变电站接地扁钢自动焊接机的焊接系统设计

由于变电站接地扁钢焊接时,需要对搭接的多条边进行焊接,焊接过程中需要对焊枪进行变位和调姿。因此提出包括焊接电源的选择、运动机构模组的选型、焊接运动机构以及控制系统的设计,实现对接地扁钢三条焊缝的自动焊接系统设计。通过制备自动焊接机进行焊接实验,提出适合接地扁钢自动焊接技术的焊接工艺。     

一种适合焊接专机的激光焊缝跟踪应用

为确保焊接过程中焊枪始终沿焊缝运动,提升焊接质量,采用基于主动视觉传感技术的新一代激光视觉传感器实时采集焊缝轮廓的图像,由传感器控制柜按在PC界面上选定的算法进行图像处理与特征识别,提取焊缝跟踪点的位置坐标,并根据标定的参考位置和预设的比例关系转化为模拟电压量输出,进而驱动十字滑台上的伺服电机带动焊枪做出相应的纠偏动作。可编程逻辑控制器(PLC)被用来实现焊枪初始定位、滑台的手动控制与自动跟踪模式切换、安全互锁等功能。最终建立了一套适用于焊接专机的焊缝自动跟踪应用系统。实验结果表明,该系统安全实用,具备了良好的实时跟踪能力。     

基于视觉传感的机器人焊缝纠偏控制系统

针对工业机器人多层多道焊缝纠偏问题,提出一种基于视觉传感的人机互动机器人焊缝纠偏方法,并建立相应的视觉传感焊缝纠偏控制系统。该系统主要包含视觉传感采集及标定和机器人焊缝纠偏控制两个子系统。将工业相机安置在焊枪上得到拍摄的实时焊接图像,然后利用Windows Forms开发的焊接监控软件,工作人员通过观察监控界面,能够对焊枪偏离焊缝是否超过允许范围做出判断,再通过控制面板发出纠偏指令传送至可编程逻辑控制器(Programmable logic controller,PLC),PLC向机器人控制器发出控制信号,机器人调用"机器人传感器接口"(Robot sensor interface,RSI)的信息流,将PLC控制信号转化为机器人末端偏移量并执行,使焊枪调整至合适位置,达到焊缝纠偏控制目标。在验证试验过程中,该系统反应较灵敏,焊缝纠偏准确度较高,整个过程运行平稳,焊缝成形质量良好。     

焊接温度场焊缝识别及焊缝跟踪技术研究

论述焊接温度场焊缝识别方法及焊缝跟踪控制系统。系统采用焊接温度场传感器获得焊接工件背面热图像，通过改进的梯度算法对热图像的分析计算获得焊缝偏差，利用规则自校正模糊控制器实现焊缝跟踪。试验和实际生产运行表明系统能够准确识别焊缝，焊缝跟踪运行稳定可靠。     

基于焊接温度场的焊缝跟踪自调整模糊控制技术研究

对一种焊接智能控制系统进行了研究。采用ICCD从工件背后获得焊接温度场图像，通过对焊接温度场图像进行分析获得焊缝偏差信号，利用自调整模糊控制的方式调节纠偏，解决了焊接过程难以建模、焊接条件多变、简单模糊控制器控制效果不佳的问题。实际运行结果表明，该系统能够有效识别焊接偏差，并实现快速纠偏。     

焊缝跟踪应用的线激光视觉伺服控制系统

设计了一套由三轴直角坐标机器人、线激光传感器和工业计算机组成的焊缝跟踪系统。研究了该系统所涉及的测量原理、特征点测量方法和基于模糊自适应的控制方法。通过高斯核相关算法(KCF)在焊接过程中实时检测焊缝特征点,并根据测量原理计算获得特征点相对于相机坐标系的三维坐标值。设计了一种自适应模糊控制器,通过自适应模糊控制器计算坐标的偏差值和偏差变化率得到焊枪末端运动轨迹的控制量,同时对模糊控制器的输入输出论域、模糊规则和隶属函数进行实时动态更新。实施了焊缝跟踪实验。结果显示:采用最大焊接电流为350 A的惰性气体保护焊(MIG),在强烈弧光和飞溅的干扰下,该系统能实时跟踪焊接工件,跟踪精度为0.325 3mm,传感器测量频率为20Hz。焊接过程中焊枪末端运行平稳,焊缝轨迹跟踪准确,且抗干扰能力,能满足焊接应用要求。     

V型焊接坡口中心的高精度提取方法

焊缝跟踪精度对焊缝成形质量有很重要的影响,V型坡口是一种最常见的焊接接头。提出了一种提高激光视觉机器人跟踪V型坡口精度的软件措施,介绍了提取V型坡口中心亚像素级坐标的方法。采用多尺度的LOG(Laplacian of Gaussian)算子检测焊接坡口特征边缘,在分析图像灰度直方图的基础上选取适当的阈值进行二值化。用曲率极值的角点检测法从细化后的图像中提取焊接坡口中心点像素级图像坐标,然后对此点邻域的梯度值进行拉格朗日多项式插值求得亚像素级坐标。实验结果表明,该方法简单可行,能满足机器人焊缝跟踪的实时性要求。     

