压力容器焊缝检测机器人焊缝跟随系统设计

采用图像模块,采集机器人行驶路径上的焊缝图像数据,通过无线网络将图像数据传至上位机,上位机系统利用图像处理算法,提取图像中的焊缝,进一步生成机器人行走控制命令,控制机器人对行驶路径进行修正,达到跟随焊缝的效果。实验结果表明,该系统能对行驶路径上的焊缝进行实时识别和跟随,当爬壁机器人初始位置与焊缝位置偏差较大时,仍然能自我修正行驶方向,使得爬壁机器人行驶方向与焊缝位置重合。     

基于数字射线成像的焊缝缺陷检测

提出了一种基于数字射线成像（DR)的焊缝图像的处理方法。依据射线衰减的指数规律和体现缺陷特征的处理原理，建立了提取、放大焊缝中缺陷信息的数学模型，在这些数学模型的指导下改进获取的焊缝图像，便可清晰准确地辨别出缺陷，达到检测目的。     

管道焊缝超声多维成像检测技术

通过超声C扫描和三视投影成像技术对管道焊缝缺陷进行定性定量评估和诊断分析。研究与应用结果表明,采用超声自动扫描多维投影成像方法可以直观地得到焊缝区缺陷的位置、大小、分布和取向等特征信息,使缺陷识别的准确性和检测可靠性明显提高。该项技术已在电力等工业部门管道焊缝的无损检测中得到应用。     

X射线线阵实时成像焊缝缺陷检测方法

针对X射线线阵探测器实时成像的焊缝图像,提出了降噪处理、焊缝图像分割及缺陷检测的方法.通过自适应中值滤波方法对焊缝图像进行滤波降噪,利用类间、类内方差比分割法和数学形态学方法进行焊缝图像分割,对焊缝部分应用高频加强变换提取焊接缺陷.结果表明,采用自适应中值滤波能够有效去除噪声的同时保留焊缝和缺陷的边缘细节;类间、类内方差比分割方法与数学形态学方法并用能准确地将图像分割为焊缝与母材区域;高频加强变换能使焊缝中心部位灰度变化突显进而实现缺陷检测.     

基于激光视觉的焊缝特征信息检测技术研究

对于基于激光视觉的焊缝自动跟踪及参数自适应控制系统,从焊缝激光条纹中实时、快速、精确地检测焊缝几何特征信息是前提.文中利用模块化开发工具包(MDK,modular development kit)构建的焊缝特征检测系统,实现了对焊缝特征信息,如焊枪跟踪点位置和焊缝几何特征等的快速精确提取.文中主要从系统构成、工作原理、软件实现等几个方面进行了详细阐述,并通过实际的检测,验证了系统的精确性和稳定性.试验结果表明,系统具有较高的精度和稳定性,能够满足焊缝跟踪及参数自适应控制对焊缝特征信息检测的要求.     

基于FSTFM技术的焊缝表面裂纹的成像检测

Full-Skip TFM(FSTFM)是在全聚焦成像技术(TFM)的基础上发展起来的一种超声相控阵后处理成像技术. 文中分别采用TFM,FSTFM这两种算法分别对典型的对接焊缝模拟试件中的上表面微小裂纹(垂直表面扩展,深度约1 mm)进行了成像检测. 结果表明,在TFM的成像中,无法观察到裂纹的存在;而在FSTFM的成像中,裂纹的根部和尖端成像清晰可见. 同时根据FSTFM的成像结果,测量出裂纹的扩展深度,且具有较小的误差. 另外,文中通过试验验证了FSTFM对于有余高的对接焊缝的上表面微小裂纹的成像检测同样适用.     

基于DR数字射线成像技术的铝合金焊缝缺陷检测

利用DR(Digital radiography)数字射线检测方法对不同透照厚度的铝合金焊缝进行射线检测试验,优化管电压、管电流、曝光时间、放大倍数等工艺参数,使其检测灵敏度满足标准要求。在此基础上分别对铝合金熔焊缝和搅拌摩擦焊缝进行数字射线检测和常规胶片射线检测对比试验,获得典型缺陷检测图像,并对缺陷的形貌分布、尺寸、性质等进行了对比分析,分析数字射线检测的缺陷检出能力,验证数字射线检测结果的可靠性。结果表明,数字射线检测灵敏度优于标准要求,且缺陷的检出能力与常规胶片射线检测基本一致,尺寸误差小于5%。     

