TIG焊背面熔宽的神经网络模糊控制

TIG（Tungsten Inert Gas)焊接过程是一个高度非线性、强耦合、时变的系统,针对这一特点,本文设计了单层神经网络模糊控制器,给出了学习算法,该控制器可以自动学习模糊控制规则,并随系统的变化自动调节模糊控制规则,采用普通CCD（Charged Couple Device)摄像机拍摄熔池的正面图像,提取出熔池正面几何参数,利用熔池正面几何参数与背面熔宽的关系模型,对背面熔宽进行实时控制。仿真及试验结果表明,该控制器具有良好的控制性能和控制效果。     

基于红外热像的大功率光纤激光焊熔宽检测技术研究

大功率光纤激光焊接中,熔宽是反映焊接质量的直接信息,研究一种基于红外热像的大功率光纤激光焊熔宽检测技术是评价焊缝质量的一个重要方法。本文采用近红外传感高速影像机获取熔池动态热像,经自适应中值滤波、灰度拉伸、裁剪、动态阈值、数学形态学等图像算法来提取熔池热像边缘和检测熔宽。试验结果表明,所采取的组合算法能准确地检测出大功率光纤激光焊中熔宽的变化。     

基于ITAE的铝合金MIG焊熔宽控制仿真

针对铝合金MIG焊过程的复杂多变性,在已建立的脉冲电流占空比与焊接正面熔宽之间的动态阶跃响应辨识数学模型基础上,设计基于ITAE准则的自整定优化PID控制器,对铝合金MIG焊占空比对熔池正面宽度动态响应控制效果进行了仿真研究,并研究控制系统在随机干扰信号作用下单位阶跃响应的鲁棒性,与增量式PID控制器和鲁棒极点配置控制器的控制效果进行了对比分析。结果表明,基于ITAE准则的自整定优化PID控制器在能够满足控制精度要求的同时,也具有较快的响应速度,较好的稳定性和鲁棒性,为更好地实现铝合金MIG焊熔宽实时控制提供了理论基础。     

铝合金双脉冲MIG焊熔宽控制

针对铝合金中厚板恒定规范焊接过程中的热积累效应强、焊缝熔宽逐渐变宽甚至出现焊塌等问题,提出了基于视觉实时传感的熔宽变化,并通过改变周期性双脉冲中的高能脉冲时间即双脉冲占空因数来调节热输入进行熔宽控制的方法,并建立了基于Labview的熔宽视觉传感和xPC Target实时目标环境的快速原型控制系统来进行闭环控制.结果表...     

TIG焊熔宽的自整定PID闭环控制系统的研究

对于焊接过程中常出现各种干扰,焊接条件时有变化的TIG自动焊而言,改进传感方法和控制技术是提高焊缝质量闭环控制系统控制效果的两大途径。本文在对采用CCD摄像机正面拍摄熔池图像并用微机进行图象处理,以及对参数在线自整定PID控制原理的研究基础上,设计了一种TIG焊参数在线自整定PID熔宽闭环控制系统。实验结果表明,该系统具有良好的控制特性和对焊接条件变化的适应性,可用于TIG焊焊缝质量的实时控制。     

基于视觉技术的铝合金TIG焊接过程自适应控制

将视觉传感技术与自适应控制技术相结合用于铝合金TIG焊接过程质量控制。分析了铝合金焊接过程的特点，将随机系统理论引入焊接过程，建立了焊接参数与熔池几何参数之间的随机系统模型，实现了对模型参数的在线辨识。设计了基于最小方差调节的自适应焊接电流调节器。试验结果表明，自适应控制方法可以实现对铝合金TIG焊缝成形的良好控制。     

基于数学模型的大功率碟形激光焊支持向量回归熔宽预测

在焊接质量控制过程中,一个重要的考察因素就是熔宽。焊接是一个多因素强耦合问题,为了研究预测熔宽变化情况,采用支持向量机回归熔宽预测。构造出支持向量回归模型,并利用实验数据验证其准确性,借助于BP神经网络作为对比,以检验支持向量回归熔宽预测的效果。结果表明,BP神经网络和支持向量都能够很好地用于大功率碟形激光焊接过程,其中SVR更加合适,并且支持向量机预测效果在步数相同的情况下明显优于BP神经网路的预测结果。SVR在N=3时取得最优值,可是计算量与计算时间随N值减小时反而会增加,在综合了多方面的因素后,最终确定N=10为最优解。     

模糊控制技术在MIG焊熔宽控制系统中的应用

针对MIG焊焊缝熔宽无法建立起精确的数字模型，难以用常规控制技术进行控制，本文将模糊控制技术应用于MIG焊熔宽控制系统，给出熔宽模糊控制的系统结构图，详细介绍了熔宽模糊控制器的设计过程,得到模糊控制状态表。试验结果表明，该技术可实现对焊缝熔宽进行实时控制。     

模糊控制技术在MIG焊熔宽控制系统中的应用

针对MIG焊焊缝熔宽无法建立起精确的数字模型,难以用常规控制技术进行控制,本文将模糊控制技术应用于MIG焊熔宽控制系统,给出熔宽模糊控制的系统结构图,详细介绍了熔宽模糊控制器的设计过程,得到模糊控制状态表。试验结果表明,该技术可实现对焊缝熔宽进行实时控制。     

