集装箱大梁熔化极气体保护电弧焊的焊缝跟踪系统

集装箱大梁自动焊接过程中,工件表面的反射不均匀、弧光、飞溅和烟尘等因素容易造成焊缝偏差识别不准确或难以稳定识别,因此设计了一种用于集装箱大梁熔化极气体保护电弧焊的焊缝跟踪系统。基于低成本结构光视觉传感器建立了高鲁棒的焊缝特征提取模型,该模型采用激光条纹的直线斜率对随机采样一致性算法的随机采样过程进行优化,以在复杂环境下实现模型对焊缝特征的稳定提取。不均匀强反射工件表面的焊接试验结果表明：焊接参数300 A、29 V、1 m/min下,Y向、Z向的平均检测误差分别为0.22 mm和0.19 mm,实现了稳定高精度的焊缝跟踪。     

狭小空间直角角焊缝移动焊接机器人系统研制

针对大型结构件中狭小空间角焊缝焊接,提出了一种基于旋转电弧传感的新型移动焊接机器人系统。系统包括轮式移动本体、二维运动平台、旋转电弧传感器和超声传感器;系统采用二级跟踪策略——机器人本体粗跟踪和二维运动平台精确跟踪,采用旋转电弧传感器作为焊缝跟踪传感器,采用超声传感器作为避障传感器;建立了运动学模型,设计了参数自调整模糊控制器。实验表明该机器人系统能实现小空间中大折角角焊缝的自动焊接。     

采用微型排水罩的药H焊丝水下焊接焊缝自动跟踪系统

针对水下焊接图像噪声大、清晰度差的特殊情况,设计并研制成功一套药芯焊丝水下焊接的视觉传感焊缝自动跟踪系统.该系统由视觉传感、图像预处理及偏差识别系统,控制系统和执行机构等组成.采用小波多尺度变换进行水下焊缝图像边缘提取,结果保留大多数的细节,得到有利于焊缝位置特征提取的预处理图像,在一种基于二值图像的焊缝中心位置识别算法计算后,得出焊缝偏差.在理论分析视觉传感焊缝自动跟踪系统模型的基础上,设计满足跟踪精度要求的规则自调整模糊算法.对影响跟踪系统精度的因素进行分析,并采用相应的措施以提高系统的精度.通过药芯焊丝湿法水下焊接焊缝自动跟踪试验表明,采用规则自调整模糊控制能够达到较高的焊缝跟踪精度.在斜线、折线和曲线三种不同形状待焊焊缝的跟踪试验中,系统都能满足药芯焊丝水下自动焊接的要求.经过改进微型排水罩,进行微型排水罩局部干法药芯焊丝水下焊接焊缝跟踪试验,采用规则自调整模糊控制,不仅得到满意的焊缝跟踪效果,还改善焊缝成形质量.     

焊缝自动跟踪的发展现状与展望

焊缝自动跟踪在焊接工业中占有极其重要的地位,焊缝自动跟踪的精度和实时性对保证焊接质量有着不可估量的作用。研究如何提高焊缝自动跟踪的精度和降低焊缝自动跟踪系统的成本很有意义。从焊缝跟踪系统的硬件组成和控制方法角度分析了焊缝自动跟踪系统的发展历程,并对该技术的发展趋势进行了分析和展望。     

基于DSP的焊缝自动跟踪控制系统设计

设计了一种基于DSP的用于球罐全位置多层焊自动跟踪的控制系统，对其工作原理、控制系统的硬件设计和软件程序设计等要点进行了阐述。该系统应用于球罐全位置多层自动焊接机器人中，实现了无导轨自动焊接全位置焊缝与多层多道焊接的自动跟踪。焊接工艺试验结果表明，焊接机器人自动跟踪精度高、焊缝质量好、工作稳定可靠。     

基于激光位移传感器的焊缝跟踪实验研究

自动焊接技术是一种提厚壁管道焊接生产率和焊接质量的解决方案。采用基恩士线位移传感器,基于激光三角法原理可以精确提取焊接母材的坡口边缘特征及焊缝中心位置。爬行机器人根据测得的坡口深度和宽度的变化,来自动调节焊头的高度和摆幅。对30°的焊接母材坡口进行了实验,可以扫描得到焊接接头的3D轮廓,测得中心基准偏差为0.6~1 mm左右,为最终实现焊缝视觉跟踪提供了依据。     