基于自适应双边滤波的V型焊缝特征提取研究

为了提高自动化焊接时焊缝特征提取的精准度,提出一种自适应双边滤波算法对图像噪声去除。首先在图像预处理阶段使用自适应双边滤波算法对采集到的焊缝原始图像进行去噪处理,然后通过阈值分割得到激光条纹的二值化图像,将灰度重心法与最小二乘法相结合提取出激光条纹中心线,最后通过联立激光条纹中心线方程组求解焊缝角点坐标,从而得到焊接点位置坐标。实验结果表明,该方法能够准确地提取出V型焊缝的特征角点坐标,精度上满足实际的焊接要求。     

V型焊接坡口图像处理方法的研究

焊缝跟踪是焊接自动化中的核心技术,而焊缝的角点提取对于焊缝成形好坏有着重要的影响。在焊接中,V型焊接坡口是一种最为常见的焊接接头。为提高焊缝角点提取的准确度,针对V型焊接坡口,研究了曲率极值法的角点检测算法。在获取到一副焊缝原始图片,对图片进行预处理,包括图像分割、图像去噪和骨架细化。再应用曲率极值的角点检测方法从细化后的V型焊缝激光线上提取角点坐标并标记。实验结果表明,该方法简单有效,准确度高。     

焊缝跟踪的激光视觉传感器图像处理研究

焊接自动化及智能化已成为焊接业的发展趋势,焊缝跟踪技术是实现焊接自动化的关键。文中依据传统弧焊机器人系统的基础上,首先通过激光视觉传感器采集工件上激光线的成像信息,经过控制系统模数转换后,以灰度矩阵的形式存入计算机存储器得到数字图像,然后对这些数字图像运用滤波去噪、图像分割、边缘检测特征点提取等一系列图像处理技术,得到焊缝中心特征点像素坐标,最后经过像素坐标与位置坐标变换得到焊缝中心坐标,控制系统根据数学模型成像原理得到焊缝中心位置与电弧的偏差进行实时纠偏,最终实现焊缝位置检测与焊缝跟踪。     

波折板自动焊接车系统设计

本文针对集装箱行业中波折板与底架焊接连贯性的问题设计了一台自动焊接车。在分析了直线段焊接与波内斜边段焊缝质量不同的基础上,完成了自动焊接车设计,解决了波折纹与底架焊接连贯性的问题。采用PLC为主控制器,对一些关键电器元件进行了选择,搭接了系统电路,编写了控制程序,实现了自动控制。实验证明该系统具有运动准确、连续可靠性较高,能够提高生产效率和焊接质量。     

台达行列式功能在副车架焊接中的应用

目前的点焊专机设备在实现多点焊接过程中,焊点坐标及动作程序编程较为复杂繁琐,本焊接系统采用台达新型的HMC的行列式清单功能,该功能配合焊钳焊点的定位、气动夹具的动作可以很好的解决焊接过程中多焊点的顺序控制。本文详细介绍了行列式表格中的焊点坐标及气动夹具动作的预设方法等,使系统PLC程序可根据该坐标自动顺序完成各个焊点的连续焊接,实现焊接系统利用行列式清单与PLC配合实现对整个焊接系统的顺序焊接控制。     

基于视觉技术的焊缝成形评价指标的探究

以焊缝外观成形图像为分析源,运用计算机立体视觉系统通过采集焊缝视觉图像,并经过图像的矫正、预处理、分隔等处理后,进行立体匹配和三维重构,最终可获得焊缝表面各点的三维坐标。以焊缝表面各点的三维坐标为基础,建立了焊宽对比度、焊缝焊缝边界轮廓直线度和焊缝断面轮廓重合度。结果表明,这些指标能够较好的区分焊缝成形缺陷,能够评判焊缝外观成形质量。     

基于机器视觉与力控的发动机弯管焊缝自动化打磨系统研究

某系列尺寸不一的弯管由2部分在中间对焊而成,目前多采用人工方式进行弯管内壁焊缝的打磨,存在打磨质量与标准不一、效率低和劳动强度大等问题。为此,设计并实现了一种基于机器视觉技术和力控的发动机弯管焊缝自动化打磨系统。利用工业相机模组正对弯管两侧端面并拍摄图像,经图像处理算法处理计算得到弯管两侧端面焊缝起始位置坐标。机械臂根据该坐标调整打磨轨迹并搭载浮动主轴,保持打磨力的恒定并对焊缝不规则区域进行补偿,实现基于位置控制和力控的打磨自适应调整。试验结果表明,系统整体打磨合格率为96.03%,相比人工打磨效率提升95.90%。系统可以在较少人工的参与和干预下完成弯管焊缝的自动化打磨,具有良好的稳定性和使用柔性,并且允许弯管存在一定的变形。     

