大功率激光焊接图像边缘检测系统的实现

提出了一种基于FPGA和四元数的高强度低合金厚钢板激光焊接熔池图像边缘检测系统,以及该系统的实现方法.针对大功率激光焊接速度快和控制实时性要求高的特点,采用FPGA构建熔池图像高速处理平台.通过实验研究,分析了基于FPGA的四元数运算的精度.构建了基于FPGA和四元数的彩色图像边缘检测系统软硬件平台,采用单位四元数以及三维空间矢量旋转的对应关系构造滤波器,完成高强度低合金厚钢板的激光焊接熔池彩色图像边缘提取.由于向量代数的局限性,彩色图像的R、G、B分量之间存在相关性和连续性,如果单独利用其中一种分量来描述,则会损失掉图像的部分信息,该方法处理熔池图像的优势在于运算中保留了图像R、G、B分量之间的相关性和连续性.并且该系统具有便携性好、实时性强、成本低、可维护性强等优点,在大功率激光焊接质量检测以及其他工业、医学图像检测领域都具有较强的通用性和推广价值.

大功率盘形激光焊接过程等离子体图像特征分析

研究一种基于等离子体图像特征的大功率盘形激光深熔焊质量分析及检测的新方法.以大功率盘形激光焊接Type 304不锈钢板为试验对象,应用高速摄像机摄取焊接过程中的等离子体图像,通过图像处理技术提取等离子体的面积和高度特征.以熔宽作为衡量焊接过程稳定性的因素,对比焊接过程中等离子体图像和焊接试件的熔宽变化,研究相邻等离子体图像的面积变化值和高度变化值在不同焊接质量区域中的平均值和基于不同阈值下所占的百分比,探索判定焊接过程质量稳定性的特征参量的统计规律.结果表明,所提出的方法能够对大功率盘形激光焊接Type 304不锈钢板焊接质量做出动态评估.

视觉传感技术在大功率光纤激光焊接焊缝宽度特征提取的应用

大功率光纤激光焊接过程中,焊池的热辐射含有较多焊接质量的信息,焊缝宽度可以体现出焊接的稳定性。因此,通过红外热成像技术提取大功率光纤激光焊接焊缝宽度是评鉴焊接质量高低的重要方法。本文基于图像处理技术的自动焊缝跟踪系统分析了302不锈钢处于持续大功率光纤激光焊接时的焊缝宽度变化情况,同时采用近红外高速传感相机及时采集焊池图像,并通过数学形态学图像算法技术对焊池图像进行分析处理和检测焊池宽度。焊接实验结果显示,提出的方法能够有效提取焊池宽度,准确反映大功率光纤激光焊接过程的状态变化,有利于焊缝跟踪分析。

大功率光纤激光焊接熔池特征提取技术研究

本文针对大功率光纤激光焊接不锈钢板紧密对接焊缝,建立了一个熔池动态信息的近红外图像检测系统,用于焊接熔池视觉信息的采集。应用可见光波和红外光波段滤光组合技术解决了焊接过程中飞溅、等离子体和红外辐射的干扰,在近红外高速摄像机获取清晰的熔池区域图像的基础上,研究了大功率光纤激光焊接熔池图像特征的提取方法,为焊缝跟踪和焊接质量控制提供可靠的视觉信息检测。

原位合成ZrB2p/6061Al复合材料的大功率激光焊接组织及性能

通过ZrB2p颗粒增强ZrB2p/6061Al铝基复合材料的大功率激光焊接试验,研究激光焊接对铝基复合材料焊缝组织与性能影响,进而优化大功率激光焊接铝基复合材料的工艺参数。分析了不同焊接参数下的焊缝组织,初步获得了最优焊接参数。结果表明,激光功率为2000W,移动速度为7mm/s,焊接角度为85°时,焊接后基体晶粒得到明显细化,颗粒分散均匀、团簇体基本消失,此时焊缝区域硬度(HV)平均值为64.6。

大功率碟形激光焊支持向量回归熔宽预测算法

大功率碟形激光焊接作为一种重要的新型激光加工技术在制造业领域得到日益广泛的应用.针对焊接过程多变量强耦合性以及反馈的实时性要求,提出了用支持向量机(SVR)对焊接过程中熔宽变化量进行预测的新方法,并根据焊接试验数据对其性能进行验证.同时分析对比了支持向量机与BP神经网络的预测效果.结果表明,BP神经网络和支持向量机的训练和单步预测效果良好,均可以应用在大功率碟形激光焊接过程中,但SVR模型要更加适应于大功率碟形激光焊接过程的样本训练和预测.当采样点数N值取10时预测效果最优.