基于像素方差分析的焊缝边缘检测方法

在焊接图像处理中,噪声信号的干扰直接影响了边缘检测的精确度和系统的实时性能.针对焊接图像的特点,提出一种基于邻域像素灰度分布均匀度分析的边缘检测方法,讨论了该算法的原理,并应用Matlab语言对算法进行焊接图像边缘提取仿真试验.仿真结果和传统边缘检测算法比较表明:该方法能有效抑制图像中大量存在且分布复杂的噪声信号,准确检测出焊缝的边缘.该算法对噪声的敏感程度明显低于传统的焊缝边缘检测算子,更适用于焊接过程图像的焊缝边缘检测.算法可靠性好,易于实现;缺点是边缘响应不是单像素的.     

小波分析在焊缝检测图像处理中的应用

简述了子波分析在焊缝视觉跟踪过程中检测焊缝方面的应用,从实验结果可以看出,采用多尺度小波变换能够获得清晰的焊缝边缘,可以大大简化硬件设备。     

X射线实时成像在焊缝探伤中的应用

X射线实时成像是一项新兴的无损检测技术,它具有快速、准确、直观、成本低廉等优点,可以代替常规的X射线胶片照相探伤方法.概述了X射线实时成像技术的要点和在焊缝探伤中的应用情况.     

基于红外热成像技术的管道激光/电弧复合焊质量在线监测系统

利用福禄克RAYPi20HTRC红外热像仪,获取焊接熔池的红外热成像图像,通过软件对焊接熔池热成像图像进行处理,依据焊接熔池温度梯度分布对当前时刻焊接成型和焊接质量进行判断,识别和判断焊接缺陷,利用算法和程序对焊接质量进行评估,并记录当前的焊接时间和焊接点位,生成焊接记录。系统经过油气管道激光/电弧复合焊接应用试验具有运行稳定、质量评价与缺陷判定准确的特点,可以为现场焊接质量监测和后续焊接质量检测提供重要参考,具有重要工程应用意义。     

基于熔池红外图像实时跟踪焊缝宽度算法研究

在激光焊接过程中,激光焊机所附带的传感器能够准确实时地反映焊接过程,焊缝宽度的实时动态变化对于描述焊接质量起着至关重要的作用。焊缝宽度准确测量的研究有助于理解焊接过程,获得焊接质量控制模型。针对大功率光纤激光焊接,利用恰当的滤镜系统获得清晰的焊缝熔池图像,建立熔池红外传感跟踪系统。针对大功率光纤激光焊接304型不锈钢过程,研究一种通过熔池图像实时检测焊缝宽度变化的方法。利用高速摄像机获得熔池动态红外图像,通过一系列图像处理技术得到焊缝宽度的识别模型。解决了在金属处于高温下熔池与周边非熔化区的温度比较接近,很难用红外摄像来准确测量焊缝宽度的难题。试验结果表明,所建立的焊缝实际宽度测量模型测量效果良好。     

焊缝位置识别的图像处理方法设计

在基于视觉的自动焊接中，由于焊缝图像是复杂多变的，要准确得到焊缝位置选择合理高效的处理算法是非常重要的。针对这一问题为焊缝图像提出了一系列处理步骤，它包括中值滤波、自适应阈值二值化、孤点滤波、边缘检测，焊缝位置搜索五步，其中详细叙述了重要的自适应阈值二值化与孤点滤波算法。在每一步处理中都用了四幅完全不同的焊缝图像做了观察和对比，结果显示所选算法产生较好的处理效果。     

一种基于结构光的V型焊缝实时图像处理方法

在焊缝跟踪系统中,需要实时准确获得焊缝中心线的位置,就必须设计一种基于结构光的V型焊缝中心线的提取方法。对焊缝进行中值滤波去除图像噪声,采用自适应阈值分割的方法对图像进行二值分割,采用二值形态学的边缘检测方法对二值后的图像进行孤点滤波和边缘检测,采用对边缘上下边界点求取平均值方法提取结构光的中心线,采用基于斜率分析和最小二乘法相结合的检测的方法对图像进行特征检测获得图像的特征信息。通过实践表明,所采用的方法能够正确地提取焊缝特征信息,具有很强的抗干扰性能,能够满足焊缝跟踪系统的实时性要求。     

