基于机器视觉的智能建造H型钢焊接焊缝轨迹跟踪方法

为了有效提升智能建造H型钢焊接焊缝轨迹跟踪结果的准确性,提出一种基于机器视觉的智能建造H型钢焊接焊缝轨迹跟踪方法,通过机器视觉系统采集智能建造H型钢表面图像,采用非局部均值滤波和双边滤波相结合的方法进行降噪处理;对智能建造H型钢表面图像进行纹理分析,提取图像纹理特征,同时利用图像分割法确定焊缝区域;引入Shi-Tomasi算法进行角点检测,经过拟合直线求交点和逐行扫描获取焊缝坡口信息对应的拐点信息,确定焊缝中心,实现智能建造H型钢焊接焊缝轨迹跟踪。通过实际测试分析证明,所提方法可以准确跟踪焊缝轨迹,且具有较强的实时性,可以有效推进智能建造的发展。

面向复杂空间路径的焊接机器人运动学分析与轨迹规划

为了提高面向复杂空间路径焊接机器人的焊接质量,以IRB 1410型机器人为研究对象,采用改进的D-H(Denavit-Hartenberg)法建立其运动学模型,通过坐标变换推导出机器人末端相对于基坐标系的位姿变换矩阵,利用RobotStudio软件和FlexPendant示教器验证了正运动学模型的正确性,然后推导出焊接机器人逆运动学的解析解,设计了Simulink模块对逆运动学算法进行仿真验证。根据所建立的运动学模型对具有复杂空间路径的马鞍形焊缝进行了等角度插补轨迹规划,并通过五次多项式插值算法使焊枪由初始位置至焊接起始点的运动轨迹与马鞍形轨迹相衔接。研究结果表明,本文建立的焊接机器人正、逆运动学求解模型可用于复杂空间路径焊接机器人的轨迹规划,焊接过程中机器人各关节运动连续且平稳,可满足焊接精度要求。

液压支架千斤顶焊缝坡口形式优化

为了提升液压支架φ200 mm以下千斤顶缸体焊缝的一次探伤合格率,对缸体坡口形式进行优化,设计焊接电弧更容易到达根部的坡口形式,改为对称60°V形坡口形式。结果表明:优化后的焊缝坡口形式更易焊接,便于焊缸工段加强过程控制,稳定了焊接质量,大大提高一次探伤合格率。

曲线焊缝跟踪的视觉伺服协调控制

为实现工业机器人自动跟踪曲线焊缝,提出了协调焊枪运动和视觉跟踪的视觉伺服控制方法.建立了特征点的数学模型,并在此基础上确定机器人运动的旋转轴.设计了一种双层结构的模糊视觉伺服控制器,通过动态确定控制量有效范围来保证图像特征存在于视场中.为准确确定有效范围,设计了带模型动态补偿的K a lm an滤波器.曲线焊缝的自动跟踪实验验证了所提方法的有效性.

C300马氏体时效钢等离子弧焊接接头的组织与硬度

采用穿孔型等离子弧(K-PAW)焊接方法对固溶态C300马氏体时效钢进行焊接,并采用光学显微镜、透射电子显微镜、扫描电子显微镜以及硬度仪等对焊接接头进行了组织观察和硬度分析。结果表明:采用K-PAW焊接可得到成形良好的焊接接头,但为了避免局部凹陷现象,应适当采用填充金属;焊接接头具有高度对称性,可分为焊缝区、固溶区(粗晶区和细晶区)、时效区以及母材区;焊缝金属呈倒喇叭状形貌;接头的硬度峰值出现在时效区,硬度曲线上水平区域的宽度取决于焊缝区与固溶区的宽度;焊缝、固溶区与母材的硬度基本相同;在时效区发现皲裂形貌和镍、钼、钛和钴元素含量的差异。

钟罩型电子束焊接接头的疲劳寿命分析

利用MSC公司的系列软件,模拟试验加载条件,将TC4钛合金钟罩型电子束焊接试件划分成焊缝、热影响区和母材3个区域,同时考虑热影响区材料强度的梯度分布,建立有限元模型,详细分析了焊件中的应力和疲劳寿命分布,沿不同观察路径考察了应力分布的规律,并将疲劳寿命分析结果与试验结果进行了比较.结果表明,焊缝对焊件的受力分布有明显影响,并导致应力在焊趾处集中,应力集中系数约为1.3;应力集中造成焊件寿命分布不均,从而降低了焊件的疲劳寿命;焊趾附近为低疲劳寿命区域,疲劳破坏容易从焊趾处起源.

