激光焊缝跟踪系统设计与应用

针对当前小型生产车间难以做到智能化生产问题,设计一套智能焊接系统,使机器人在焊接过程中可以对搭接焊缝、对接焊缝的路线进行精确跟踪。以ABB公司irb1600机器人为载体,实现机器人与传感器的通信,通过校准传感器的视觉以及对算法的设定,使传感器识别到焊缝的特征点,并通过特征点的位置与校准的位置误差反馈给机器人纠偏信号。使用ABB机器人专用的编程指令编写程序,通过上位机实时对传感器的视觉进行监控并做出调整。实验结果表明:此系统针对不同的焊缝均可实现精确跟踪,有效提高焊接质量与效率。

一起滑行车类游乐设施轨道对接焊缝开裂的案例分析

本文分析了1台新安装的滑行车类大型游乐设施轨道对接焊缝出现大量裂纹的原因。以现场出现的问题为前提,结合焊接工艺及相关标准规范的要求,从制造、现场安装、焊接工艺、质量控制等方面进行分析,指出生产单位存在的问题和不足,并提出了建议和改进措施,为有效落实特种设备安全主体责任,保证特种设备的安装质量,预防出现类似的安装质量问题提供了经验和参考价值。

基于结构光无坡口对接焊缝图像实时处理研究

设计了一套基于结构光无坡口对接焊缝图像实时处理的方法。对焊缝图像采用中值滤波去除图像噪声,提出三次筛选法对图像进行二值化,采用基于二值形态学的滤波方法滤除孤立点,采用求取边缘上下两个边界点平均值的方法快速提取结构光的中心线,提出了通过求取结构光邻域灰度曲线二阶导数的方法来获取焊缝中心位置信息。试验结果表明,所设计的方法能够准确地提取焊缝中心,具有很强抗干扰性能,能够满足焊缝跟踪系统的实时性要求。

基于双目视觉的焊缝跟踪系统研究

在自动焊接技术中,需要焊枪对焊缝实时而准确地跟踪。单目视觉系统不能实现对曲面焊缝的焊接。引入双目视觉技术,利用视觉反馈,实时监控焊点位置,减小自动焊接工作过程中的焊接误差,提高焊缝精度;对双目视觉系统进行标定,得到相机内外参数,利用投影矩阵M得到焊点三维坐标,并以此计算焊点的理论坐标误差,通过实时补偿,满足高精度焊接要求。实验表明,在加装双目视觉传感系统后,焊缝平均精度可达0.68mm,满足自动焊接的要求。

无坡口对接焊缝特征角点检测方法

针对无坡口平板对接焊缝,研究一种应用线结构光传感的角点检测原理实现焊缝特征检测与跟踪的方法.与基于线结构光形变特征检测焊缝位置的传统方法不同,根据激光条纹在焊缝处的灰度变化,运用图像形态学处理方法,提取焊缝中心特征.计算图像每列邻域内灰度值和,运用中心差分方法,提取焊缝图像感兴趣区域.再依据角点检测原理,确定焊缝中心亚像素级坐标位置,通过简单快速的系统标定,得到焊缝实际位置偏差.结果表明,对焊缝间隙为0.2 mm左右的对接焊缝进行跟踪试验,平均误差均保持在0.1 mm以内,满足焊缝跟踪精度要求.

客车底盘骨架对接焊缝的视觉跟踪系统

根据客车底盘骨架对接焊缝的特点,设计了基于激光视觉传感的焊缝跟踪系统。针对图像处理运算量大的特点,为减少图像处理时间,提出了加窗处理算法。视觉传感系统采集并分析焊缝图像得出焊缝偏差,控制系统根据焊缝偏差指导机器人移动焊枪进行实时纠偏控制。实验结果表明,所设计的焊缝跟踪系统满足焊缝跟踪的精度要求,可以用于底盘骨架的焊接。

地铁线路钢轨闪光焊接头轨头下颚伤损原因分析

国内某地铁线路在服役2年多后,钢轨的闪光焊接头出现了多起轨头下颚伤损,裂纹从轨头下颚焊筋边缘处发生,并快速发展为严重缺陷,最后导致接头断裂。通过对该受损接头进行外观检验,采用光学显微镜、扫描电镜等设备对裂纹的断口形貌、金相组织等进行检验,找到了下颚伤损的具体原因:该轨头下颚处推瘤后焊缝余高超标,推瘤与母材形成的夹皮未打磨干净,由此形成了明显的尖角,导致应力集中;加上该处在焊后正火过程中脱碳,形成了大量的铁素体组织,导致钢轨疲劳强度降低;列车运行中,在轮轨反复作用力下,轨头下颚推瘤夹皮与母材尖角处形成裂纹源,并逐渐扩展形成疲劳核伤,裂纹进一步扩展后导致接头断裂。