基于LabVIEW的焊缝视觉跟踪系统研究

工件在焊接时的自动化要求越来越高,为提高焊接机器人应用时的智能化水平,提出了基于LabVIEW的焊缝视觉跟踪算法,该算法是使用模板匹配法对结构光图像进行识别,用计算机测算出V型焊缝所在坐标位置。结合跟踪算法进行了实验平台的搭设测试,利用LabVIEW进行编程,编程界面友好,且图形化的编程效率较高。实验结果表明:图像识别坐标与实测坐标进行比较,有较高的准确性和一致性。     

采用微型排水罩的药H焊丝水下焊接焊缝自动跟踪系统

针对水下焊接图像噪声大、清晰度差的特殊情况,设计并研制成功一套药芯焊丝水下焊接的视觉传感焊缝自动跟踪系统.该系统由视觉传感、图像预处理及偏差识别系统,控制系统和执行机构等组成.采用小波多尺度变换进行水下焊缝图像边缘提取,结果保留大多数的细节,得到有利于焊缝位置特征提取的预处理图像,在一种基于二值图像的焊缝中心位置识别算法计算后,得出焊缝偏差.在理论分析视觉传感焊缝自动跟踪系统模型的基础上,设计满足跟踪精度要求的规则自调整模糊算法.对影响跟踪系统精度的因素进行分析,并采用相应的措施以提高系统的精度.通过药芯焊丝湿法水下焊接焊缝自动跟踪试验表明,采用规则自调整模糊控制能够达到较高的焊缝跟踪精度.在斜线、折线和曲线三种不同形状待焊焊缝的跟踪试验中,系统都能满足药芯焊丝水下自动焊接的要求.经过改进微型排水罩,进行微型排水罩局部干法药芯焊丝水下焊接焊缝跟踪试验,采用规则自调整模糊控制,不仅得到满意的焊缝跟踪效果,还改善焊缝成形质量.     

基于图像处理的焊缝实时跟踪技术研究

为了提高焊接产品质量及生产效率,改善工人恶劣的劳动条件,运用视觉传感器采集焊缝图像,实时传送至计算机中进行图像处理。提出了焊缝实时跟踪系统的原理,设计了合理的焊接机构。选用ABB IRB1410弧焊机器人,用RobotStudio软件建立了机器人焊接工作站。通过灰度线性拉伸法处理图像后,焊缝轮廓清晰,对比度明显提高。利用图像骨架法准确提取到焊缝中心线,设计了焊缝实时处理系统,可以快速地处理图像。在机器人焊接时,控制焊枪始终与焊缝中心对齐,即可以实现焊缝实时跟踪焊接。实验结果表明,得到的图像处理流程可靠,方法准确且适应性强,设计的焊缝实时跟踪系统应用广泛。     

T形管自动焊接机控制系统设计

为提高T形管的焊接质量和效率,设计一台用松下FPO型PLC自动控制的焊接设备,并对控制系统的软、硬件部分进行了设计.该自动焊接系统在钢制散热器管道焊接生产应用中取得了良好的效果,是一种低成本自动化的T形管焊缝专用焊接设备.     

基于视觉定位的机器人辅助锁螺丝技术研究

根据某车间生产线上的锁螺丝工艺,设计了基于视觉定位的机器人辅助锁螺丝自动化生产工艺流程,搭建了自动化控制系统。首先对相机进行标定,然后进行图像的采集,利用BLOB分析进行图像处理,为机器人提供螺丝孔的坐标,经过转换后,由机器人搬运工件至指定坐标处,进行辅助锁螺丝,以PLC作为主控制器,通过PLC连接锁螺丝机、机器人以及工控机实现自动化控制,经过视觉定位可消除每次锁螺丝留下的坐标误差,使机器人达到精确定位。经过系统调试后,整个锁螺丝工艺顺利平稳,可实现精准定位多面锁螺丝,减少了人工成本,提高了自动化程度。     

基于视觉反馈的铝合金脉冲旁路耦合电弧MIG焊过程熔宽控制

文章针对脉冲旁路耦合电弧熔化极惰性气体保护焊（melt inert-gas welding,MIG焊）焊缝的熔宽控制问题,利用工业摄像机（CCD）高速拍摄获得的焊缝熔宽视觉传感信号作为输入变量,控制输出变量焊机送丝速度进行焊接过程。通过采用LabVIEW组态软件作为上位机软件,设计使用增量式PID控制器,建立了铝合金脉冲旁路耦合电弧熔化极惰性气体保护焊控制平台,在此基础上利用图像视觉传感技术以及相应的图像处理算法,采用补偿解耦的方式进行4mm的铝合金钢板的焊接试验。结果表明：采用脉冲旁路耦合电弧熔化极惰性气体保护焊的方式,利用视觉信号为反馈量,送丝速度为控制量的控制策略可以实现焊接过程熔宽的实时控制,并保证了焊接过程的稳定和焊缝成型的美观度。