基于轨道焊接机器人的马鞍形焊缝焊接技术研究

结合自行研制的轨道式全位置焊接机器人,分析了马鞍形焊缝焊接运动轨迹及马鞍形焊接运动数学模型,探讨了其运动系统工作原理和四轴伺服驱动系统控制的柔性功能,提出了利用该机器人解决马鞍形坡口焊接的技术方案,并设计了基于示教功能和基于数学模型马鞍坡口控制器,成功应用于马鞍形坡口的现场焊接实验,取得了预期的结果。

基于工业焊接小车的视觉伺服控制算法研究

针对基于视觉传感器的焊接小车,提出了提高跟踪精度和鲁棒性的视觉伺服控制方法.首先,建立了图像特征的数学模型,并设计了错误数据的检测算法,其次,对于折线焊缝跟踪过程中存在的位置延迟问题,采用了一种自适应视觉伺服控制结构.这种自适应结构在线检测焊缝方向,并能够在焊缝方向发生变化时对控制参数进行相应的调整.针对该控制结构,设计了基于Kalman滤波器的焊缝方向变化检测算法、参考像素坐标调整算法以及预测与实时调整相结合的控制方法.焊缝自动跟踪实验表明所提方法具有较强的鲁棒性和较高的精度.

铝合金T型接头双激光束双侧同步焊接温度场模拟

为了掌握双激光束双侧同步焊接工艺特性并得到最优焊接工艺匹配参数,对由铝合金6156底板与6056桁条组成的T型焊接接头进行了有限元数值模拟和试验研究.在改进以往激光热源模型的基础上,模拟分析了不同工艺参数匹配条件下的激光焊接过程,获得了实际可行的工艺参数范围.同时研究了焊接功率和焊接速度对熔池形状的影响规律,结果表明:焊接功率和焊接速度对焊缝成形具有重要影响,且熔池形状的模拟结果与试验结果吻合良好.最终获得了最佳的焊接工艺参数,为大型客机铝合金壁板的双激光束双侧同步焊接提供了理论指导.

基于机器人的多层多道马鞍形焊缝自动焊接应用研究

针对含盆形坡口的马鞍形焊缝的多层多道焊,研究了一种基于工业机器人的自动化焊接方法,包括机器人运动轨迹规划、焊道排布、焊枪姿态设定、焊接参数设定、起弧收弧优化、自动排道软件设计等具体内容,并且针对3种不同规格的工件进行了焊接试验。试验结果表明,该方法能充分保证焊接质量和成形效果,同时还具有广泛的适用性。

双机器人主从协调焊接的路径规划算法

针对空间复杂曲线焊接问题进行了双机器人协调焊接路径规划方法的研究,在保证焊接过程焊缝点熔池处于水平或稍微下坡状态前提下,提出了一种主从协调跟踪的路径规划算法,以实现一台机器人夹持工件不断调整位姿满足船形焊的要求,另外一台机器人跟踪焊缝曲线实施焊接.建立了协调系统数学模型,时间约束和空间约束,在此基础上规划了焊枪坐标系和工件机器人的位姿;并以马鞍形焊缝的焊接为研究对象进行了两个机器人的协调路径规划.并对该算法所规划的结果进行试验验证.结果表明,该算法可实现空间复杂曲线焊缝的连续焊接工作.

V形焊缝特征点提取的算法研究

依据带辅助结构光V形焊缝及其弧光和飞溅干扰图像的特点,尝试结合投影法和曲率法的优势,设计了一种满足实时性要求的焊缝特征点提取的曲线拟合算法。试验结果表明,该算法具有精度高,抗干扰性能力强的特点。

基于实际熔敷形状的旋转电弧传感器数学模型

旋转电弧传感器数学模型是提高焊接质量、旋转电弧信号处理和焊缝偏差提取的理论基础,焊接熔敷金属堆积形状是决定旋转电弧长度主要因素之一,影响其数学模型精确度.采用双线结构光传感系统对焊接收弧阶段焊缝进行三维重建获得焊接熔池熔敷形状,运用单纯形法最优化电弧长度,在此基础上建立了旋转电弧传感器数学模型及仿真模型.结果表明,该数学模型相对于假设的三角锥熔敷形状数学模型,消除了焊接过程工件变形引起的电流信号误差,减小了焊缝转角和焊缝偏差检测误差,提高了旋转电弧传感器数学模型精度.

