基于PSD的薄板焊接坡口信号识别系统

坡口信号识别是自动化焊接工艺的难点。基于此,运用PSD传感器的光敏性设计了光路图,建立了相对应的光路模型;针对PSD传感器会出现一定程度的非线性畸变,建立了相对应的改进模型,根据PSD传感器的输出位移与时间曲线的特点,提出了提取坡口角点信息的相关算法,实现对角点的实时提取及坡口的形貌拟合。结果表明,该信号识别系统能准确检测坡口的位置变化,并对坡口存在的缺陷进行实时检测,避免后期焊接过程出现失误,影响焊接质量。     

摆动跟踪传感器在全位置焊接中的应用

根据全位置焊接和一般开坡口焊缝焊接的施焊特点,设计了一种接触式的摆动跟踪传感器,该传感器采用一种光电传感器作为获取坡口侧壁的信号,并且通过实现探针在与坡口侧壁接触时控制探针回摆,从而降低了探针的磨损。     

基于视觉的焊枪空间位姿实时检测技术

在空间位置的金属结构件的焊接制造过程中,焊枪相对于工件待焊点的空间位置和姿态直接影响焊缝成形质量。本研究简要分析计算机视觉在焊接领域的主要研究和应用,对目前焊枪空间位姿检测和控制方法的研究进展进行归纳总结,探讨了各种方法的技术特征和应用优缺点。在此基础上,介绍了两种基于激光结构光组合的视觉传感器,能够实现焊接过程中的焊接坡口尺寸检测、焊缝跟踪及焊枪空间位姿检测等多种功能的集成。最后,指出基于Vcsel的3D视觉传感器的优势,在焊接过程视觉传感中具有良好的研究和应用前景。     

钢轨超窄间隙焊接直坡口中心线的图像识别方法

在钢轨超窄间隙焊接过程中,坡口中心线识别的准确性是影响焊接质量的关键。由于坡口窄而深的结构特点以及钢轨表面易受干扰,采集的焊接图像目标轮廓模糊、背景复杂,影响坡口位置准确的识别。因此,采用激光为辅助光源,提出了一种基于激光视觉技术的钢轨超窄间隙焊接的坡口中心线的图像识别方法。应用直线斜率估计方法确定坡口位置激光线,通过扫描和投影操作,并采用灰度跳跃和交叉检测方法提取坡口中心线。通过实验进行验证,以上方法能够准确地识别直坡口中心线,而且计算量小、耗时短,满足实际需要。     

轨道式球罐焊机自动跟踪方法的研究

采用了一种绝对编码式360°倾角传感器作为轨道式球罐焊机的角度位置传感器,在已知轨道两端点至焊接坡口横向距离的前提下,进行了整个轨道任意位置与焊接坡口间横向距离的数学公式推导。在此基础上,提出了一种轨道式球罐焊机电弧自动跟踪方法,进行了相应研究,并成功地在现有的轨道式球罐焊机上进行了实验性应用。     

螺旋管焊缝激光自动跟踪技术研究

本文介绍了研制的焊缝激光自动跟踪传感器的工作原理.由于采用了非接触式的直视横向焦点对准光路的测距法,因此本传感器对被检测表面的光洁度没有要求.它甚至可以检测剪切、刨削和手工气割的凸凹不平的表面.根据需要,传感器可组成单接收器或双接收器。双接收器有多种接收组合,利用这些组合的接收信号可检测对接坡口的三十多种位置偏差.传感器可直接跟踪焊接坡口的斜面或棱边,也可以跟踪人为跟踪线(塑料带).上述传感器已用于生产.     

TP321钢管的窄间隙热丝TIG焊

为了提高厚壁管道的焊接效率、改善管道服役过程中接头的耐蚀性能,采用窄间隙热丝TIG焊方法,对φ406 mm×30 mm的TP321钢管进行全位置自动焊接. 研究了窄间隙坡口参数的匹配以及影响焊缝成形的主要焊接参数的匹配,并分区域对管道进行焊接. 结果表明,当坡口间隙为1 mm、钝边厚度为2.5 mm、坡口底部宽度为9～10 mm时,打底焊缝成形良好;坡口角度为4°～5°时,未出现倒坡口及未熔合缺陷;全位置焊接过程中,当焊接位置处于立向下时,焊接电流应比平焊时的大,立向上焊接位置则相反;当焊接位置处于仰焊时,与平焊相比应适当增加焊接热输入. 所得焊缝在各个区域成形良好,RT检测合格.     

