基于网格激光线的横向焊接焊缝下塌检测方法

提出了一种基于网格激光的横向焊接焊缝下塌检测方法,根据5×5网格激光投影在焊缝表面的变形来检测焊缝的下塌情况.首先对网格图像进行处理,分别得到竖向和横向的像素点集.在此基础上,利用高斯函数对竖向点集进行样条曲线拟合,再对获得的高斯样条曲线分四段进行拟合,并求曲线段和直线段的交点.采用基于横向线的最小二乘法,对获得的交点以及焊缝最高点进行直线拟合.最后,通过计算三条拟合直线的距离,得到焊缝的下塌量.结果表明,该方法可以实现横向焊缝下塌情况的在线检测,为横向焊接焊缝成形闭环控制提供了基础.     

基于结构光的焊缝表面质量检测

焊接质量检测是保证焊接质量的重要技术手段,人工检测焊接质量存在主观性强、效率低、准确率低等问题,为此提出了一种基于结构光的焊缝表面质量检测方法.首先,搭建了基于工业机器人和面结构光传感器的焊缝质量检测系统;其次,分析了焊接件的表面点云,采用随机采样一致性算法拟合平面以分割出焊缝点云,利用主成分分析算法得到焊缝点云的主方...     

基于自适应阈值和边缘生长的焊缝轮廓检测方法

针对常规边缘检测方法对金属表面划痕、锈蚀、污渍敏感的问题,提出了边缘检测与散点颗粒去除相结合的焊缝轮廓检测法.通过对图像进行高斯平滑,计算每一列相邻像素的差值,选取阈值自动筛选符合条件的边缘点,将噪声点、伪边缘点通过颗粒过滤的方法去除,最后寻找边缘端点,制定线段生长法,连接边缘线段确定焊缝轮廓.该方法能准确定位焊缝边缘...     

基于焊缝缺陷的板带激光焊机焊缝质量在线检测系统

焊缝表面形貌检测主要是指通过传感器对焊缝的表面形貌进行分析,通过提取影响焊缝的余高、凹陷或错边等缺陷对焊缝质量进行判断。直接获取焊缝表面形貌、表面几何缺陷进行质量分析和在线检测具有直观性,非接触性等优点,在激光焊接焊缝表面检测上具有广泛的应用前景。本文分析了几种成熟的激光焊机焊缝表面质量检测方法,并根据焊缝质量缺陷类型,开发可应用于各种连续生产线的焊缝质量在线检测系统,实用效果良好。     

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角焊缝外形尺寸检测

针对目前角焊缝外形尺寸手工检测的缺点,采用了一种基于激光视觉传感的角焊缝外形尺寸检测方法.该方法利用基于三角形测量原理的激光传感器,采集反映焊缝几何形状特征的激光条纹图像,利用中值滤波、二值化、中心线提取以及特征识别等算法,从而获得了角焊缝的外形尺寸信息.结果表明,与传统的手工检测方法相比,该方法具有检测准确度高、可靠性好、耗时短、检测内容丰富、使用方便等特点,并且消除了人为主观判断的影响.此外,检测的数据可长久保存在计算机中,便于后续的统计分析.     

基于激光视觉传感的搭接焊缝间隙检测

针对汽车纵梁部件搭接焊缝机器人弧焊过程由于间隙过大会造成焊接终止甚至产生废品的问题,提出了一种基于激光视觉的焊缝搭接间隙检测方法。自主搭建了一套焊缝成像系统,并在此基础上进行相机标定,消除了采集图像的畸变。采用VC++6.0开发的软件对采集到的激光条纹图像进行中值滤波、阈值分割等算法成功获得搭接焊缝间隙信息。试验表明,该检测方法具有检测精度高、非接触等优点,相机标定的误差在0.08 mm以内,系统的检测周期小于40 ms,检测精度可达0.246 mm,检测误差小于0.2 mm,此检测方法可应用于智能化摆弧焊接。     

