基于Beamlet变换的结构光焊缝图像线性特征提取

鉴于以结构光为主动光源的焊缝跟踪方法可用于识别不同坡口形式的焊缝位置信息,对结构光焊缝图像进行了分析.为有效提取图像中结构光线性特征以确定焊缝位置,引入了束波变换.阐述了束波变换原理,开发了基于多尺度束波变换的结构光焊缝图像线性特征提取算法.做基于最大Beamlet统计的检验,对结构光焊缝图像进行小尺度束波变换以确定结构光线的大致位置,缩小搜索范围;然后对图像进行大尺度束波变换确定焊缝部分结构光线的线性特征,根据线段斜率变化可确定焊缝位置.采用该算法确定一幅结构光焊缝图像的焊缝位置的时间为260 ms.     

基于有功能量平衡原理的并联型有源滤波器的控制方法

介绍了一种基于有功能量平衡原理的并联型有源滤波器的控制方法。首先分析了并联型有源滤波器在补偿阻感负载时,瞬时有功和瞬时无功在系统中的传递过程。接着从有功能量平衡原理的角度,提出了通过对直流侧电压反馈进行PI调节,来获得整个系统所需的输入有功分量方法。这种方法无需复杂谐波检测,只需检测两路电源电流信号和一路电压信号,从而使整个控制系统得以简化。最后通过仿真和实验对提出的方法进行了验证,实验表明这种方法具有较好的谐波补偿效果。     

工程建设中的管道焊接自动化

针对工程建设中管道焊接典型工序,分析了打底焊、填充和盖面等的焊接特点,并基于当前的工艺水平,从焊接质量、焊接效率和施工成本等角度进行了对比分析,给出了各焊接工序实施自动化的建议。针对焊前准备各工序进行了对比分析,说明了准备工序的自动化可以提高效率和降低成本。从实际施工工程的情况看,工程建设中的管道焊接自动化可以提高工程质量,加快工程进度,节约费用,同时也减小了工人的劳动强度,必将是工程施工的发展趋势之一。     

管道预制焊接机器人的研究

研究了一种管道焊接机器人系统,采用激光视觉传感,在两个维度上完成管道焊缝的识别与跟踪,并在焊接第一道焊缝(打底焊)的同时,利用机器人记忆功能完成管道焊缝示教过程,简化了焊接操作过程.试验结果验证该焊接机器人系统满足管道自动化焊接的需求.     

方波交流GTAW电弧再引燃机理的研究

交流电弧再引燃主要影响因素是电流换向瞬间的电压、电弧空间的电离度和电极发射电子的能力。方波交流电源以其高的电流换向速率提高了交流焊接电弧再引燃的可靠性。但用交流钨极氩弧焊接铝时，由于铝工件熔点和沸点低，电子发射能力弱，在钨极接负变为工件接负时，电弧再引燃困难，仍须采用附加的稳弧措施。在双逆变式交流方波电源中，在利用前级高频逆变恒流电源的快速响应特性的基础上改进了后级的电路结构，克服了传统的高压脉冲或高频高压稳弧的缺点，可靠实现了交流钨极氩弧焊铝的电弧再引燃。     

水下高压干式环境下压力及焊接参数对GMAW焊缝成形的影响

开展水下高压干法焊接试验研究,在焊接过程相对稳定的情况下,以环境压力、焊接电流、保护气成分、焊丝伸出长度为变量,探索其对于焊缝截面成形的影响规律. 采用正交试验方法,通过试验确定了焊缝熔深、熔宽及余高随上述变量的变化规律. 结果表明,随着环境压力增大,焊接飞溅增多,熔深增加,熔宽减小,余高增高;高压环境下,随着焊接电流增大,熔宽没有明显变化,熔深增加,余高略有增加;随着保护气中CO₂比例的增加,熔深减小,熔宽增加,余高变化不明显;随着焊丝伸出长度增加,熔深减小,熔宽增加,余高增加.     

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.     

圆管斜交偏置相贯线焊缝轨迹跟踪的实现

两圆管斜交偏置相贯线是复杂的空间曲线,为实现相贯线焊缝轨迹跟踪,建立了两圆管斜交偏置相贯线的数学模型,推导出相应的可控步长实时插补算法。基于所建相贯线的数学模型和插补算法设计了一套圆管斜交偏置相贯线焊缝轨迹跟踪控制系统。通过焊接实验验证,所设计的控制系统能够控制焊枪跟踪相贯线的空间曲线轨迹,且控制精度较高,可以满足相贯线焊缝自动焊接的要求。     

一种基于空间矢量调制的弧焊逆变电源PFC控制方法

将空间矢量调制(SVPWM)方法引入到弧焊逆变电源功率因数校正(PFC)技术中，通过控制PWM整流器开关八个基本矢量不同的作用时间，调整输入电压矢量来达到控制输入电流的目的。详细地阐述了SVPWM控制原理和具体实施方案。同时，针对弧焊逆变电源的变动负载的特点，先借助Saber软件通过仿真研究了SVPWM用于弧焊逆变电源的适用性。最后通过DSP控制的试验样机对提出的方案进行了验证，其低电流畸变率，高功率因数和快速的动态响应的特点为弧焊逆变电源的PFC技术提供了一个新的控制途径。     

提高焊丝熔敷率的试验研究

在理论分析的基础上，对干伸长、焊接电压、混合保护气体的配比成分等因素与熔敷率之间的关系作了大量系统试验，确定了影响熔敷率提高的主要因素，指出阻碍熔敷率提高的核心问题。