一种新颖的接触式光电焊缝跟踪传感器

焊缝跟踪传感器的设计是焊接自动化实现过程的重要环节,在此克服非接触式焊接跟踪传感器易受干扰的缺点,利用光电转化的原理,设计了一种新颖的接触式光电焊缝跟踪传感器,该传感器利用特制导轮与坡口紧密接触,依靠坡口的机械导向作用实现焊缝自动跟踪,当导轮位置发生偏移,利用光电转换单元以及信号处理单元,可将偏移位移转化为模拟电压量.详细介绍了这种传感器的工作原理和组成,并说明了它在管道焊接机器人中的作用.经实验验证,该传感器可达到良好的测量和监测效果.     

示教式焊接跟踪全位置管道焊机的研制

在采用了一种绝对编码式360°倾角传感器作为轨道式全位置管道焊机旋转机头所处角度位置传感器的基础上,提出了全位置管道焊机的示教式焊接跟踪控制方案,开发出了焊前坡口中心位置信息预先提取及焊接时焊枪运动轨迹控制的单片机控制系统硬件电路,在此基础上成功研制了这种具有示教式焊接跟踪功能的全位置管道焊机,为实现管道焊接真正意义上的全自动控制奠定了重要基础.     

焊接检验及其设备

2009S217 I形坡口焊缝检测LOG-Hough方法研究／朱杏环…／／焊接．-2009（6）：28-32 对于间隙小于0．5mm的焊缝,在强烈弧光干扰环境下实现精确检测较为困难。对不开坡口的细小焊缝提取做了试验研究,为精确检测细小焊缝提供了一种新方法。在焊接过程中使用CCD视觉传感器获取焊接过程的图片信息,在对图像进行中值滤波后,     

焊接检验及其设备

2009S217 I形坡口焊缝检测LOG-Hough方法研究／朱杏环…／／焊接．-2009（6）：28-32 对于间隙小于0．5mm的焊缝,在强烈弧光干扰环境下实现精确检测较为困难。对不开坡口的细小焊缝提取做了试验研究,为精确检测细小焊缝提供了一种新方法。在焊接过程中使用CCD视觉传感器获取焊接过程的图片信息,在对图像进行中值滤波后,     

激光扫描式焊接坡口信息传感方法

设计了激光扫描式焊接坡口信息传感器。采用高精度激光测距传感器在工件的坡口上方垂直于焊接方向扫描,获取传感器水平位移和距工件距离的数据二维曲线并进行数据预处理。处理后的数据经微分后得到一阶导数和二阶导数曲线,根据导数曲线的特点找出表征工件表面和坡口面的最优点集,应用最小二乘法对最优点集进行直线拟合,求直线的交点得到相应的坡口信息的特征点,从而获得坡口的信息。     

中厚板变坡口焊缝填充自适应控制系统

针对中厚板变坡口机器人焊接焊缝填充的问题,利用激光传感器扫描坡口拟合出坡口截面积变化规律. 设计焊接数据库,存储不同焊接参数下对应的焊缝截面积,使用最小二乘法推理出焊缝截面积与焊接速度的函数关系. 根据坡口截面积变化规律,自适应控制焊接速度的变化,从而使得工件坡口刚好填满,解决了变坡口焊接参数调整的难题. 可用数据库语言对知识库进行规范管理,不断完善焊接数据库. 以厚度为12 mm的变坡口中厚板为例进行试验. 结果表明,该系统焊接效果良好,坡口金属填充量误差较小.     

不同成分铝合金挤压型材焊接性能研究

对不同成分铝合金挤压型材进行焊接处理,研究焊缝附近不同位置以及合金成分对其力学性能的影响。结果表明：基于本试验的合金成分,开坡口焊接试样的焊道宽度要大于未开坡口的试样。6061和6060铝合金试样开坡口焊接与未开坡口焊接的力学性能数值横向同位置比较无明显差异,并且与母材力学性能差异不大;而6005A铝合金开坡口焊接的力学性能数值要低于未开坡口焊接,且两者力学性能均低于母材。此外,本试验同一合金开坡口焊接与未开坡口焊接热输入不同,但并不影响焊接试样的力学性能。     

