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.     

基于视觉传感的MAG焊图像采集及特征处理

针对MAG焊缝熔池区域图像的特点,利用滤波处理、图像分割和图像形态学等熔池图像的基本处理方法,开发出具有较高适应性和鲁棒性的图像处理方法。采用基于方向小波的边缘提取和基于活动轮廓模型的方法,更适合对焊缝熔池和间隙进行边缘提取。     

MAG焊熔池图像的灰度形态学分析

图像处理在焊接过程跟踪控制和焊接质量建模中越来越受到重视,而MAG焊是目前国内最常见的焊接方法之一,作者采用数学形态学的方法来进行MAG焊熔池图像的分析.针对MAG焊图像,除了进行灰度形态学的四种基本运算之外,提出了一套完整的从图像的预处理到边缘检测形态学算法.结果表明,灰度形态学算法非常适合于处理焊接熔池图像.     

MAG焊熔池图像特征及可用信息分析

针对MAG焊焊接过程的特点,采用被动式视觉传感的方式,利用近红外CCD摄像机,配合1064nm窄带滤光片和0.1%中性减光片组成的复合滤光系统,很好地排除了弧光的干扰,采集到大量高清晰的MAG焊短路过渡、射滴过渡、射流过渡熔池图像.利用数字图像处理技术对熔池图像进行图像处理,并提取出反映焊接质量的图像特征信息.对于单幅熔池图像进行了灰度分析,并提取了三条熔池图像等值轮廓线;对于连续多帧熔池图像,提出了利用熔池图像差影检测和熔池图像平均灰度来研究MAG焊焊接过程的新思路,为熔化极气体保护焊焊接过程质量控制奠定了基础.     

TIG焊视觉图像的二值形态学分析

由于外部干扰小,用CCD采集的TIG焊熔池区图像很清晰,因此可以对该图像进行二值化处理。进而采用二值形态学方法分析了膨胀、腐蚀和开、闭四种基本运算的图像处理效果,并在此基础上从图像的预处理到边缘检测,做了更加深入的研究。由此,设计出了一套具有阈值自适应功能的二值形态学算法。试验结果表明,采用二值形态学对TIG焊视觉图像进行图像处理和特征提取,可以取得很好的效果,对后续的焊接质量控制和焊缝跟踪工作可以提供非常有用的熔池和焊缝信息。     

焊接理论：一般问题

异种钢恒温超塑焊接头特征区域分析;不同参数钢和铝TIG焊电弧光谱辐射分析;MAG焊熔池图像的超分辨率分析;虚拟制造环境下焊接结构有限元分析体系的研究;用数值模拟方法研究焊接工艺参数对熔池几何形状的影响     

焊接理论：一般问题

异种钢恒温超塑焊接头特征区域分析;不同参数钢和铝TIG焊电弧光谱辐射分析;MAG焊熔池图像的超分辨率分析;虚拟制造环境下焊接结构有限元分析体系的研究;用数值模拟方法研究焊接工艺参数对熔池几何形状的影响     

基于计算机图像的钛合金电子束熔焊缝表面成形预测

通过视觉传感的方法,得到了钛合金电子束的焊熔池样貌。利用二值形态学图像处理方法处理了熔池的图像,获得了熔池的边缘,再通过研发的一套提取熔宽的程序准确地提取了熔宽,获得了焊缝表面成形与熔宽波动性之间存在的对应关系。     

管道焊接熔池图像处理与特征提取

提出了一种管道焊接熔池成像系统,能够有效克服弧光干扰,获取焊接熔池在焊缝坡口内图像.采用基于统计的鲁棒图像处理方法,对熔池图像进行预处理,抑制飞溅等噪声.在图像自适应分割和边缘提取基础上,根据熔池图像和焊缝坡口图形特点,分别提取熔池图像在焊缝内的灰度分布特征以及焊缝坡口图形特征,得到熔池相对焊缝坡口的动态偏移量,以及熔池振动幅度和频率,为焊缝跟踪和焊接质量控制提供了视觉信息反馈.进行了焊接过程实时图像处理和特征提取试验,试验结果验证了熔池成像系统和图像处理方法的有效性和可靠性.     

工件倾角对脉冲MAG焊接熔池形态和焊缝尺寸的影响

在相同MAG焊接参数条件下,采用单因素试验方法对不同倾角的工件进行了上坡焊和下坡焊工艺试验. 通过高速摄像技术以及图像处理技术提取了熔池边缘及尺寸等特征参数信息,并对熔池面积、后拖角等相关参数进行了修正. 分析了工件倾角对熔池宽度、长度、面积、后部面积、后拖角等特征参数以及焊缝成形的影响. 结果表明,当工件倾角超过30°时,工件倾角对熔池形态特征参数和焊缝尺寸有比较明显的影响,且该影响在上坡焊和下坡焊中的表现不同. 研究结果对减少非水平位置焊接产生的焊接缺陷和改善焊接工艺具有重要的指导意义.     

