MAG焊熔池图像特征及可用信息分析

针对MAG焊焊接过程的特点,采用被动式视觉传感的方式,利用近红外CCD摄像机,配合1064nm窄带滤光片和0.1%中性减光片组成的复合滤光系统,很好地排除了弧光的干扰,采集到大量高清晰的MAG焊短路过渡、射滴过渡、射流过渡熔池图像.利用数字图像处理技术对熔池图像进行图像处理,并提取出反映焊接质量的图像特征信息.对于单幅熔池图像进行了灰度分析,并提取了三条熔池图像等值轮廓线;对于连续多帧熔池图像,提出了利用熔池图像差影检测和熔池图像平均灰度来研究MAG焊焊接过程的新思路,为熔化极气体保护焊焊接过程质量控制奠定了基础.     

基于视觉的MAG焊气孔缺陷图像特征初步探讨

针对MAG焊特点,利用被动式熔池视觉传感系统,采集到清晰的熔池图像;通过同步对比试验方法,系统地对焊接气孔缺陷与熔池图像特征信息之间的关系进行了研究,提取了表面气孔、内部气孔(夹渣)对应的熔池图像特征,并从灰度均值和标准差的角度研究了焊接气孔缺陷产生过程中熔池图像变化情况及奇异特征.试验表明,通过熔池视觉图像特征判断气孔焊接缺陷,具有良好的可行性,为基于视觉传感的焊接缺陷自动识别提供了技术依据;一种图像特征可能预示有多种焊接缺陷产生的可能,一种焊接缺陷可能有多种图像特征显示.     

MAG焊熔池图像的灰度形态学分析

图像处理在焊接过程跟踪控制和焊接质量建模中越来越受到重视,而MAG焊是目前国内最常见的焊接方法之一,作者采用数学形态学的方法来进行MAG焊熔池图像的分析.针对MAG焊图像,除了进行灰度形态学的四种基本运算之外,提出了一套完整的从图像的预处理到边缘检测形态学算法.结果表明,灰度形态学算法非常适合于处理焊接熔池图像.     

基于视觉的焊接缺陷熔池图像特征探讨

针对MAG焊电弧光谱特点,采用被动式视觉传感方法,利用CCD摄像机配合近红外复合滤光系统消除弧光干扰,获取MAG焊熔池图像.从MAG焊焊接缺陷产生的机理及熔池流态出发,采用同步对比试验,研究了熔池图像特征与焊接缺陷的映射关系,提取出表面气孔、焊塌、焊穿等焊接缺陷所对应的熔池图像特征.结果表明,一种焊接缺陷往往有多种视觉图像特征,通过熔池图像特征判断表面气孔、焊塌、焊穿等焊接缺陷具有良好可行性,为基于视觉的焊接缺陷自动在线预测提供了技术依据.     

基于小波变换的MAG焊焊缝跟踪

提出了一种基于CCD视觉传感的MAG焊焊缝跟踪方法.由于MAG焊过程中通常伴有大量的飞溅、烟尘以及强烈的弧光干扰,所以很难从CCD中获取到清晰的焊缝图像.基于M带Bubble小波变换的方法,检测捕获MAG焊过程熔池的图像边缘.结果表明,该方法在检测焊接熔池边缘以及焊缝识别中,即便图像中出现大量噪音也是有效的.在焊缝识别的基础上,采用PID控制算法跟踪所设计的S形焊缝的成形.试验结果表明其焊缝跟踪方法具有较高的精确度.     

基于复合视觉和形态学模糊检测的GMAW焊过程质量控制

视觉图像检测是实现GMAW焊接质量控制的重要步骤。针对焊接图像稳定性差、噪声大的特点,提出了一种基于复合视觉和形态学模糊检测的算法。该算法采用双CCD采集焊接视觉图像并使用数学形态学理论处理图像,通过将该图像检测算法应用于焊接动态过程中的熔池图像处理,结合闭环模糊PID控制理论,一套完整的GMAW焊过程质量控制系统得以实现。MAG焊工艺试验表明,该控制系统可以有效地克服焊接过程中的外界干扰,从而保证焊接质量的稳定。     

激光-MIG复合焊熔透状态视觉检测方法的研究

激光-MIG复合对接焊中,熔透状态是反映焊缝成形质量的重要指标.为获得反映熔透状态的信息,在此采用视觉传感器时焊接过程中的熔池正面、小孔图像、熔池背面分别进行了检测.结果表明,在复合对接焊条件下,采用熔池正面图像检测或小孔热辐射图像检测的方法,不能判断出熔透状态.采用主动照明的拍摄方式并选用合适滤光片的熔池背面图像的视觉检测方法,能够获得反映焊缝熔透状态的图像.     

焊接理论：一般问题

异种钢恒温超塑焊接头特征区域分析;不同参数钢和铝TIG焊电弧光谱辐射分析;MAG焊熔池图像的超分辨率分析;虚拟制造环境下焊接结构有限元分析体系的研究;用数值模拟方法研究焊接工艺参数对熔池几何形状的影响     

焊接理论：一般问题

异种钢恒温超塑焊接头特征区域分析;不同参数钢和铝TIG焊电弧光谱辐射分析;MAG焊熔池图像的超分辨率分析;虚拟制造环境下焊接结构有限元分析体系的研究;用数值模拟方法研究焊接工艺参数对熔池几何形状的影响     