一种适合焊接专机的激光焊缝跟踪应用

为确保焊接过程中焊枪始终沿焊缝运动,提升焊接质量,采用基于主动视觉传感技术的新一代激光视觉传感器实时采集焊缝轮廓的图像,由传感器控制柜按在PC界面上选定的算法进行图像处理与特征识别,提取焊缝跟踪点的位置坐标,并根据标定的参考位置和预设的比例关系转化为模拟电压量输出,进而驱动十字滑台上的伺服电机带动焊枪做出相应的纠偏动作。可编程逻辑控制器(PLC)被用来实现焊枪初始定位、滑台的手动控制与自动跟踪模式切换、安全互锁等功能。最终建立了一套适用于焊接专机的焊缝自动跟踪应用系统。实验结果表明,该系统安全实用,具备了良好的实时跟踪能力。     

前置检测焊缝自动跟踪控制系统设计

研究一种适用于集装箱生产过程中波纹板与方管的自动焊接控制系统。利用激光传感器进行前置位移数据采集、三菱L系列PLC控制四轴伺服的定位,并利用定位数据进行两轴插补控制,从而实现焊枪沿焊缝轨迹的自动跟踪。此外,还提出了对于由镜面反射造成的异常数据的处理方法和建议。     

视觉传感器与焊缝自动跟踪

焊缝自动跟踪对保证焊接质量,改善劳动条件,提高焊接自动化水平有重要的作用。二维视觉传感器是目前最新型和最先进的焊缝跟踪传感器。激光——PSD扫描式视觉传感器同时具有信噪比高、信息丰富、抗干扰能力强和结构简单、成本低廉的优点。利用该传感器还可以对焊缝成形进行控制。     

基于DSP的水下焊缝跟踪系统设计

由于水的影响,水下的焊接很难控制,并且焊接器件的密封性也一直是个令人头疼的问题。根据水下焊接的特殊情况,本文作者研究设计了一套基于DSP的水下焊缝自动跟踪系统。该系统具有硬件结构简单、成本低廉、软件功能丰富、人机界面友好、操作简单易学等优点,为进一步进行水下焊接焊缝自动跟踪的研究打下了基础。     

基于概率连续模型的激光视觉焊缝自动跟踪

针对目前在实际焊接过程中多数焊缝自动跟踪系统对飞溅、弧光等噪声干扰十分敏感,从而造成焊接精度损失的问题,设计了能够实时检测焊缝特征图像的线激光视觉传感器,并根据其几何模型建立了精确的测量模型。跟踪过程中以线性表示模型对观测矢量进行建模并利用仿射变换模型对焊缝运动进行描述,提出了基于概率连续模型的焊缝跟踪算法。充分利用图像中激光条纹和背景噪声的空间一致性,结合刻画邻域结构内像素点间相互关系的一阶马尔可夫随机场理论,推导出焊缝跟踪问题的目标函数。采用基于最小二乘法与最大流/最小割的迭代算法对其进行求解,最终获取准确的焊缝位置。搭建了焊缝跟踪试验平台,并在实际焊接环境中应用所提算法进行焊缝跟踪试验。试验结果表明该算法的跟踪精度达?0.109 1 mm,平均每帧图像处理时间不长于45 ms,并且激光条纹与焊接熔池的最小距离可达24 mm,能够克服强烈噪声干扰,实现实时、准确的焊缝跟踪。     

基于S7-300的自动焊接系统研究

为了实现焊接机器人对空间焊缝的精确定位和焊接参数的实时控制,设计了一种以S7-300为基础的的焊缝实时跟踪和控制的交互式控制系统.SIMATIC CPU315-2DP作为系统的核心控制器产生控制信号,通过激光传感器传递回来的信号来驱动步进电机动作,实验表明,开发的DQGC-I自动焊接系统能够很好的满足实际焊接工程的需要.     

