基于图像分析的焊接电弧空间电流密度分布测量

焊接电弧空间电流密度分布是反映电弧热-力耦合作用、影响焊接冶金与成形质量的重要因素之一.文中提出了一种针对非熔化极气体保护焊（gas tungsten arc welding, GTAW）电弧的电流密度空间分布的测量方法:首先通过拍摄GTAW电弧在一定特征谱线波长上的图像,利用标准温度法计算得到电弧空间温度场的分布;然后通过建立电势场偏微分方程,根据温度与电导率的关系、边界条件、截面电流守恒条件,求解得到电流密度分布.经对比,该方法计算所得电流密度与文献中同等条件试验测得数据具有较好的一致性.该方法采用非侵入式方法实现电弧电流密度分布的测量,为实现焊接过程的实时监测和质量控制提供了技术基础.     

基于多视觉特征获取与信息融合的焊道识别方法

焊接过程的复杂性与对象的多样性对焊缝视觉识别与跟踪提出了较高要求,依靠单一特征难以保证识别算法的稳定性与可靠性.文中提出了基于置信度加权的信息融合方法,对获得的不同光照条件下的同视场图像分别进行结构光条形状特征与灰度特征的提取,并分别根据两者的结果进行焊缝边缘的识别,将结果表示为位置的概率密度与置信度的形式,采用置信度加权的方法对概率密度进行叠加,得到融合结果,并针对算例进行了融合算法的验证.结果表明,算法能够实现稳定准确的焊缝边缘识别.     

基于对象特征分析的焊缝识别视觉传感技术

不同于以往将自动化焊接的视觉传感技术分为主动视觉、被动视觉或一维、二维、三维视觉,根据焊接视觉传感所提取的对象信息（特征）,提出一种新的对焊缝识别视觉传感技术的分类思路,该分类将已有的视觉传感方法分为以下二类：基于待焊工件的宏观三维结构特征的视觉传感,以及基于待焊工件区域光学特征的视觉传感。在上述分类思想的指导下,根据待焊工件（尤其是多层多道焊缝）具有明显纹理特征的特点,提出了基于纹理分析的待焊区识别方法,该方法利用待焊区的一个以往不被关注的但又十分明显的特征实现待焊区的自动识别。     

MIG短路过渡立焊技术研究及应用

针对大型水轮机长期运行中马氏体不锈钢叶片局部磨蚀的自动修复问题,提出采用MIG短路过渡向下立焊的工艺方法。通过调整焊接工艺参数实现了稳定的MIG短路过渡。实验表明,该工艺适应立焊位置作业,其熔深适度,熔敷效率高,补焊焊缝成形良好。研究成果为实际工业应用提供了基础。     

可视化焊接的发展

焊接是一个复杂的瞬变过程,可视化有助于全面深入地认识其内在机制.可视化的涵义应包括三个方面:焊接建模仿真与虚拟现实,焊接过程视觉传感与智能控制,焊缝缺陷成像与无损检测.可视化之目的在于为以下三方面提供依据:焊接材料、焊接工艺和焊接结构的优化设计,焊接过程的实时控制,焊接结构的健康评价.简要综述了可视化焊接技术的研究开发和拓展应用.     

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.     

基于图像色彩信息的焊缝识别算法

提出了基于图像色彩信息的焊缝识别算法,旨在为用于自动化焊接及自动无损检测的焊缝跟踪技术探索可能的解决方案.从色彩理论和图像分割的基本原理出发,开展了对RGB(红、绿、蓝)彩色空间中图像色彩信息表达的研究,提出了彩色空间变换的方法,根据灰度直方图对图像进行阈值分割,得到焊缝区与母材区基本被区分开的二值化图像,进而检出焊缝边缘.结果表明,该算法简便易行,识别效果好.     

基于焊缝纹理特征的视觉识别方法

基于焊缝纹理特征的视觉识别方法,对于在多层多道焊的后续焊、盖面焊步骤中实现焊缝自动跟踪具有重要意义.从充分利用焊缝图像纹理特征的思路出发,分别对焊缝视觉识别的两个步骤(图像处理和位置识别)进行了方法探究和算法设计.在图像处理中使用了±45.的Sobel算子进行边缘检测,在位置识别中结合了投影法和区域积分的方法,用以确定焊缝中轴线的位置.结果表明,提出的方法在原理上简单易行,且能够同时满足实时性和准确性的要求.     

Method of weld recognition based on textural feature matching

In this paper an automatic visual method of seam recognizing and seam tracking based on textural feature matching was proposed,in order to recognize the weld of multi-layer or multi-pass welding in which the weld is difficult to be recognized by conventional visual methods.This method focuses on the obvious difference of image textural feature between the weld region and the base metal region,as well as the similarity of the textural features along the welding direction.The method consists of the following steps: setting image template and choosing the edge region as ROI (region of interest),extracting the image textural feature of the template and the edge region,feature matching,and recognition of weld region.Experiment showed that the method proposed was effective for weld seam recognition in multi-layer welding.     

基于优化ICP算法的焊接机器人免编程控制系统

随着船舶行业装备技术的迅速提升，焊接机器人逐步成为加工主力。面对日益增长的生产需求，新一代工业机器人逐步暴露出智能化水平不足、易用性不高的缺点，使得企业转型陷入困局，船舶行业发展亟需智能且易用的焊接机器人。本研究设计了一种焊接机器人免编程控制系统，通过优化最近点迭代算法，实现了亚毫米级定位精度。