激光焊接不锈钢微间隙焊缝偏差角点检测法

针对大功率(10 kW)光纤激光焊接304不锈钢紧密对接微间隙焊缝(焊缝间隙小于0.1 mm),通过高速像机摄取熔池近红外热像并分析其特征,分析和处理熔池热像特征,提取激光束偏离焊缝位置的信息,探索激光束与焊缝偏差的信息表征.利用激光深熔焊的匙孔效应,研究焊缝在固态与液态交界处不稳定边缘特征点,提出一种角点检测法实现微间隙焊缝偏差的检测.结果表明,熔池红外热像角点密集分布中心与焊缝偏差有密切的关系,通过角点分布密度可以有效判断焊缝偏差状态.     

A new straight line detection method in images for robot seam tracking

A new efftcient straight line detection algorithm, GPI （ Gray Projecting Integral） method is proposed. The gray values of a sub-window are projected onto a line, and sum the gray values which are projected onto one same point to shape a special vector, then rotate the projecting direction, obtain many such vectors corresponding to different projecting directions. The vectors can form a matrix, a GPI matrix of the sub-image. The problem of lines detection is converted into maxima or minima searching problem in the GPI matrix. Bused on the GPI matrix, the lines can be calculated. Different from traditional methods, the algorithm can detect the positions of lines accurately, quickly without previous edge detection, which costs less time, and avoids the error resulted from the poor threshold with traditional methods. This algorithm is useful and efftcient for numerous image understanding applications and robot visual navigation, especially for welded joint position detection in heavy noise.     

基于红外视觉的熔化极气体保护焊外观缺陷识别

焊接过程可视化监控与成形缺陷智能识别是实现焊接智能制造的重要途径之一. 采用红外CCD在线采样熔化极气体保护焊(gas metal arc welding,GMAW)熔池红外图像,结合改进滤波算法和图像增强算法对图像进行预处理,通过热电偶进行温度标定,建立红外图像中灰度值与温度值的对应关系,进而获取焊接熔池的温度分布信息,然后采用改进边缘提取算法提取熔池的特征参数,据此建立焊接外观缺陷的特征识别算法. 结果表明,所设计的算法对焊接形状缺陷、烧穿及未熔透等在线识别具有良好的实用性和准确性.     

利用红外热成像技术分析搅拌摩擦焊隧道型孔洞形成机制

隧道型孔洞是搅拌摩擦焊焊接厚板的过程中最为典型且危害性最大的一种缺陷,并贯穿于整个焊缝。研究隧道型孔洞的形成机制,通过红外热成像仪拍摄摩擦焊接过程中无轴肩搅拌针温度实时变化情况,分析搅拌针附近金属的流动情况和隧道型孔洞形成位置,利用倒锥形搅拌针急停实验验证隧道型孔洞形成位置。根据红外热成像仪拍摄数据分析搅拌针前进侧后端温度最低,说明此处金属流动性最差,隧道型孔道易在此处形成,并结合急停实验对上述推论进行实验验证。同时实验发现在搅拌摩擦焊搅拌针旋转一周这个周期内,金属温度的传递可为三种形式:摩擦产热、流动传热与扩散传热。在前端半个周期内进行摩擦产热,在后端半个周期内进行温度的传递。     

激光焊接过程焊缝跟踪传感方法

激光焊接已经成为焊接制造业中最具发展前景的焊接技术。在激光焊接过程中必须依靠先进的焊缝跟踪系统来保证焊缝和激光束的精确对中以获得良好的焊件,传感技术的应用为焊缝的实时跟踪提供了最有利的解决方案。综述了国内外最新结构光视觉传感、红外线传感、同轴视觉检测、磁光成像传感检测技术的原理及其优缺点,并给出应用实例加以说明。     

单条纹激光引导焊缝跟踪图像处理

研究了单条纹激光引导焊缝跟踪图像处理方法.首先利用小波分解技术获得图像水平方向的细节部分,在该部份激光条纹的信息得到了较好的保持,而噪声信息则比较少,有利于焊缝识别;然后对该部份进行竖直方向上的中值滤波以滤除残余的噪声;最后采用KSW熵算法,对图像进行分割,并识别出焊缝区域.该方法效果较好,抗干扰性强,耗时少,能满足焊缝实时跟踪的要求.