激光视觉传感焊缝跟踪系统

为了在自动化焊接过程中实现焊缝跟踪,提高焊接质量,研制了激光视觉传感焊缝跟踪系统.介绍了跟踪系统的硬件组成及工作原理;阐述焊缝图像处理方法,针对V形、搭接和直接对接三种典型焊缝采取了不同的特征提取方法;采用一种基于焊缝斜率的跟踪算法,并运用模糊控制方法调整焊枪.经现场试用表明,该系统运行稳定,能够满足焊接精度要求,具有较高的应用价值.     

水下机器人激光视觉传感焊缝跟踪

为实现水下焊接的智能化,在设计好的水下机器人平台上,开发了一套焊缝自动跟踪算法。采用2自由度PID控制算法控制横向滑块实时精确跟踪焊缝,爬行小车依据滑块的位置与速度信号粗略跟踪焊缝轨迹的模糊控制方法实现大范围的焊缝自动跟踪。焊接试验表明,该算法具有较好的稳定性、可靠性,跟踪精度高,可达到±0.3 mm,在水下环境中移动机器人自动焊接具有良好的应用前景。     

结构光式激光视觉传感器的焊缝跟踪系统

对几种常见的焊缝跟踪系统进行比较，着重介绍了结构光式视觉传感器的工作原理。     

基于激光视觉的钢结构焊缝图像处理系统

针对钢结构件品种多、批量小,焊缝形状位置一致性差,机器人重复定位过程复杂等缺点,设计了一种基于激光视觉的钢结构焊缝图像处理系统. 运用CCD工业相机和激光器,采集带有激光条带的焊缝图像,分别利用中值滤波柔化噪音,Otsu算法自适应阈值分割,开操作和形态学处理相结合去除图像中除目标像素外的小连通区域,提取激光条带的中心线,最终利用Hough变换对中心线直线拟合,得到特征点位置,并通过骨支架试验验证该技术的可行性. 结果表明,该方法可快速准确地检测到焊缝特征点,满足实际要求.     

视觉焊缝跟踪实时图像处理研究

就视觉焊缝跟踪实时图像处理的方法进行了研究，对其中的关键技术-激光带中心的抽取和特征点的检测提出了切实可行的方法，该处理方法效果好，处理速度快，能够满足跟踪系统的实时性要求。     

激光视觉焊缝跟踪系统图像处理

对视觉焊缝跟踪实时图像处理的方法进行了研究,首先采用图像增强来增加图像对比度,采用中值滤波去除图像噪声,并用二值化法将目标图像从背景图像中提取出来.在后处理的研究中激光视觉焊缝跟踪系统图像处理的关键技术--激光带中心线的抽取和特征点的检测提出了切实可行的方法.采用中轴变换法提取的中心线单一、连续;用斜率分析法来检测特征点方便可靠.该处理方法能准确检测焊缝特征点,处理速度快,能够满足跟踪系统的实时性要求.     

基于视觉图像质心的焊缝跟踪新技术

从基于图像质心的焊缝跟踪技术出发，通过对图像质心公式的深入研究，根据图像灰度与视觉传感器响应电压值的关系、响应电压值与检测部位的发射率及光谱辐射强度等关系，从理论上得出质心与焊缝中心的关系模型，论证了图像质心与焊缝中心存在相关性，并通过大量试验证明了关系模型的准确性。     

Co2自动焊激光焊缝视觉传感器设计

设计了用于焊缝自动跟踪的激光视觉传感器,介绍了传感器的结构,说明了图像采集过程,阐述了确定焊缝图像中焊缝横向中心位置以及获取焊炬相对于爆缝纵向偏差的图像处理方法。     

