基于激光视觉传感的焊后检测技术研究综述

人工视觉检测是到目前为止最为广泛利用的焊缝检测方法,该方法可提供对焊缝表面外观、表面几何形状以及存在的表面不连续性或缺陷的质量分析.缺点是该方法检测周期长、可靠性低、劳动强度高以及依赖人的主观判断性强.而利用激光视觉传感的方法,可实现焊后的在线实时自动检测,避免了传统视觉检测方法所带来的局限性.首先介绍了焊后视觉检测技术,对激光视觉传感焊后检测技术的工作原理进行了阐述,并概述了目前该技术的研究成果以及所做的研究工作,最后对其应用前景进行了展望.     

基于主动视觉的焊缝成形图像检测与分析

传统的焊缝成形检测是依靠人工焊接检验尺人工检测,该方法精确度低,耗时久,不能满足工业要求,同时对焊缝表面造成一定的损伤。文中自主研发了一套图像处理软件,采用了一种主动视觉检测法,精确度更高。对采集的图像进行多步图像处理,最终获得焊缝几何尺寸信息。试验结果表明,视觉检测安全系数高,精确度满足要求,耗时短,鲁棒性好。     

基于人工神经网络的焊接接头力学性能预测系统

对神经元网络在焊接接头力学性能预测上的应用做了探索,训练了焊接方法包括焊条电弧焊、气体保护焊、埋弧焊和TIG焊的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和断面收缩率模型.并在此基础上设计完成了基于人工神经元网络的焊接接头力学性能预测系统.利用可视化界面编程技术和数据库技术制作了友好的人机用户界面.焊接接头力学性能预测系统包括添加...     

基于Msc.Marc的油箱结构焊接接头特征库开发

为了解决Msc.Marc有限元软件前处理条件器在焊接结构模型建立及网格划分复杂问题,针对某产品油箱结构中的焊接接头,利用Python语言作为二次开发的工具,提出并开发了基于Msc.Marc前处理模块的焊接接头特征库.同时结合Marc中的菜单语言,开发了专用的焊接接头形式菜单系统.该系统可以方便进行焊接问题的分析,提高设计接头形式的效率,并为扩展Marc功能、建立Marc专用模块及Marc汉化提供了良好的思路.     

基于小波变换的MAG焊焊缝跟踪

提出了一种基于CCD视觉传感的MAG焊焊缝跟踪方法.由于MAG焊过程中通常伴有大量的飞溅、烟尘以及强烈的弧光干扰,所以很难从CCD中获取到清晰的焊缝图像.基于M带Bubble小波变换的方法,检测捕获MAG焊过程熔池的图像边缘.结果表明,该方法在检测焊接熔池边缘以及焊缝识别中,即便图像中出现大量噪音也是有效的.在焊缝识别的基础上,采用PID控制算法跟踪所设计的S形焊缝的成形.试验结果表明其焊缝跟踪方法具有较高的精确度.     

半自动焊手工焊管道环焊缝AUT检测技术

针对半自动焊手工焊管道环焊缝的特点,从检测系统(检测设备、探头等)的选用入手,对AUT检测聚焦法则进行研究,初步建立一个覆盖性比较完备的检测方法适用范围。然后,根据检测的适用范围对AUT检测的分层聚焦声速控制、晶片数量选用、角度设置进行研究,再通过设置模拟人工缺陷进行试验研究,提高半自动焊手工焊焊接接头中易出现缺陷的检出和判读。     

基于UG的铸钢件浇注系统CAD的研究与开发

利用VC 6.0和Unigraphics软件提供的Open API为开发工具,对三维铸钢件工艺CAD系统的浇注系统模块进行了研究和开发.浇注系统模块中设计部分对铸钢件浇注系统设计中涉及的重要参数提供了计算方法,绘制部分利用Unigraphics软件强大的参数化特征造型能力,实现了对浇注系统的绘制、修改、删除、移动、旋转等功能.通过该系统可实现计算机辅助铸造工艺中浇注系统的设计,提高了设计效率.     

