机器人焊接智能化技术与研究现状

自动化焊接和智能化焊接是实现高效焊接制造的重要手段.系统阐述初始焊位视觉导引与识别、焊缝跟踪、熔池视觉计算及焊接成形质量控制策略等焊接智能化领域的关键技术,特别是以视觉技术为先导的焊接路径导引与规划、视觉-电弧复合传感的空间曲线焊缝跟踪以及基于知识模型的焊接过程建模与控制策略等方面的基础研究,拓展了机器人焊接智能化技术的研究方向和应用领域.融合智能化焊接技术的最新研究成果,研制了轮足组合越障智能焊接机器人,同时还在航天、船舶和海洋重工装备等领域开展了系统集成方面的工程应用..     

基于激光结构光的视觉传感器的图像处理技术研究应用及展望

基于激光结构光的视觉传感技术是目前实现焊接过程自动化和智能化的主流传感技术。简要介绍了基于激光结构光的不同类型的视觉传感器及其在焊接领域的典型应用。针对图像处理过程中的图像预处理、激光中心线提取、特征点识别这3个阶段,分别详述了每个阶段的传统图像处理算法,并针对一些焊接领域应用的典型场景,举例说明了更具特色的图像处理算法及其应用所获得的图像处理效果,包括检测精度和实时性。最后,对基于激光结构光的视觉传感技术在焊接领域的进一步研究和应用以及未来的发展方向进行了展望。     

智能化焊接制造工程的概念与技术

简略叙述了国内外现阶段智能化技术在现代焊接工艺制造领域的应用研究现状。根据先进制造技术的发展趋势,提出“智能化焊接技术”(Intelligentized welding Technology——IWT)和“智能化焊接制造工程”(Intelligentized welding Manufacturing Engineering-IWME)的概念,以系统化焊接自动化、智能化、机器人与柔性焊接等焊接先进制造技术的研究与发展领域,并探讨了焊接智能制造关键技术与发展趋势。     

焊接智能化与智能化焊接机器人技术研究进展

展示了上海交通大学机器人焊接智能化技术实验室近十年来关于电弧焊动态过程以及机器人焊接系统中的若干智能科学问题与智能化技术应用方向的研究工作进展,包括电弧焊过程的多信息传感技术,例如熔池信息的视觉特征,焊接电压、电流、声音及光谱特征提取;基于多信息融合算法的焊接熔透状态预测;焊接动态过程的智能化建模;焊接动态过程的智能控制方法;机器人焊接的智能化技术,例如机器人焊接过程中的焊缝导引及跟踪技术,焊接熔池和熔透状态的智能化控制;特殊环境下的自主焊接机器人系统的发展等.提出“智能化焊接制造技术——IWMT”及“智能化焊接制造工程——WIME”的概念,以期推动智能化科学技术在现代焊接制造业中的系统性研究与运用.期望展示的智能化焊接研究结果为现代焊接智能制造技术发展抛砖引玉.     

计算机视觉传感技术在焊接中的应用

随着视觉传感、图像处理和人工智能等技术的发展,计算机视觉以其信息量大、粗度高、通用性好、检测范围大等特点,在焊接领域得到了广泛应用。本文简要介绍服应用于焊接领域的计算机视觉传感技术发展现状,综述该技术在焊接中的典型应用,并在此基础上指出了当前存在的问题及未来的发展趋势。     