基于视觉图像传感的精密脉冲TIG焊焊缝跟踪

针对某复杂曲面薄壁不锈钢工件精密脉冲TIG焊中的焊缝跟踪问题 ,本文研究了一种基于视觉传感的高精度、高实时性焊缝跟踪技术。根据脉冲TIG焊的工艺特点 ,该技术通过选择特定波长的滤光片及合理的曝光时刻 ,采用工业CCD摄像机获取可直接分辨出焊缝、熔池和钨极的清晰、放大的焊接区图像。采用VC语言设计的图像处理算法 ,可以快速准确地识别出焊缝中心线 ,提取钨极偏离焊缝中心线的方向和距离 ,驱动步进电机调节焊炬位置 ,实现高精度、高实时性的焊缝跟踪。试验结果表明 ,该技术的单幅图像处理周期小于 12 0ms,能实现焊炬运动方向与焊缝偏差角小于 3 0°的焊缝跟踪 ,满足了复杂曲面的薄壁不锈钢工件的精密焊接要求。     

基于激光视觉的焊缝特征提取算法研究

随着工业技术的发展,基于视觉传感器的焊缝跟踪得到了广泛应用和快速发展。实现焊缝跟踪,其中最关键的步骤是要实现焊缝的自动识别。基于视觉传感的焊缝识别需要用到图像处理技术,图像处理的复杂性、多样性等特点促使对焊缝的识别成为研究热点。视觉传感器得到的是一段包含焊缝轮廓信息的条纹图像,文中主要针对的是激光条纹中心线及焊缝坡口特征点提取的研究现状进行了论述。     

基于激光视觉的角焊缝图像特征点提取

提出一种借助线激光从图像中提取角焊缝特征点的方法,克服了线激光在角焊缝表面的反光对提取光条中心线的影响,有效地识别出了角焊缝特征点. 首先,根据局部对比度区分实际光条与反光条纹,用阈值分割结合图像形态学方法分割出实际光条,并确定ROI区域;其次,根据光条截面的灰度分布提取光条中心点;最后,用迭代最小二乘法拟合分段光条中心线方程并确定角焊缝特征点. 结果表明,该方法能够快速准确地提取表面光亮角焊缝的亚像素图像特征点,在主频3.4 GHz的PC机上共用时0.35 s,能够满足焊接速度为0~25 mm/s的普通焊接设备的实时性要求.     

TIG熔敷堆焊焊缝宽度的BP神经网络建模

研究了用于快速成形的TIG熔敷堆焊工艺中各参数与焊缝宽度的关系.在大量试验的基础上,对TIG熔敷堆焊焊缝宽度进行数据分析,得出了在TIG熔敷堆焊情况下焊缝宽度的影响参数,提出了关于TIG熔敷堆焊焊接的规范措施.在较为规范的情况下获取TIG熔敷堆焊工艺中的焊接电流、送丝速度与焊缝宽度数据,选择BP神经网络进行焊缝宽度建模.从建模结果来看,基本上与试验的实际结果相符合.     

计算机视觉焊缝识别技术研究

对焊缝识别技术进行了深入研究,包括对焊缝图像的中值滤波以降低噪声干扰、对图像的最佳阈值化以获取焊缝信息以及对图像的数学形态学处理以消除焊缝周围孤立点的干扰.在此基础上,提取到较为清晰的焊缝图像,进而采用最小二乘法建立焊缝的轨迹方程,为焊接控制提供依据,提高焊缝跟踪精度及焊接质量.     

基于视觉传感的焊缝跟踪控制系统

研究一种智能型焊缝跟踪控制系统,采用视觉传感器ＣＣＤ检测弧焊区,并通过图像处理准确识别焊缝位置,同时设计一个参数自调整模糊控制器对焊枪运动进行控制,有效地提高了焊缝跟踪精度。     

SiCp/LD2复合材料的激光焊焊缝组织及性能

利用连续CO2激光焊焊接了SiCp/LD2复合材料,利用光镜、X射线及电子探针分析了焊缝组织,结果表明,在所用的热输入范围内,焊缝中均发生了界面反应,生成了针状Al4C3.随着热输入的增大,针状Al4C3的尺寸增大,而焊缝中的气孔由圆形变为不规则状.通过在工件之间添加一嵌条进行对接焊,较好地控制了Al4C3的形成,得到了性能良好的接头.     

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.     

超声冲击对Al-Cu合金TIG焊缝微观组织演变的影响

随焊超声冲击焊接通过控制超声冲击工具头的上下运动,实现对焊缝的随焊冲击处理,同时向熔池中导入周期性超声能量.熔池内金属流动状态周期性变化,使得焊缝表面形成明显的类似鱼鳞纹状结构.对比随焊超声冲击焊接和普通TIG焊Al-Cu合金熔池结晶情况.结果表明,周期性超声能量的导入使熔池结晶呈现周期性.有超声作用时,焊缝晶粒细化、细长共晶组织被打碎,焊缝中细晶区宽度与焊接速度、单个周期内超声作用时间线性相关.当超声开始导入时,形成带状组织结构,组织内部θ相细小且分布均匀;超声撤离时,共晶组织呈线状析出,有聚集趋势.