基于焊缝视觉跟踪的图像阈值化研究

在焊缝视觉跟踪的图像处理过程中,信息量大,干扰因素多、图像处理速度慢,浪费计算机时。为提高处理速度,增强焊缝跟踪的实时性,结合焊缝图像的特点,提取主要信息,进行阈值化处理,并通过实验分析了人工选取阈值和自动选取阈值的优缺点,即人工选取阈值的方法适合于单幅图像,自动选取阈值的方法适合于多幅图像连续处理。     

基于激光视觉检测的焊缝轨迹离线规划

在实际焊接过程中,由于电弧弧光、飞溅等强烈的干扰,导致激光视觉检测特征点发生漂移,信息提取失败。为避免大电流CO2气体保护焊接过程中强弧光和飞溅的干扰,采用了离线视觉测量方法对待焊工件进行检测,将得到的图片进行形态学组合滤波和欧式距离场变换处理,利用差分法提取出坡口位置信息,最后采用分组求平均和插值法得到完整的焊接轨迹数据,将焊接轨迹数据传输至下位机实施自动焊接,最终得到了成形均匀,无气孔、咬边等缺陷的焊缝。     

基于激光视觉传感的焊缝三维测量

焊缝的三维测量是焊接过程自动化领域的关键技术之一.为了能够还原焊缝表面的轮廓并计算其各项参数,本文提出了一种基于激光视觉的焊缝表面非接触式测量系统,重点介绍了光学成像系统的设计、检测系统参数标定方法以及结构光光条图像的处理过程,最终得到了较为理想的焊缝轮廓曲线,并结合标定结果对焊缝的参数进行了计算.实验证明,整个检测系统具有较高的检测精度和稳定性.     

基于机器视觉的管道焊接跟踪技术研究

针对爬行焊接机器人在管道自动焊接中对典型的V形坡口焊缝的定位与中心线的提取,设计了一种基于激光视觉检测的自动焊缝跟踪系统。提出了一种基于激光条纹图像特征的两步定位方法:第一步,建立模板匹配,利用模板匹配方式获取激光条纹位置区域;第二步,采用阈值分割和中心法提取激光条纹中心线,然后采用Shi-Tomasi算法对中心线进行角点检测,经过拟合直线求交点和逐列扫描对比得到焊缝坡口的4个拐点信息,并确定焊缝中心。通过对实际的焊接过程进行测试,结果表明:跟踪系统的平均纠偏误差在2像素以内,平均处理纠偏时间在120 ms以内,具有较高的精度和实时性。     

基于视觉图像传感的精密脉冲TIG焊焊缝跟踪

针对某复杂曲面薄壁不锈钢工件精密脉冲TIG焊中的焊缝跟踪问题 ,本文研究了一种基于视觉传感的高精度、高实时性焊缝跟踪技术。根据脉冲TIG焊的工艺特点 ,该技术通过选择特定波长的滤光片及合理的曝光时刻 ,采用工业CCD摄像机获取可直接分辨出焊缝、熔池和钨极的清晰、放大的焊接区图像。采用VC语言设计的图像处理算法 ,可以快速准确地识别出焊缝中心线 ,提取钨极偏离焊缝中心线的方向和距离 ,驱动步进电机调节焊炬位置 ,实现高精度、高实时性的焊缝跟踪。试验结果表明 ,该技术的单幅图像处理周期小于 12 0ms,能实现焊炬运动方向与焊缝偏差角小于 3 0°的焊缝跟踪 ,满足了复杂曲面的薄壁不锈钢工件的精密焊接要求。     

记忆式焊缝跟踪系统

介绍了新近研制的一种可用于多层焊缝的自动焊接记忆跟踪系统，此系统在焊接第一层焊缝时能实时跟踪焊缝，同时记忆焊缝跟踪数据，此后，系统依据此记忆数据进行各层焊缝的自动跟踪工作，本系统具有新颖的二维焊缝跟踪机构及传感器，其实跟踪精度及重复跟踪精度都满足了焊接工艺的要求。     