Edge detection of molten pool and weld line for CO2 welding based on B-spline wavelet

Due to the disturbances of spatters, dusts and strong arc light, it is difficult to detect the molten pool edge and the weld line location in CO2 welding processes. The median filtering and self-multiplication was employed to preprocess the image of the CO2 welding in order to detect effectively the edge of molten pool and the location of weld line. The B-spline wavelet algorithm has been investigated, the influence of different scales and thresholds on the results of the edge detection have been cornered and analyzed. The experimental results show that better performance to extract the edge of the molten pool and the location of weld line can be obtained by using the B-spline wavelet transform. The proposed edge detection approach can be further applied to the control of molten depth and the seam tracking.     

基于被动光的MAG管道打底焊焊缝边缘提取方法

焊缝跟踪是实现焊接自动化的前提条件.间隙的变化会影响基于熔化极气体保护焊（metal active gas,MAG）的管道自动打底焊的焊接质量,为此设计了基于电荷耦合器件（charge-coupled device,CCD）视觉传感的MAG打底焊焊接过程监控系统.但从CCD获取的焊接过程的图像通常具有很大噪声,亟需设计...     

基于熔池图像尖端特征规律的焊接偏差测定方法

通过对管道全位置熔化极气体保护焊(gas metal arc welding,GMAW)熔池图像的研究分析,发现并验证了其根焊熔池图像尖端与焊缝坡口中心位置重合的现象,依据此规律性特征,提出了一种基于熔池图像尖端信息的焊接偏差测定方法.该方法的基本原理是,在对焊接过程熔池CCD图像进行中值滤波、小波变换、连通区域分割等图像处理后,以搜索算法测得的根焊熔池图像尖端位置信息作为焊缝坡口中心位置的坐标值,此值与焊丝中心坐标值之差即为焊接偏差量.试验证明,此方法能从根焊熔池图像中实时测定焊接偏差量,为实现机器人自动焊缝跟踪控制提供了可靠依据.     

水下焊缝自动跟踪路径的识别

为满足水下焊缝自动跟踪的需要,设计了一个视觉系统。该系统采用卤钨灯作辅助光源照射焊接电弧前方一定距离处的待焊焊缝．配合复合滤光片进行滤光,能拍摄到较为清晰的焊缝图像。提出了一个基于边缘邻域平均值的算子,用于图像的边缘增强。运用改进的遗传算法计算图像类间方差,求出最佳阈值进行图像边缘分割,能较好地保留图像弱边缘．有效地减少计算时间。对分割后的焊缝图像,提出一种基于待焊焊缝宽度等特征的识别方法,能克服焊接弧光、飞溅、水流、气泡等干扰,识别水下待焊焊缝．准确地获取待焊焊缝中心线．为进一步实现水下焊接的自动化打下了基础。     

基于小波变换的MAG快速成形焊缝截面建模

提出一种基于小波变换的焊缝截面形态建模方法。基于小波变换模极大原理提取了典型焊缝截面轮廓,分别采用三次样条、带约束的三次样条以及B样条曲线方法对提取的焊缝轮廓进行插值,并基于最小二乘法对插值后的焊缝边缘轮廓进行了数据拟合,得到了焊缝轮廓数学模型。结果表明,采用小波变换提取焊缝截面轮廓是可行的,带约束的三次样条曲线过渡平滑、无突变点,在该试验条件下得到的焊缝截面轮廓数学模型为正弦曲线。     

基于Gauss小波的焊缝检测技术

在小波边沿检测技术的基础上 ,提出了一种基于Gauss小波的焊缝检测的新技术。由于Gauss小波在时域和频域都具有很好的局部性 ,很适合于检测信号的局部形态。文章主要涉及到焊缝图像信号的预处理、Gauss小波函数及其在焊缝检测中的应用、检测结果的相关分析等。小波尺度对变换结果有很大的影响 ,文章对此进行了分析和比较。仿真结果表明 ,该方法检测精度高 ,抗干扰性能好 ,计算复杂度小 ,可靠性高 ,可以应用到实时控制中去     

基于钨极倒影的GTAW三维焊缝位置检测

为了同时实现钨极惰性气体保护焊(GTAW)中弧长控制和焊缝跟踪,文中提出一种基于钨极倒影的焊缝位置检测新方法.该方法将所研制的视觉传感器固接于焊枪上,从侧前方观测熔池,拍摄得到的图像包含有钨极前端、熔池前部、焊缝棱边以及钨极在熔池中所成的像等元素.通过所提出的基于实际钨极中心线约束的弧长算法和基于熔池水平约束的钨极左右偏差算法,计算得到焊缝相对钨极的三维位置,以此为控制量可以实现三维精密焊缝跟踪.结果表明,该方法是有效的,检测精度达到±0.1mm,满足精密焊接应用要求.     

激光焊熔池图像三维形态恢复算法分析

利用熔池图像表面的明暗变化恢复熔池表面三维形态,分析熔高和熔宽等特征与焊接质量的关系.试验装置采用红外激光辅助光源和带有近红外窄带滤波组合系统的高速影像设备实时捕捉熔池动态图像,并根据统计学估计光源位置参数,采用基于单幅熔池灰度图像的明暗恢复形状技术(shape from shading,SFS)中的局部分析算法来恢复熔池三维表面形态,并通过中值滤波和三次样条插值对三维重建后熔池形状进行去噪和平滑处理.结果表明,所采用的方法能有效地恢复熔池表面信息,为大功率盘形激光焊接过程中根据熔池二维图像预测焊缝成形提供了一种方法.