锌基合金热力学和相图数据库的建立

利用Visual Basic 6.0软件开发了一套锌基合金体系热力学和相图数据库系统,用于收集、整理锌基合金体系的热力学和相图相关信息.利用该软件系统可以实现对锌基合金体系热力学和相图数据的排序、查询和打印等功能,也可实现数据库的实时更新.探讨了如何实现该软件系统的各项功能,解决了锌合金体系热力学和相图数据人工查询的低效率问题,该数据库软件在锌合金的改性和新型锌合金的设计与开发应用中具有一定使用价值.     

基于机器视觉的玻璃加工AOI系统的开发

针对传统玻璃加工生产中人工检测玻璃表面质量效率低的问题,提出采用自动光学检测(AOI)设备进行检测。论述了玻璃精加工AOI系统设计的整体方案、结构组成、控制系统的功能及控制流程,重点分析了基于机器视觉的AOI系统的设计方法和步骤。采用自主研发彩色图像算法系统实现玻璃表面缺陷的检测,准确率高,优于人工检测法,使产品的品质更加稳定可靠,杜绝不良品流入次工序或客户端。该系统能够连续工作,极大地提高了工作效率,减少了企业的用工成本。     

基于纹理特征的焊缝识别方法

提出了一种基于纹理特征的焊缝自主识别视觉方法.不同于通常利用被焊工件的宏观结构特征的主动视觉和利用工件图像中明显的灰度梯度的被动视觉,该方法利用待焊区(焊缝位置)与母材区之间明显的纹理特征差异来实现;能够解决多层多道焊后几层、道次的焊接时通常视觉方法不易识别焊缝的问题.在该方法中,先对图像进行纹理分析.提取纹理特征,再利用待焊区和母材区的纹理特征差异,采用图像分割的方法,确定焊缝区域位置以及焊缝中心.结果表明,该方法能够适用于多层焊盖面焊焊缝识别.     

TIG-拉弧复合热源铝合金螺柱焊接方法

针对中大直径铝合金螺柱焊接过程中出现气孔、未熔合、热裂纹等缺陷及焊接接头性能不良问题,以直径16 mm螺柱为研究对象进行了铝合金螺柱焊方法和工艺的探索性研究.提出了TIG-拉弧复合热源焊接技术,在焊前对铝螺柱采取预浸镀一层锌镍的处理方法,整个施焊过程处于惰性气体保护的状态下.力学性能检测得到接头抗剪强度能够达到128 MPa,其强度系数为70%以上.最佳焊接工艺参数为:预热150℃、焊接电流650 A、焊接时间1 000 ms.结果表明,铝板焊前TIG预处理、螺柱预浸镀锌镍等都能够有效的提高螺柱焊接接头力学性能,并且改善焊缝组织.     

保护气体对铝母线MIG焊产生气孔的影响

MIG焊在电力行业铝母线安装过程中由于功效高而成为普遍采用的焊接方法,其缺点是较容易产生气孔.气孔的存在削弱了焊缝的有效截面积、接头强度、塑性下降和电导率下降,严重影响焊接接头使用性能和寿命.通过对铝母线MIG焊进行工艺试验,利用三种保护气体分别对四个焊位进行焊接试验,确定出铝母线MIG焊气体保护的最佳方法.     

基于单目视觉的初始焊位导引技术

针对传统焊缝起始点自动导引技术所采用立体视觉方法存在系统复杂、导引过程繁琐等问题,提出了一种基于eye-in-hand单目视觉的焊缝初始位置导引方法.首先调节机器人关节并获取不同位姿下焊缝初始位置图像,然后建立经过初始焊位点的直线方程,并将其转换到位于机器人基坐标系下.进一步求取上述两直线交点,最终确定初始焊位在机器人基坐标系下的三维坐标,以此引导机器人运动.结果表明,该方法能够在保证精确度的情况下实现对焊缝起始点进行导引.     

