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.

基于焊枪轮廓特征提取的焊接偏差测定方法

在熔化极气体保护焊(gas metal welding,GMAW)焊接过程中,由于弧光干扰严重,视觉系统难以同时准确提取焊缝和焊丝尖端,从而影响焊缝跟踪的精度.针对这个问题,提出一种定位焊枪中心来替代定位焊丝尖端的焊接偏差测定方法,并对该方法进行了可行性论证.首先,在增强熔池图像中的焊缝、焊枪边缘轮廓信息后,设置矩形窗获得边缘采样点.然后,使用聚类算法筛选出正确的边缘采样点,根据采样点利用最小二乘法拟合出焊缝直线和焊枪椭圆方程.最后,计算当前图像焊枪中心与焊缝直线的距离,与基准图像中的对应距离进行比较,测定出焊枪位置偏差量和焊枪摆幅偏差量.实际验证结果表明,焊枪中心与焊丝尖端的替代误差在0.2 mm以内,满足跟踪精度要求,具有较强的工程实际意义.

基于视觉传感的CO_2焊焊接偏差识别

高质量焊接图像的获取和焊接偏差信息的获取是焊接偏差检测中的两个重要步骤.文中在对CO_2焊的成像特征进行分析的基础上,采用宽动态范围相机采集清晰和稳定的CO_2焊实时图像,并根据焊接图像的特点,开发了一种改进的Canny算法来获得边缘信息,结合Hough变换和先验知识提取出坡口边缘;为了拟合出熔池边缘,提出一种基于条件约束的差分进化(Differential Evolution,DE)椭圆识别算法;在此基础上计算得到焊接偏差;并通过试验对焊接偏差识别算法的鲁棒性和精确性进行验证.结果表明:文中提出的算法可满足焊缝跟踪和焊接自动化的要求.

基于改进神经网络的激光焊接偏差智能识别研究

为保证激光焊接质量,需要有效识别激光在焊接过程中的焊接偏差,因此,采用改进神经网络模型实现激光焊缝偏差识别。构建激光焊接试验装置,采用302不锈钢板作为焊接试件,通过高速摄像机获取激光焊接过程中的熔池红外图像,并通过中值滤波算法对图像实行预处理后获取堆积热效应参数、匙孔质心参数、匙孔形变参数,以此作为改进神经网络模型的输入向量,实现激光焊接偏差识别。实验结果表示:该模型在隐含层单元数量为3、训练步数为240时训练误差较大程度接近目标值,且模型规则数量为4条时,可有效、精准地完成激光焊缝偏差识别。

基于单目主被动视觉结合的焊接偏差检测方法

针对管道全位置机器人自动焊,提出了一种基于单目主被动视觉结合的熔化极气体保护焊(gas metal arc welding,GMAW)焊接偏差测定方法。设计出一种调光玻璃,使采集到的同一帧焊接图像中包含了激光条纹和焊丝尖端等信息。首先,根据焊接图像噪声类型呈高斯分布这一特性,针对性的采用LoG算子分别对电弧区域和激光条纹区域图像进行滤波处理;然后,设计图像处理算法分别提取出焊丝和焊缝坡口中心位置坐标;最后,计算出两坐标点在Y轴方向的偏差值。试验证明,此方法能在填充焊焊接图像中实时测定出焊接偏差量,焊接误差可以控制在0.2 mm以内,可为实现管道焊接机器人自动焊缝跟踪控制提供可靠依据。

基于改进ViT的熔池识别与焊接偏差在线检测方法

焊接偏差的精确检测是实现焊接机器人焊缝轨迹自动跟踪及智能化焊接的前提。提出了一种基于改进视觉转换器(Vision Transformer,ViT)的熔池识别与焊接偏差在线检测方法。首先,采用轻量级ViT模型Segformer作为基线模型,在其掩码分割前嵌入置换注意力(Shuffle Attention,SA)机制,以更好地捕获特征信息在空间和通道这2个维度中的依赖关系,从而提高模型的分割精度;其次,在多层感知机(Multilayer Perceptron,MLP)中加入上下文广播(Context Broadcasting,CB)模块,在保证模型低参数量的前提下提高泛化能力;最后,基于模型分割结果,提出一种焊接偏差计算方法来定量描述偏差检测精度。实验结果表明,相较于基线模型,所提出模型的平均交并比和平均像素准确率分别提高了2.67%和2.12%,且对于不同预设焊枪偏移情况均具有良好的泛化性,焊接偏差精度控制在±0.021 mm之内,为实现精密焊接焊缝跟踪提供基础。

大型不锈钢排油烟风管施工技术

本文结合北京城市副中心某工程,详细介绍了大型不锈钢排油烟风管施工技术。该技术采用外翻边焊接和不锈钢角钢加固的措施,解决了封闭空间大型风管成型质量控制困难、焊接变形偏差大的问题,确保了施工质量,为鲁班奖的评审创造了质量基础,具有良好的推广价值。