法.系统以旋转电弧传感器和工业机器人为平台而采集焊接电流数据,通过对电流处理,提取焊枪的姿态和焊缝的位置信息,据此计算机器人的运动轨迹;使焊枪自动跟踪平滑的三维焊缝,并随焊缝调整焊枪姿态;同时根据不同情况调整焊接参数,在焊缝终点自动结束焊接过程.最后,基于工业机器人的实验数据仿真,验证了所设计方案的可行性和有效性.结果表明:焊枪姿态自动规划方法可以自动跟踪三维焊缝和自动调整参数,且不需要另外附加传感器,使其成本降低和系统的复杂程度简化;焊枪姿态自动规划方法使得生产更加自动化,且前进速度均匀,焊接角度有保证,对提高焊接质量很有益.     

PAW视觉传感焊缝跟踪检测系统的设计与实现

采用低成本电荷耦合器件制作了焊接过程视觉传感器，实现了一种等离子弧焊焊缝实时跟踪系统．从PAW熔池后方拍摄获取图像，识别出了熔池图像最亮点，以它作为熔池中心得到了焊缝偏差的实时检测曲线．采取双缓冲图像采集和多线程程序设计方法，设计了相应的实时控制软件，其检测周期可达43ms，较好地满足了焊缝跟踪的实时性要求．通过分析，找出了系统的瓶颈，并指出该系统实现更高性能的途径在于采用高速摄像头和高速采集卡．     

白线焊缝跟踪系统中的图像处理方法

设计了适合于白线焊缝跟踪系统的图像处理算法,利用同态滤波、二值化等方法实现对采集图像的预处理,运用Hough变换法提取图像的特征边缘,并由此确定边缘位置,通过D/A转换将位置偏差量反馈成电压,控制伺服电机推动探架转动,保证探头实时跟踪焊缝.实验结果表明,该图像处理算法检测效果理想,检测精度达到±1 mm内.     

白线焊缝跟踪系统中的图像处理方法

设计了适合于白线焊缝跟踪系统的图像处理算法,利用同态滤波、二值化等方法实现对采集图像的预处理,运用Hough变换法提取图像的特征边缘,并由此确定边缘位置,通过D/A转换将位置偏差量反馈成电压,控制伺服电机推动探架转动,保证探头实时跟踪焊缝。实验结果表明,该图像处理算法检测效果理想,检测精度达到±1 mm内。     

弧焊机器人焊缝的实时图象处理

提出了一种在机器人电弧焊过程中进行轨迹跟踪的实时图象处理方法。焊缝图象由ＣＣＤ摄像系统摄取。通过图象采集系统和计算机软件处理，得到机器人的运动轨迹与实际焊缝之间的偏差，据此控制机器人运动进行实时跟踪。对于Ｖ型坡口和搭接接头，其可靠性达９７％以上。如果用多台摄像机同时处理焊缝图象，则可以检测出焊缝的三维信息。本算法的轨迹跟踪精度为 ０． ４ ｍｍ。可用于机器人运动轨迹的自动规划。     

线阵CCD视觉传感器埋弧焊自动跟踪系统

为了解决焊缝自动跟踪用光电传感器对工件表面状态敏感的问题,采用了激光结构光从前方倾斜入射、线阵电荷耦合器件(CCD)在正上方接收散射光信号的传感器光路结构。通过对传感器高度的自适应控制,有效地减小了工件表面状况对传感器检测信号的干扰。在软件的设计中,通过对传感器输出信号的数字滤波和图像处理,确定焊缝中心的位置。结合比例调节和模糊控制原理,引入Fuzzy-P双模分段控制方法,实现了在埋弧焊时对焊缝的双向实时跟踪。在水平和垂直方向的跟踪精度分别达到±0.2和±0.5mm,完全满足焊接生产的要求。     

基于旋转电弧传感器的NU-SVR水下焊缝偏差识别算法

文章提出了基于旋转电弧传感器的NU-SVR水下焊缝偏差识别算法。Nu-SVR通过对基于旋转电弧传感器采集到的不同偏差的水下焊接信号进行学习,然后对水下电流信号进行焊缝偏差识别得出偏差。相对于传统的回归算法-区间积分法和神经网络法,本算法具有具有更好的识别能力。最后通过水下焊接实验,其最大的识别误差仅为0.48mm,证明了该方法十分有效。     

强弧光干扰下焊缝结构光图像跟踪信息获取

利用激光结构光进行焊缝跟踪时,在存在强弧光干扰的情况下稳定地获取跟踪信息是非常关键一个问题.采用模板匹配的方法实时地计算得到当前图像中的感兴趣区域,并且利用重心法结合改进的一维Kalman滤波的方法准确的提取出强弧光干扰下感兴趣区域内激光结构光的中心线,最后利用中心线上各点的横坐标计算加权系数对纵坐标进行加权累积,稳定并且准确地获得了能够体现出整条结构光变化的跟踪点信息.实验表明,该文提出的算法具有很强的抗干扰能力,可以在实际的焊缝跟踪系统中得到应用.     

基于自适应小波的信号处理方法

改进了一种寻找匹配于特定信号的自适应正交小波基的方法,并将其应用于一些实用信号与原方法以及Daubechies小波进行对比。实验结果表明:此方法具有明显的优点,小波的设计更加灵活,逼近误差更小,而且在尺度滤波器长度不变的情况下,可以灵活设计消失矩,是一种寻找最优正交小波基的有效方法。     

基于CCD传感器的复杂焊缝跟踪系统的设计

针对传统CCD传感器焊缝跟踪系统在处理"Z"字型焊缝时存在脱靶的问题,对系统进行了改进.采用在CCD传感器上安装一面快速控制反射镜,使系统形成复合轴控制.该反射镜可以有效地控制光源和CCD传感器之间的光束,将脱靶信息快速地反映给CCD传感器以确保焊缝图像的连续及稳定.实验结果表明,该系统提高了跟踪精度,误差范围在0.5 mm以内.