坡口及焊缝表面三维轮廓的激光视觉测量

针对三代核电站屏蔽厂房钢筋穿孔塞焊变角度、变间隙等复杂的接头特征,研究用于机器人智能化自适应焊接的视觉识别方法. 采用双条纹激光视觉传感技术对焊接前的待焊区域进行识别,结合离散数据模拟关系曲线设计一套视觉处理算法,实现了对各种影响穿孔塞焊接头焊缝成形的特征量的数据进行提取,包括塞焊孔圆心坐标及直径、钢筋凹凸高度、接头倾斜角度、焊缝间隙等,为后续的焊枪姿态与焊接工艺参数联合规划提供基础数据. 通过对比实测的采样数据对该算法的提取精度进行了误差分析. 结果表明,圆心坐标在x, y方向的误差都在 ± 0.2 mm的范围之内,倾斜角度在R_x,R_y方向的误差都在 ± 0.2°的范围之内,实现了穿孔塞焊接头特征提取的高精度和可靠性.     

坡口及焊缝表面三维轮廓的激光视觉测量

提出了一种坡口及焊缝表面三维轮廓激光视觉测量方法. 投射在坡口及焊缝轮廓表面的激光条纹,其视觉图像可作为表征轮廓特征的信息源,系统采集连续扫描的激光条纹视觉图像,得到条纹上各离散点的三维坐标. 同时采用一种搜索拟合插值算法,获取条纹间各离散点的三维坐标,在系统的三维坐标系中,采用离散点直连成网格的曲面重构方法,实现了一段坡口及焊缝表面三维轮廓的实时测量. 结果表明,在重构的三维表面轮廓任意截面上,获取的坡口宽度和深度值与游标卡尺实际测量值吻合度可达97.85%以上,这种激光视觉测量方法是可行的.     

基于结构光的焊缝外观检测系统设计

文中针对焊缝外观的检测需求,设计了一种基于结构光的检测系统,推导了基于设计结构的坐标变换模型,提出了基于阶梯试块的最优化标定方法以及基于滑动灰度加权的中心线提取方法,设计了基于偏离值与轮廓拟合修正的焊趾定位方法,实现了焊缝外观参数的检测.试验结果表明,该系统具有良好的检测精度和稳定性,可满足实际生产需求.     

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MAPOD的异形结构焊缝超声检测可靠性

针对电站锅炉及压力管道中带台阶的异形结构焊缝超声检测工艺设计及其有效性缺乏评价的问题,基于超声检测数值模型和检出率模型(Model assisted probability of detection,MAPOD),构建了不同K值传感器检出率的分析与评价方法。利用该方法对主蒸汽管道带台阶的异形结构焊缝常用检测工艺进行分析。结果表明,现有以K1和K2探头为组合的检测工艺存在较大的未覆盖区域,当壁厚为89mm时,对应未覆盖区域深度为12mm;异形结构焊缝中台阶的存在对位于焊缝上部的缺陷回波存在较大影响,未熔合缺陷自身高度必须大于5mm,才能保证检出率达到90%。     

基于编码结构光的角焊缝视觉检测

针对目前角焊缝外形检测方法中存在的缺点,提出了一种基于编码结构光的角焊缝外形尺寸检测方法,采用安装在机器人手臂末端的投影结构光视觉传感机构对焊缝进行测量.投影仪在测量位置向焊缝投射一幅伪随机编码彩色条纹图像与一幅用于彩色补偿的空白图像,通过彩色补偿消除焊缝表面彩色纹理信息对结构光解码的干扰,将补偿后的变形条纹图像恢复出焊缝表面三维数据,并通过几何关系计算出角焊缝的焊缝宽度、焊脚长度等尺寸参数.结果表明,基于编码结构光的角焊缝视觉检测方法能够实现角焊缝外形尺寸的非接触式高速测量,并且测量稳定性好,测量可靠度高,在焊缝视觉检测领域将会成为一种十分有效的方法.     