混合气体保护焊的视觉监测分析

通过视觉技术获取焊接熔池的特征信息,可对焊接质量进行有效的实时监测。研究了焊接机器人系统混合气体保护焊焊接过程的特点,利用工业摄像头获取了清晰的熔池监测图像,并对不同焊接参数下平板焊接过程进行了实际监测试验。分析表明,视觉监测图像能够明显反映焊接外部质量的变化,对于内部质量如熔透深度的表征需要进一步的定量分析处理。     

铝合金TIG焊熔池正面图像模式识别

将图像处理与模式识别技术用于铝合金TIG焊接过程信息提取过程，根据铝合金熔池图像随机噪声强的特点，采用加权中值滤波，统计灰度边缘检测、统计期望阈值法和投影方法对铝合金熔池图像进行了预处理。探索了将神经网络用于焊接熔池图像处理的方法，采用BP神经网络对二值化熔池图像进行边缘提取，取得了理想的效果。研究了大电流条件下铝合金熔池图像的对称性，通过单面图像，得到了完全的熔池边缘图像。     

大功率光纤激光焊焊缝跟踪偏差测量新方法

针对大功率光纤激光焊,分析一种基于近红外图像识别的焊缝跟踪偏差测量新方法.通过高速摄像机获取动态熔池近红外图像序列,分析熔池近红外图像的灰度分布特性,利用图像灰度梯度提取熔池温度分布参数.该参数能够体现激光束偏离焊缝时熔池表面温度的变化特性.以熔池温度分布参数作为特征测量值,利用最小二乘法建立焊缝路径与激光束偏离的近红...     

基于电流样本熵的脉冲MIG焊稳定性评定

针对焊接稳定性定量评定困难的特点,提出了一种基于电流样本熵的焊接稳定性评定方法. 随着电信号稳定性降低,样本熵均值变大,样本熵标准差也变大,选用样本熵的均值与标准差的乘积来量化焊接稳定性. 讨论了嵌入维数、给定阈值和样本长度对样本熵的影响,对于研究的脉冲MIG焊电流信号,当m=2, r=0.08, N=2 000时,样本熵分布合理,计算所耗时间较小.最后做了三组脉冲MIG焊对比试验. 结果表明,通过样本熵的均值与标准差的乘积评定的焊接稳定性与实际焊缝质量效果吻合;在相同给定电流下,样本熵的均值与标准差的乘积越大,焊接稳定性越差.     

基于红外视觉的熔化极气体保护焊外观缺陷识别

焊接过程可视化监控与成形缺陷智能识别是实现焊接智能制造的重要途径之一. 采用红外CCD在线采样熔化极气体保护焊(gas metal arc welding,GMAW)熔池红外图像,结合改进滤波算法和图像增强算法对图像进行预处理,通过热电偶进行温度标定,建立红外图像中灰度值与温度值的对应关系,进而获取焊接熔池的温度分布信息,然后采用改进边缘提取算法提取熔池的特征参数,据此建立焊接外观缺陷的特征识别算法. 结果表明,所设计的算法对焊接形状缺陷、烧穿及未熔透等在线识别具有良好的实用性和准确性.     

改进的Otsu法在焊接图像分割中的应用

为把焊缝区域准确地从焊接图像中分离出来,以便进行焊接质量的在线分析,本文针对焊接图像灰度级多、信息量大、对比度低、图像部分细节模糊等特点提出了一种新的改进的Otsu法,在考虑类间方差和类内方差对图像分割效果影响的基础上,用方差信息代替均值信息,构建了焊接图像分割阈值算法,用以提高焊接图像的分割质量和图像实时处理的速度.实验结果表明,本文所提出的算法达到了很好的焊接图像分割效果,图像分割耗时短,相对于目前的图像分割方法具有明显的优越性,是一种有效的焊接图像阈值分割方法.     

GMAW根部间隙及焊枪对中信息的视觉检测

焊缝跟踪是焊接质量控制的一个重要内容。采用普通CCD摄像机配合窄带复合滤光器,拍摄出了GMAW根部间隙图像,根据对图像中根部间隙的特征分析,设计了图像处理算法,提取出了根部间隙边缘,获得了根部间隙的大小和焊枪对中信息,为下一步实现GMAW的焊缝跟踪奠定了基础。     

双丝间距对激光-双电弧复合焊接过程稳定性的影响

采用多信息融合技术对激光-双电弧脉冲复合焊在不同双丝间距下的电流信号、电压信号、高速摄像信号进行同步采集,研究双丝间距对焊接过程的电弧行为、熔滴过渡过程及焊缝表面成形的影响,并依据混沌理论和算法,从非线性角度对激光-双丝脉冲MIG焊接过程的电流信号进行了最大Lyapunov指数(LE)计算.结果表明,激光-双丝脉冲MIG焊接过程是一个混沌过程,由于激光光致等离子体和电弧等离子体的相互作用改变电弧的形态和熔滴受力状态,进而影响焊缝成形,在一定的焊接工艺参数下存在最佳双丝间距,在最佳双丝间距下,电弧稳定,焊缝成形良好,且此时最大LE值及其标准方差最小.     

埋弧焊焊缝CCD跟踪系统研制

快速而准确地寻找到焊缝中心的位置是实时焊缝跟踪系统要解决的首要问题,文中提出一种基于视觉传感器CCD的焊缝跟踪系统.通过对焊缝图像的分析发现,焊缝图像具有较为明显的统计特征,即坡口的平均灰度较其它位置的平均灰度要大.基于这一统计特征,给出一种新的确定焊缝中心的快速算法.该算法根据像素点的灰度值对其进行排序,并以此为依据来确定焊缝边缘及焊缝中心.该算法无需进行滤波处理、对光源无特殊要求且鲁棒性强.现场实际计算表明所提算法准确可靠,适合于现场应用.