基于LabVIEW的直缝钢管内焊缝跟踪系统

准确而实时地检测出焊缝中心位置是焊缝跟踪系统要解决的首要问题。通过对钢管焊缝跟踪技术进行深入研究,设计了一种直缝钢管内焊缝跟踪系统。该系统硬件部分主要由视觉传感器CCD构成,控制部分通过图形化编程软件LabVIEW实现。算法上采取确定焊缝图像的边缘位置和确定焊缝图像二值化后的能量中心两种算法相结合的方法,相辅相成,最终确定焊缝中心位置。该算法无需对图像进行繁琐的预处理,试验证明该系统精确可靠,精度达3 mm。     

基于焊缝背面实时温度场检测的焊缝自动跟踪系统

为避免在焊接过程中采集焊接正面温度场的缺点,本文使用ICCD工件背面采集焊接温度场图像,通过对焊接温度场图像进行分析,提出了改进的梯度算法获得焊缝偏差信号.利用自调整模糊控制的方式调节纠偏,解决了焊接过程难以控制问题.通过对近L形焊缝跟踪试验表明,该系统能够有效识别焊接偏差,并实现快速纠偏,跟踪精度可控制在0.5mm以内.     

具有自动标定功能的激光焊缝跟踪系统研究

针对实际焊接过程中存在的纠偏量问题和焊枪振荡现象,在现有焊缝自动跟踪技术的基础上,通过采用激光视觉传感器、十字滑架和两个垂直布置的纠偏步进电机,对激光头与焊枪之间偏移角实现了自动检测和标定,由此提出了具有自动标定功能的激光焊缝跟踪系统,并开展了相应的试验研究。结果表明:所提出的激光焊缝跟踪技术除有效解决上述焊接过程中的问题外,焊缝的跟踪精度及焊接质量也得到了明显提高。同时,具有自动标定功能的激光焊缝跟踪系统,能使焊缝的跟踪误差控制在一个较小范围内,理想情况下跟踪精度可达0.13 mm,拓展了其在精密焊接领域中的应用。     

侧吹气体对不锈钢薄板激光焊接焊缝成形的影响

为了研究侧吹气体对CO2激光焊焊缝成形的影响及其机理,在不锈钢薄板CO2激光焊接过程,用高速数字摄像机拍摄了不同侧吹工艺参数下等离子体的动态变化过程.结果表明顶吹气流和侧吹气流的合流角约为40时焊缝背面熔宽最大,喷嘴高度和流速变化对薄板激光焊焊缝成形有显著的影响;薄板CO2激光焊过程中工件表面上方的等离子体云团有两种典型的形态,分别对应于一种典型的焊缝形状,即焊透时出现的横截面面积较大的"梯"形焊缝和未焊透时出现的横截面面积较小的"钉"形焊缝.     

侧吹气体对不锈钢薄板激光焊接焊缝成形的影响

为了研究侧吹气体对CO2激光焊焊缝成形的影响及其机理,在不锈钢薄板CO2激光焊接过程,用高速数字摄像机拍摄了不同侧吹工艺参数下等离子体的动态变化过程.结果表明:顶吹气流和侧吹气流的合流角约为40时焊缝背面熔宽最大,喷嘴高度和流速变化对薄板激光焊焊缝成形有显著的影响;薄板CO2激光焊过程中工件表面上方的等离子体云团有两种典型的形态,分别对应于一种典型的焊缝形状,即焊透时出现的横截面面积较大的"梯"形焊缝和未焊透时出现的横截面面积较小的"钉"形焊缝.     

基于贝叶斯神经网络的焊缝跟踪方法

针对目前存在的焊缝跟踪算法复杂程度高和对图像要求较高的问题,提出了一种基于贝叶斯神经网络的焊缝跟踪方法.利用坡口形式为“V”形的样本数据对网络进行训练和仿真,并且研究了该方法的抗干扰能力.结果表明:引入修正项可大幅度地提高网络的泛化能力,其识别精度和抗干扰能力明显高于传统神经网络.