基于图像识别的异型玻璃表面质量全检测设备设计

针对加工异型玻璃过程中,切割后的玻璃表面质量检测以人工为主、效率低的现象,设计一套基于图像识别的异型玻璃表面质量全检测设备。给出了异型玻璃AOI检测系统设计的整体方案、结构组成、视觉系统的功能及控制流程。利用该设备进行检测时,先检测玻璃上下表面,再检测左右边缘和短边,其连续节拍运行速度快、精度高、稳定性高,提高了工作效率。采用线阵相机识别系统进行自动检测,提高了异型玻璃的表面和边缘全检测效率,降低了人工成本。     

基于Halcon的电声器件焊点定位系统

为了解决在电声器件的自动化焊接过程中所存在的焊点定位精度不高,焊线偏离焊头等问题,介绍了一种基于视觉软件HALCON的焊点定位系统。该系统包含硬件设计、图像处理与运动控制三部分,首先将采集到的图像进行处理以提取图像焊点坐标,然后通过坐标标定将所得到的焊点坐标转换到运动平台坐标系中,最后配合运动控制器进行焊点定位。通过多次实验,验证了利用机器视觉技术可以实现电声器件漆包线引线点焊的精确定位。相对人工焊接方式,采用机器视觉技术后自动焊接效率高,焊接质量良好,其重复定位精度可以达到0.016 mm。     

马氏体不锈钢铸件焊接接头组织和性能分析

运用小孔法测量马氏体不锈钢铸件ZG1Cr12Ni3Mo2Co2VN焊接接头回火前、后的残余应力;采用SEM和金相相结合的方法,观察了该焊件的组织和断口形貌;测量焊接接头金属的显微硬度.试验结果表明,焊件接头未回火室温基体金属的显微组织为脆硬的马氏体,且存在着较大焊接残余应力;回火后,焊件接头的显微组织为回火索氏体,改善了钢的塑性及韧性,提高了合金的综合力学性能.     

承载超声冲击下焊接接头疲劳性能的改善

采用承载超声冲击处理的方法对20号钢T形管接头进行处理,并与原始焊态、非承载冲击处理态试件进行了对比.结果表明,在高应力比R=0.75的加载条件下,与原始焊态接头相比,非承载超声冲击和承载超声冲击的疲劳强度分别提高了23%和70%,疲劳寿命分别延长了1.4倍和5.6～8.5倍.从超声冲击处理区域表层组织、接头焊趾区表层硬度、焊接接头残余应力等方面比较了承载和非承载超声冲击提高焊接接头疲劳性能的异同,并采用有限元软件ABAQUS模拟了两种超声冲击处理下焊接接头的应力分布,与非承载冲击处理试件相比,承载冲击处理试件表面压缩应力值大,压缩应力层深.     

30CrMo钢管焊接工艺及评定试验

针对30CrMo钢管用于井口石油化工设备偏心工作筒,工况条件温度高、压强大,并带有腐蚀性介质,对工作筒接头性能要求高。设计了以GTAW焊打底、SMAW焊填充、正火+调质热处理的工艺焊接,并对该设计工艺进行了目视检测、射线无损检测、力学性能试验。结果表明,焊接接头质量优良,无裂纹、未焊透、未熔合等焊接缺陷,且具有较高的强度、弯曲性能和抗冲击性能。本文工艺参数设计合理,满足偏心工作筒工况条件的使用要求。     

郁金香坡口焊接接头焊后TIG重熔数值模拟

针对高速转向架构架上新设计的郁金香坡口焊接接头,运用ABAQUS有限元软件对该形式接头多道焊和焊后TIG重熔处理进行了数值模拟,分别计算了多道MAG焊和焊后TIG重熔处理的温度场、残余应力场和应变,对比分析该接头形式MAG焊后和TIG重熔处理后在不同路径下的横向与纵向残余应力及应变分布.结果表明,TIG重熔影响区产生的...     

基于深度图像的SMT焊膏印刷实时自动检测

表面贴片安装技术(SMT)焊膏印刷质量机器视觉检测中,对采集的图像直接分割精度不高,而印制电路板(PCB)的焊盘、焊膏印刷模板中包含了焊膏的位置和高度信息,利用其建立标准模板节省了统计建模时间。通过焊膏印刷前裸印制线路板(PWB)的数字图像差运算来获取焊膏分割图像,大大提高了检测精度和速度。图像的形态学处理可以消除图像间的正常偏差噪声。图像深度值的提取是利用和无激光的背景图像的差运算。对比实验证明了本方案的检测准确度和速度都有较大提高。