大功率盘形激光焊光致等离子体特征提取

激光致等离子体是激光焊接过程中的一个重要现象,与焊接的稳定性、焊接质量以及能量利用率等都有着密切的关系。本文研究一种利用计算机图像处理技术提取等离子体图像特征的新方法。以大功率盘形激光焊接Type304不锈钢板为试验对象,应用高速摄像机摄取焊接过程中的等离子体图像,通过计算机图像处理技术提取等离子体图像的面积、高度和摆角特征参量。试验结果表明,所提出的方法能够准确有效的提取大功率盘形激光焊接光致等离子体的特征信息。

武汉楚天激光集团大功率激光切割焊接机通过技术鉴定

武汉楚天激光集团研制的一种新型(JDXI型)大功率数控CO_2激光切割焊接机,日前通过了湖北省科技厅组织的技术鉴定。

大功率光纤激光焊匙孔形态频域分析

匙孔是激光焊接熔池形态的一个重要特征，与焊接的质量和焊接的状态有着密切的关系。本文以10kW大功率光纤激光焊接304不锈钢板为试验对象，应用近红外高速摄像机摄取焊接过程中的熔池图像，以匙孔面积和匙孔宽度作为匙孔形态特征参数，激光束与焊缝中心的偏差来反映焊接的稳定性。在频域内运用高斯高通滤波、高频加强滤波、灰度阈值分割、Canny边缘检测等方法获取匙孔特征参数。通过分析匙孔特征参数的变化，发现匙孔形态与焊接状态之间存在联系。试验结果表明，匙孔面积和匙孔宽度参数可有效反映大功率光纤激光焊接过程的稳定性。

大功率光纤激光焊焊缝偏差检测方法

在大功率激光焊接过程中，准确提取焊缝偏差是实现焊缝跟踪和保证焊接质量的前提。本文以10kW大功率光纤激光焊接304不锈钢板为试验对象，采用近红外高速摄像机获取焊接区域熔池动态热像，以匙孔最下端、最左端和最右端位置处的列坐标为匙孔形变参数，运用中值滤波、灰度拉伸、阈值分割、边缘提取等图像处理和识别算法，获取激光束偏离和对中焊缝时的匙孔形变参数，进而求得焊缝偏差。试验结果表明，熔池匙孔形变参数与焊缝偏差之间有密切关系。

大功率光纤激光焊熔池红外热像增强算法

在激光焊接过程中，分析熔池的红外热像是观测焊接质量的重要方法。本文以大功率激光焊接为试验对象，综合运用维纳滤波、中值滤波、灰度拉伸、阈值分割、图像形态学法等算法处理焊接中所获取的红外图像，提取熔池信息，最后用熔宽测量值与实际焊接图像比较验证算法的可靠性。试验结果表明，按上述方法处理后提取出的熔宽变化与实际熔宽变化相符，能够反映焊接过程质量的稳定性。

激光焊接不锈钢微间隙焊缝偏差小波变换检测法

针对大功率(激光功率10 k W)光纤激光焊接304不锈钢间隙小于0.1 mm的紧密对接焊缝,研究一种基于小波变换的焊缝偏差检测方法.为了分析焊缝偏差特征细节,采用红外传感高速摄像机摄取焊接区域熔池红外热像,利用小波函数对熔池图像感兴趣区域进行多尺度分解.定义小波变换后的高频分量极值的横坐标作为匙孔形变参数,以匙孔形变参数作为特征值,分析特征值和焊缝偏差之间的关系.结果表明,匙孔形变参数与焊缝偏差之间存在密切关联,能有效判断和检测焊缝偏差.

激光焊熔池红外辐射特征支持向量机回归分析

大功率光纤激光焊接过程中,熔池红外辐射蕴含着丰富的焊接质量信息。以大功率光纤激光对接焊304不锈钢板为试验对象,运用近红外高速摄像机获取焊接熔池动态热像。定义并提取熔池宽度、匙孔面积、匙孔周长和匙孔质心横、纵坐标,作为熔池特征参数,运用支持向量机建立熔池特征参数和焊缝宽度的回归模型,并通过网格寻优和粒子群算法优化支持向量机参数。试验表明,所建立的支持向量回归机能够较好地融合熔池特征,预测焊缝宽度,从而为自动监控大功率光纤激光焊接质量提供试验依据。

大功率盘形激光焊飞溅特征分析

焊接过程的在线监控是保证激光焊接质量的关键,为此,首先要找到焊接过程传感特征量变化规律以及与焊缝质量间的关系.飞溅是大功率盘型激光焊接过程中的一个重要现象,其特征与焊接质量、焊接过程稳定性以及能量利用率等有着密切的联系.以大功率盘形激光焊接304不锈钢为试验对象,研究焊接过程中的飞溅特征.在紫外波段和可见光波段应用高速摄像机摄取焊接过程中产生飞溅的瞬态特征,通过计算机图像处理技术分析飞溅的数量、面积、行程和质心高度特征参量.以焊件熔宽作为衡量焊接质量与焊接过程稳定性的因素,对飞溅特征量进行线性和高次拟合,研究飞溅特征参量的波动规律,并与焊件熔宽的变化对比,探索焊接过程的飞溅特征参量变化规律.试验结果表明,根据飞溅特征量变化规律能够对大功率盘形激光焊接304不锈钢板焊接质量做出动态评估,为实现焊接质量的在线监控提供了试验依据.

基于高速影像的激光焊金属蒸汽周期性分析

在激光焊接过程中,材料表面强烈气化,形成较强电离的金属蒸汽。这种致密的气体可以逆着光束入射方向传输,对激光有着显著屏蔽作用,大大降低了入射到材料内部的能量密度,影响焊接质量。以10 kW大功率光纤连续激光焊接不锈钢钢板为试验对象,应用高速摄像机摄取金属蒸汽图像,将数据图像进行处理、分割,提取金属蒸汽面积特征值,作为衡量研究金属蒸汽周期性的稳定参数。分析结果表明,金属蒸汽图像的面积能有效地反映金属蒸汽周期性变化。