弯曲及折线焊缝的自动跟踪

应用高速圆周扫描的ＭＩＧ／ＭＡＧ电弧作为传感器，避免了传感器超前安装及易受电弧光热干扰的缺点，特别有利于弯曲或大角度转折焊缝的自动跟踪焊接。研制出仅需电弧本身作为传感器的低成本、高性能自动转弯跟踪焊接小车。其控制器采用１６位单片机和数字化的脉冲宽度ＰＩＤ调节原理与模糊控制原理。成功实现对转折角度达４３°的折线焊缝的自动跟踪焊接。     

WSG-Ⅰ型焊缝自动跟踪系统

一、问题提出 焊缝自动跟踪是焊接自动化的前沿课题,也是自动电弧焊生产中为提高焊接质量,改善劳动条件,提高生产率而迫切需要解决的实际问题。十多年来,在焊缝自动跟踪的研究方面己取得了很大进展,出现了各种各样的跟踪传感器和跟踪系统,但因生产现场焊接条件十分恶劣,各种干扰非常严     

不锈钢对接焊缝自动焊接设备

本设备主要解决不锈钢管对接焊缝的自动打底焊接和填充、盖面焊接的问题,通过弧长跟踪系统、步进系统、交流伺服系统、谐波减速器以及PLC系统等配合使用得到完美的焊缝。介绍了该自动焊接设备的结构组成、功能特性与操作流程。     

基于机器视觉的焊接跟踪技术的应用研究

在传统接触式埋弧焊焊缝跟踪系统的基础上,通过摄像机进行焊接坡口复合跟踪。焊接前,对焊接坡口进行数据采集,运用计算机进行图像处理,生成虚拟焊缝识别系统。焊接时,虚拟焊缝识别系统控制焊枪,实现焊缝自动跟踪,从而达到实时和精确．保证了焊接质量。     

基于神经网络的焊缝宽度预测方法研究

精确的焊缝跟踪是保证焊接质量的关键因素,为了实现焊缝的识别和跟踪,需要准确提取焊缝特征信息。微间隙焊缝的视觉传感图像中,过渡带区域包含焊缝位置信息和偏差信息。利用形态学算子对图像进行滤波后,提取焊缝过渡带宽度数据,并利用神经网络搭建焊缝宽度预测模型。实验证明,该模型能对焊缝宽度进行有效预测,为后续的焊缝纠偏和跟踪做好准备。     

焊缝图像处理技术在激光拼焊中的应用

基于拼板激光焊接工程中的视觉跟踪系统,应用相关图像处理技术,建立了一种焊缝跟踪的图像处理流程模型,并通过实验验证了该模型的正确性.     

焊缝跟踪应用的线激光视觉伺服控制系统

设计了一套由三轴直角坐标机器人、线激光传感器和工业计算机组成的焊缝跟踪系统。研究了该系统所涉及的测量原理、特征点测量方法和基于模糊自适应的控制方法。通过高斯核相关算法(KCF)在焊接过程中实时检测焊缝特征点,并根据测量原理计算获得特征点相对于相机坐标系的三维坐标值。设计了一种自适应模糊控制器,通过自适应模糊控制器计算坐标的偏差值和偏差变化率得到焊枪末端运动轨迹的控制量,同时对模糊控制器的输入输出论域、模糊规则和隶属函数进行实时动态更新。实施了焊缝跟踪实验。结果显示:采用最大焊接电流为350 A的惰性气体保护焊(MIG),在强烈弧光和飞溅的干扰下,该系统能实时跟踪焊接工件,跟踪精度为0.325 3mm,传感器测量频率为20Hz。焊接过程中焊枪末端运行平稳,焊缝轨迹跟踪准确,且抗干扰能力,能满足焊接应用要求。     

微间隙焊缝磁光成像卡尔曼滤波跟踪算法

在激光对接焊过程中,实时控制激光束准确对中焊缝是保证焊接质量的前提。针对紧密对接激光焊,研究一种用于微间隙(不大于0.1 mm)焊缝位置识别及跟踪的磁光成像卡尔曼滤波算法。采用磁光传感器实时获取焊接区域的微间隙焊缝磁光图像序列,利用微间隙焊缝磁光图像的灰度梯度特征提取焊缝位置坐标。以焊缝位置及位移量构成状态矢量,建立描述焊缝位置的状态方程和测量方程。同时,假设系统动态噪声和测量噪声为零均值随机分布的高斯白噪声,建立噪声环境下的卡尔曼滤波跟踪算法,计算最小均方差条件下焊缝中心最优预测值,减小系统噪声和过程噪声对焊缝位置测量的影响。试验结果显示,该方法能有效实现激光对接焊微间隙焊缝位置的识别与跟踪。