基于机器视觉的钛合金焊接过程非平衡凝固组织性能智能控制

信息技术的发展使制造业逐步向“智造”转变。人工智能技术已成为精密铸造、焊接和增材制造等制造工艺由控形走向控性的共性关键技术。在这些工艺中非平衡凝固组织性能调控机理是限制其发展的基础科学问题。基于先进的人工智能技术发展控形控性一体化技术、构建完善的工艺质量体系对推动铸造、焊接、增材制造等制造工艺迈上新的台阶至关重要。与传统的物理冶金和铸造相比,增材制造、焊接、激光熔覆修复、单晶生长等过程的核心理念是“控制微区冶金过程”,即通过控制温度梯度、凝固速率、熔池尺度等关键工艺参量的作用机制,从微观上揭示非平衡条件下固液两相区组织结构和形貌演化规律,特别是合金元素的偏聚行为,界面的传热和传质特性、形核与长大、柱状晶-等轴晶转变、枝晶的竞争生长等。集成计算和实验方法的结合将为智能制造、增材智造和太空智造中先进金属材料的成分-工艺-组织-性能调控提供共性技术和理论支撑。本文以典型的焊接中非平衡凝固组织性能调控为研究方向,对近年来基于视觉传感的焊接调控技术取得的研究成果和进展进行了梳理。归纳了面向复杂工业环境的智能焊接关键技术、先进应用和技术挑战等,展示了基于数字孪生车间的钛合金焊接视觉学习结果。     

焊接熔池动态过程传感与控制系统的研究现状

实现焊接过程的智能化控制是未来焊接技术的发展趋势之一,因此开展熔池实时传感与控制系统的研究,具有重要的理论及实际意义.简要介绍了国内外熔池动态过程传感与控制方法的研究现状,分析了各种传感与控制方法的原理及特点,指出视觉传感法是目前最重要的熔池实时传感与检测方法,而焊接过程质量控制正在由经典控制理论向智能控制理论方向发展,并指明将模糊控制、人工神经网络和专家系统三者结合起来,形成综合的新型智能控制系统,是焊接过程智能控制理论发展的方向.     

智能视觉技术在焊接系统中的应用

介绍了最新的激光视觉传感技术在机器人焊缝搜索定位、机器人或专机自动化焊缝跟踪及智能化激光焊接系统中的应用。设计的Sense-I/D和SF/D传感器能实现快速精确地搜索定位焊缝,而且能最大限度地减少对焊枪可达性的影响;先进的Mini-I/D激光传感系统可以简单而可靠地实现焊缝跟踪,在焊接中能够根据所测量的间隙和错边等数据实时地调整焊接过程参数;Digi-Las数字激光焊接头包含了焊缝搜索位、焊缝跟踪、焊接参数自适应控制及焊缝成形和表面缺陷检测功能。应用适合焊接的智能化激光视觉传感技术,可提高焊接质量和生产效率,降低焊接生产成本,有效提高焊接产品质量和价格的竞争力。     

面向机器人激光增材制造的机器视觉系统标定算法

随着现代智能制造的快速发展,金属增材制造、绿色再制造、焊接等领域大量使用机器人等自动化装备,视觉传感是机器人智能制造的关键环节.针对上述需求设计了一套基于线结构光的视觉传感器,并对其进行标定,自主开发了用于机器人激光增材制造的机器视觉系统.该系统通过Matlab相机标定工具包实现相机的内外参数标定,利用Labview编...     

用于精确焊接的智能视觉系统

通过与其它传感技术的对比,简要分析了激光视觉在焊接生产中得到成功应用的原因。分析了早期激光视觉系统的特征和当时面临的挑战。介绍了Servo-Robot激光视觉的关键技术和已取得的显著进步,阐述了集成激光视觉的移动式便携焊接机器人和激光视觉在焊缝质量检测中的应用。展望了激光视觉系统的未来和智能视觉在提高机器人性能方面发展的显著进步,包括改进机器人人工示教、离线编程及视觉辅助机器人示教。     

深度学习在焊接领域的应用研究现状

随着以深度神经网络为代表的深度学习模型取得突破性快速发展,同时得益于更强大的计算机、更大的数据集和能够训练更深网络的技术,深度学习在智能焊接等智能制造领域取得了大量应用。概述了深度学习技术在焊接过程控制、焊缝缺陷检测等方面的研究进展,当前的研究表明深度学习方法能够提高焊接过程实时控制精度和焊接缺陷的识别准确率。     