水下焊接中无弧V形焊缝的识别

设计了一个水下焊接自动跟踪视觉系统,其主要由激光器、滤光片和CCD摄像机组成,被封装在防水的透明玻璃体中。焊接时激光器作为辅助光源,其与CCD成30°照射焊件,得到焊件的V形剖面焊缝。由于水下焊接时拍摄的图像模糊且比较弱,采用中值滤波的方法进行图像增强,然后进行阈值变换得到焊缝,再用Krisch边缘算子对焊缝进行边缘提取,提出了对边缘的灰度值取平均值得到焊缝中心线,最后对其进行直线拟合,提取V形焊缝的中心线所在的最低点,画出中心线以进行标识。

储罐焊接缺陷安全评价

某3000 m3内浮顶成品油常压储罐罐壁存在"十字"形焊接缺陷,不符合GB 50341-2003的规定,取样后经室内检测和解剖发现,焊缝还存在未焊透和较严重的错边缺陷。为评价上述缺陷对储罐承压能力的影响,将未焊透缺陷简化成裂纹型缺陷后,用API 579-2000中的裂纹型缺陷评价方法进行评价,同时用静强度方法对错边缺陷进行了安全评价。评价结果表明:未焊透缺陷对储罐承载能力没有影响,但错边缺陷导致储罐最大允许液位降低,安全液位高度为8.562 m.

电阻缝焊数值模拟研究进展

电阻缝焊过程的热影响区随着滚轮电极的旋转而不断移动,熔核彼此搭迭,形核过程处于封闭状态且无法观测,焊接参数及性能比点焊更加难以准确计算.数值模拟作为一种功能强大的分析手段,解决了电阻缝焊领域中传统分析方法无法解决的问题,越来越受到焊接研究人员的重视.文中综述了国内外近几年来的研究成果,对比了电阻缝焊与电阻点焊的特点,总结出电阻缝焊过程中电流场、温度场、应力场(应变场)三大领域的数值模拟方法,以及焊后焊缝形状、焊缝跟踪、无损探伤等智能控制技术,并对这些方法的原理进行了分析和探讨,提出开发多参数、多变量综合数学模型是将来电阻缝焊数值模拟技术的研究重点.此外,指出发展与先进的在线实时监控系统及无损检测技术相适应的数值模拟技术将是电阻缝焊重要的研究方向.

薄壁压力容器筒身B类环缝焊接方法分析

本文介绍了薄壁压力容器筒身B类环缝射线检测须满足的要求,阐述了提高环缝射线检测合格率的具体焊接方案,以及所需工装结构、工艺参数。

V型焊缝图像处理中阈值自动选取的一种算法

介绍了V型焊缝图像识别中一种阈值自动选取的算法及其实现。该算法选取一个5×5窗口区域,在这个窗口中制作4个五边形、4个六边形、1个正方形共9种形状的滑动窗口模板。5×5窗口以列的形式在图像上滑动时分别计算每个窗口区域内灰度值的方差,然后找出最大方差,同时获取方差最大区域内的平均灰度值。依此方式获取每列方差最大的区域,相应的便可获得每列方差最大处的灰度平均值,最后选取所有灰度平均值中最大的一个作为阈值。通过对陆地上焊接各种焊缝图像和水下焊接V型焊缝图像的处理效果表明,该算法可用于V型焊缝中心点的提取。

镐形截齿硬质合金刀头及焊缝应力分析

从采煤机镐形截齿及其硬质合金刀头的具体结构出发,详细分析了截齿齿身与硬质合金刀头间焊缝应力的两种典型分布形式,给出了应力理论计算表达式及其应力分布的变化规律,并应用有限元分析软件,初步计算了其应力分布情况,其结果基本是吻合的。因此,可通过改变应力模型中的截齿结构参数、安装参数和焊缝结构来评价焊缝应力的变化,为提高截齿工作的可靠性提供了理论方法及途径。

对锅炉钢结构标准中大面积板材拼接的几点建议

指出标准中论述不清析及不尽合理之处 ,提出修改建议 ,并分析和阐述了建议的理由。