基于区域连通滤波的薄板焊缝跟踪图像处理算法

针对工件表面经过局部打磨或点固的薄板对接、搭接焊缝的焊缝中心线提取和焊接起始位置搜索问题,提出了一种基于区域连通滤波与Hough直线变换相结合的图像处理算法。采用自适应二值化算法有效分离打磨后灰度值非常接近的背景区域和目标区域;然后根据薄板对接、搭接焊缝宽度窄、直线型的形态学特征,采用区域连通滤波方法提取出焊缝区域;对于焊接图像中存在的点固点干扰,通过区域连通滤波与Hough直线变换相结合进行滤除。试验结果表明,该方法能实现快速准确的薄板对接、搭接焊缝跟踪,跟踪精度在±0.3 mm以内。

港口机械起重装备小车轨道闪光对焊工艺研究

为提高港口机械起重装备小车轨道焊接的效率,提升小车轨道焊接的自动化程度,降低工人的劳动强度和焊接成本。文中针对港口机械起重装备常用的90 kg/mm^(2)、100 kg/mm^(2)2种轨道材质,通过落锤试验、静弯试验、拉伸试验、冲击试验、硬度试验,对闪光对焊工艺焊接的轨道接头进行研究,并制定相应的验收标准。其中,落锤试验轨道接头均在焊缝处断裂,静弯试验轨道接头在加载到试验受力时均发生断裂,拉伸试验结果满足标准要求,硬度试验结果满足使用要求,验证了港口机械起重装备小车轨道闪光对焊工艺的可行性。由于港口机械起重装备小车轨道硬度是重要指标,其决定了小车轨道的使用寿命,故对不同工艺参数下硬度与焊缝中心距离的变化趋势及焊缝金相组织进行研究。

深海脐带缆超级双相不锈钢盘管的研制

介绍了深海脐带缆的基本构成及发展现状,简述了脐带缆内管生产线,即超级双相不锈钢盘管生产线的基本要求以及主要组成设备。分析了生产线主要设备管-管全位置对焊装置、抛光装置、X射线平板数字成像检测装置、收卷装置、水压试验装置的结构和功能。采用该生产线进行了准14.7 mm×1 mm规格S32750(SAF2507)超级双相不锈盘管的试制,试验结果表明,试制盘卷的力学性能完全符合ISO 13628-5—2009等有关标准要求,该生产线可以满足实际生产的需要。

平板对缝焊接视觉跟踪试验及异常数据分析

智能化焊接装备是焊接技术发展的必然趋势,焊缝跟踪系统研究是实现该技术的关键环节。结合企业现有平板对缝焊接装备,安装自主设计的焊缝视觉跟踪系统,以板厚为2~8 mm为试验材料,对平板对缝焊接进行了大量现场焊接试验,着重分析了试验现场的异常现象和异常数据。根据异常数据特征对视觉系统的程序算法采取了质心对比、与前一次数据等值和取中位数等改进措施,焊接效果得到了有效改善。试验结果表明将该视觉跟踪系统安装至平板对缝焊接装备上,可提高焊接精度和生产效率,对现有此类装备具有较高的应用价值和改进作用。

高速铁路固定式钢轨闪光焊机动架刚度分析

分别对固定式钢轨闪光焊机广泛采用的直线轨道滑动和曲线吊板摆动动架结构进行了多种设计方案对比,并分别建立相应的三维模型,进行了有限元分析。结果表明:对于直线轨道滑动动架结构焊机,将动架结构由2轴增加到4轴,动架与静架之间的横向和垂向刚度可以得到大幅度提高。动架的横向和垂向变形可分别降低5.59倍和1.71倍。因此,4轴结构固定式钢轨闪光焊机具有良好的动架横向和垂向刚度。对于曲线吊板摆动动架结构焊机,同样存在横向刚度不高问题。通过增加对称抗扭板和4水平横梁结构,可使吊板结构焊机动架与静架之间的横向变形降低4.04倍。通过提高焊机动架横向刚度,可进一步改善钢轨焊接接头对中和平直度质量,更适合焊接高速铁路钢轨。