Modeling the radiometric imaging process of weld pool

In the vision monitoring or controlling the arc welding process, it is a prerequisite to get a clear image of weld pool. However, the disturbance of arc radiation makes imaging of weld pool difficult and optical filters are usually used to improve the image quality. In this paper, a radiometric imaging model is established to investigate the influence of the filter on the image quality of the weld pool, in which the spectral distribution of weld pool radiation, the spectral transmittance of the filter, the spectral sensitivity of the camera are all considered. With the proposed model, the influence of the factors on weld pool imaging can be inferred and the selection of optical filters is discussed.

Weld pool boundary and weld bead shape reconstruction based on passive vision in P-GMAW

A passive visual sensing system is established in this research, and clear weld pool images in pulsed gas metal arc welding （ P-GMA W） can be captured with this system. The three-dimensional weld pool geometry, especially the weld height, is not only a crucial factor in determining workpiece mechanical properties, but also an important parameter for reflecting the penetration. A new three-dimensional （3D） model is established to describe the weld pool geometry in P-GMAW. Then, a series of algorithms are developed to extract the model geometrical parameters from the weld pool images. Furthermore, the method to reconstruct the 3 D shape of weld pool boundary and weld bead from the two-dimensional images is investigated.

P-GMAW熔池双面视觉传感与图像处理

视觉是手工焊接最重要的信息获取手段,为了模拟这一过程,建立了一套脉冲熔化极气体保护焊(P-GMAW)的双面实时视觉传感系统.利用被动光源视觉传感方法,研究了P-GMAW正反面熔池成像的滤光方法、成像时间、成像机理.结果表明,利用中心波长为665nm的窄带滤光片在脉冲基值结束期间取像,可以获取清晰的P-GMAW正面熔池图像;利用中性减光技术,可以获取清晰的反面熔池图像.分析表明,正反面成像的主要光源均来自于熔池的自身辐射,因此,成像质量可靠.针对不同的熔池图像特征,提出了相应的图像处理算法,实现了正反面熔池边界的提取.

用于焊缝位置识别的视觉模型设计与试验

理论与试验研究用于焊缝位置识别的视觉模型,该模型主要由弹性梯度下降训练法BP神经网络组成。在焊接工艺条件下,使用视觉传感器获取焊接区熔池图像,并选取特定区域进行中值滤波与图像灰度变换处理以增强被测对象的特征。在此基础上,计算和处理熔池特性参量(熔池图像质心差值、质心位移、质心移动速度)以及相对应的焊缝与电弧之间的偏差值,将其输入所设计的神经网络进行网络权值参数训练和推理学习,从而建立基于BP神经网络、具有一定认知和环境适应能力的焊缝位置识别视觉模型。对该模型进行通用性检验,试验结果表明该模型通过熔池特性参量可以较精确地识别焊缝位置。

铝合金脉冲MIG焊参数对熔池视觉传感效果的影响

利用建立的铝合金脉冲MIG焊熔池CCD视觉传感系统,通过焊接工艺试验研究了脉冲电流模式、熔滴过渡形式、焊丝伸出长度、焊枪位置和焊接电压等焊接参数对熔池视觉传感效果的影响规律。结果表明,熔滴过渡形式对视觉传感效果影响最大,在合适的脉冲电流模式下,通过调整焊接工艺参数使熔滴过渡为小颗粒自由过渡,配合短弧焊接既可得到良好的焊缝质量和成形,又可保证视觉传感效果。

CO_2焊接熔池直接视觉图像传感研究

应用被动式视觉传感方法进行CO2焊焊接熔池的形状检测。为了消除弧光干扰并获得清晰的熔池图像,设计了由窄带滤光片、中性密度滤光片和普通焊接滤光片构成的复合滤光系统。基于CO2焊焊接弧光的光谱分布特征,首先确定了窄带滤光窗口中心波长为632.8nm。然后,通过实验确定了中性密度滤光片和普通焊接滤光片的规格,以及它们与窄带滤光片的最佳组合方式。图像检测实验结果表明,该复合滤光系统有效地消除了弧光干扰,获得了高质量的熔池图像。同时,对CO2焊焊接熔池的图像特征进行了初步分析,为进一步进行熔池图像处理和焊缝成型控制的研究奠定了基础。

焊接熔池图像视觉传感技术的研究现状及发展趋势

分析了焊接熔池图像视觉传感技术的研究现状,包括熔池视觉传感系统的建立、熔池图像的特征参数定义和获取方法以及熔池图像处理方法等,提出了视觉传感技术在焊接熔池检测中存在的不足和未来的发展趋势。