基于同轴视觉传感的激光穿透焊接焊缝尺寸检测

利用CMOS同轴视觉传感系统,通过分析匙孔和熔池区域光辐射的特征,对Nd:YAG激光深熔焊接的焊缝形态进行了检测.结果表明,在匙孔穿透型激光深熔焊接中,匙孔在工件背面穿透将导致光辐射衰减区域的出现,衰减区域的尺寸和光辐射衰减的程度均随着焊接速度的增加而减小,且相对于匙孔的前沿,其位置向熔池的后方移动.通过分析匙孔区域的光辐射衰减程度和匙孔前壁角度的变化,将光辐射分布的特征与焊缝的尺寸结合起来,建立了两者之间的对应关系,从而实现了焊缝尺寸的检测.     

基于多视觉特征的激光拼焊焊缝宽度检测

针对激光拼焊焊缝宽度测量中,仅依据结构光单一特征进行检测鲁棒性不强的问题,提出了基于结构光光纹信息、焊缝纹理信息、图像灰度信息、图像序列信息等多视觉特征信息进行焊缝宽度测量的方法。先依据图像灰度信息确定感兴趣区域,再针对正面焊缝图像,通过骨架法提取结构光光纹中心线,计算中心线的畸变位置识别焊缝特征点;针对背面焊缝图像,采用纹理能量模板对焊缝图像滤波确定焊缝区,然后计算焊缝区和结构光条纹的交集,识别焊缝特征点;识别的特征点通过序列图像信息进行校正,最后依据特征点计算焊缝宽度。搭建了激光拼焊焊缝宽度测量系统,并分别对焊缝正面和背面的宽度进行了测量试验。试验结果表明,该方法精度高,可靠性强,实时性好,有助于实现激光拼焊高速、高精度的焊缝质量在线检测。     

激光焊缝无损检测技术研究现状

针对近几年来国内外关于激光焊缝无损检测技术的研究工作进行了详细分析与研究,比较了激光焊缝各类无损检测方法的优劣性,并对未来激光焊缝质量检测技术发展方向进行了探讨。     

基于结构光的角焊缝空间位置检测系统

自主研发了一种基于结构光图像的角焊缝空间位置检测系统。通过调节相机和标定板的相对位置进行多次拍摄,采用L-M算法开展标定数据最优化拟合,标定相机内参和外参。在结构光图像上,逐列提取灰度主峰,并基于迭代端点拟合法进行平滑处理,利用渐进霍夫变换方法确定结构光图像的角点。基于标定获得了空间转换关系,计算角焊缝空间位置坐标并反馈给焊接机器人。测试结果显示,该方法较好地完成了三面体结构工件角焊缝的机器人位置调整,机器人焊接系统的实测最大位置偏差小于±0.15 mm。     

基于超声C扫描的复杂结构焊缝缺陷检测

受工件结构影响,复杂结构电子束焊缝往往不具备射线检测条件,采用超声C扫描检测方法可有效地对其进行检测,对未焊透缺陷定位,并检测焊缝熔深,是焊缝内部质量检测的有效手段。通过超声波声场仿真模拟,优化探头参数,获得较强的焊缝区声场强度,并利用焊接试件验证超声C扫描检测工艺可靠性,检测灵敏度可达φ3 mm-9 dB缺陷当量。结果表明,超声C扫描检测技术对电子束焊缝未焊透缺陷检出率和灵敏度高,结合C扫描图像可准确检出焊缝熔深。通过破坏性试验分析比对发现,未焊透缺陷定位准确,焊缝熔深检测误差约4%,结果可靠。     

基于边界方向直方图的激光环焊焊缝表面缺陷检测

针对汽车喷油器接杆的激光环焊焊缝图像,提出了一种基于边界方向直方图的缺陷检测方法。通过设定门限的方法对待测图像进行分割,再对分割后的图像提取边界点;采用边界方向直方图表示目标的边界方向特征,并采用边界点的不同梯度方向上的灰度平均值表示目标的边界灰度特征,两者结合能有效地描述目标的形状轮廓信息,准确地识别出焊缝图像中的正常收焊点和焊缝缺陷。实验证明:这种基于边界方向直方图的缺陷检测方法具有令人满意的准确性。