基于Linux嵌入式系统的焊缝激光结构光视觉传感系统

焊缝跟踪是自动化焊接的关键。以ARM为开发平台,在嵌入式Linux系统的基础上开发了一套焊缝激光结构光的视觉传感系统,体积小,成本低。经过一台网络交换机将视觉传感器模块、传感器人机交互模块、机器人控制器模块以及机器人手控盒模块进行组网,形成了一个焊缝自动跟踪网络系统,便于设备的扩展和各个模块之间的数据交换和共享。针对焊接中常用的V型坡口,采用简化的hough变换图像处理算法,得到了坡口激光结构光条纹的特征点位置。     

FCAW在T形接头焊接中的电弧形态与熔滴过渡分析

应用高速摄像仪器与数字化记录仪采集FCAW-药芯焊丝CO2焊接在小角度坡口T形接头中的焊接电弧、熔滴过渡情况。分析发现,在小角度坡口的T形接头焊接中,焊接电弧由于最低电压原理的作用,其指向性很差,焊接电弧较多发生在坡口两侧的母材与熔滴之间;并且发现无论焊接工艺参数多大,熔滴依旧为短路过渡方式,这种情况的发生,一方面是因为焊接电弧的偏转,另一方面由焊接坡口造成空间位置的限制而造成的。本试验结果为焊接过程中所出现的根部未熔合提供了理论依据,且为更好地解决根部缺陷与制订合适的焊接工艺提出了指导性意见。     

海工用X100管线钢管的焊接工艺及接头质量分析

采用海洋平台建造中符合AWS D1. 1标准的6GR位置特定坡口形式,利用焊条电弧焊(SMAW)单面焊双面成形工艺焊接某国产X100管线钢管。通过拉伸、冲击、弯曲试验检测接头的力学性能,通过光学显微镜对比分析X100管线钢焊接接头坡口两侧熔合线显微组织。结果表明,该公司生产上所用的X100管线钢管在6GR位置通过合适的预热及焊接热输入可以得到满足结构使用性能要求的焊接接头,但接头未开坡口侧在-40℃冲击时,冲击吸收能量相对较低,原因是未开坡口侧(直边)熔合线晶粒粗化严重,大晶粒晶界有相互连接趋势。     

基于组合激光结构光的多功能视觉传感器

提出并设计了一款基于组合激光结构光的新型多功能单目视觉传感器,介绍了其研究开发思路和结构设计过程. 基于单目视觉和单幅图像处理,可实现焊接坡口截面尺寸、焊枪高度和空间位姿检测等功能. 传感器的标定充分利用了其内部固有参数,在焊枪空间位姿发生变化时,不需要进行重新标定,有效提高了其应用于复杂结构件焊接时的适应能力. 组合激光结构光的应用,有效解决了常规单目视觉存在的深度方向信息丢失问题. 针对V形坡口的截面尺寸和焊枪高度检测,推导了检测算法并进行了试验验证. 试验结果表明,最大检测误差不超过2.1%.     

基于激光传感器的机器人自适应多层多道焊接

针对机器人自动化焊接过程中工件的定位误差、加工误差和激光传感器的安装误差的问题,提出了一种基于线结构视觉激光传感器获取焊缝形状位置信息,并使机器人能够自动调整焊枪位置和姿态来修正误差,同时自适应不同角度焊缝的多层多道路径规划方法。首先进行手眼标定,采用pyqt5在windows系统环境下部署焊接机器人手眼标定软件,把焊道空间点信息从视觉坐标系转换为机器人基坐标系下。然后对工件进行扫描,通过预设定算法完成对实际坐标点的预处理计算,并自适应调节工具坐标系的位姿弥补偏差;最后根据处理得到的焊缝坡口的特征参数和焊接工艺要求,规划多层多道焊接的路径完成焊接。对中厚板碳钢单边V形坡口进行试验,结果表明,该方法具有良好的实用性。     

大口径管端坡口整形机的结构研究及应用

管端坡口整形机是管道施工现场对坡口进行处理的一种专用管道施工装备，它能代替人工．实现快速高效的坡口加工，是管道全位置自动焊机及管道内焊机必不可少的配套设备。介绍了管端坡口整形机的机械结构、切削加工的技术特点及焊接工艺特点等，并对管端坡口整形机的应用前景进行了展望。