Petri net based modeling and analysis for weldingflexible manufacturing cell

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激光焊接过程视觉传感技术的发展现状

比较了目前激光焊接过程监测中常用的CCD和CMOS两种类型视觉传感器的性能,介绍了激光焊接过程视觉传感技术的难题及其解决方案以及常用的成像信号提取光路,综述了激光焊接过程同轴和旁轴视觉传感技术的各自特点以及国内外在这方面的研究现状.分析认为,日本在主动视觉传感技术研究方面比较先进,而德国在被动式同轴视觉传感检测的研究上处于领先地位,并且已有成型的产品推出.国内在这方面的研究已经起步,但与国外相比在系统研发上还有较大差距.目前激光焊接过程视觉传感检测技术主要用于激光焊接机理等研究工作,将其应用于实际生产是激光焊接过程视觉监测技术的研发方向.     

激光复合制造技术研究现状及展望

综述了国内外激光复合制造技术的研究现状,从激光复合焊接技术、激光复合切割/打孔、激光复合表面改性和激光复合成形等四个方面阐明了激光复合制造技术的优势,明确了激光复合制造的内涵概念,并根据激光复合制造技术目前的研究现状和未来的发展趋势,指出了激光复合制造技术在协同作用机理、工艺优化、智能化控制及成套设备等方面面临的挑战。     

焊接机器人技术

文中对焊接机器人的应用现状、发展趋势、相关技术进行了概述分析。指出随着焊接机器人的性价比提升和我国向制造强国迈进，焊接机器人在我国的应用将实现跨越式发展；焊接机器人本身将向着开放式、智能化发展；遥控焊接成为一个新的研究热点。     

动力电池激光焊接技术的应用现状与展望

在大规模工业生产中,动力电池零部件的激光焊接容易产生气孔、成形不良、炸孔等缺陷,大大降低车辆运行的安全性与可靠性。文中分析了动力电池中激光焊接应用的具体位置,依据不同的焊接部位分类介绍了缺陷种类,讨论了未焊透、气孔、下塌、炸孔、裂纹等缺陷的产生原因。针对电池壳体与盖板连接、电池防爆阀密封、电池注液孔密封、电池极柱焊接及极耳与汇流排连接等具体的应用场景,总结了减少缺陷、提高焊接质量的手段,主要包括工艺改进、光源特性调控、焊接顺序优化等。在此基础上,进一步介绍了智能化制造技术在动力电池激光加工中的应用,并对动力电池领域未来激光焊接技术的发展进行了展望。 创新点： (1)以焊接位置分类介绍了动力电池部件在激光焊接过程中的缺陷种类和产生原因。 (2)按照工艺、光源和焊接顺序等分类总结了减少动力电池激光焊接缺陷的主要方法。 (3)归纳了智能化激光焊接技术在动力电池中的应用,并展望了其发展前景。     

焊接机器人技术现状与发展趋势

简要介绍了机器人焊接支柱发展历程,从5个主要方面论述了机器人焊接技术的研究现状,即焊接跟踪技术,焊接机器人与外国设备的协调控制技术,焊接机器人用弧焊电源,仿真技术与机器人用焊接工艺方法,并对焊接机器人技术的未来发展趋势做出了展望,其中智能化技术,虚拟现实技术与控制技术是主要发展方向。     

焊接机器人技术

文中对焊接机器人的应用现状、发展趋势、相关技术进行了概述分析.指出随着焊接机器人的性价比提升和我国向制造强国迈进,焊接机器人在我国的应用将实现跨越式发展;焊接机器人本身将向着开放式、智能化发展;遥控焊接成为一个新的研究热点.     

9Ni钢及其焊材发展现状

目前制造液化天然气LNG储罐普遍采用9Ni钢,其焊接材料及焊接技术是LNG低温储罐建造的难点和关键点,一直仅为世界上少数发达国家所掌握,9Ni钢焊接的国产化已成为行业的焦点。在近年9Ni钢及其焊接材料相关研究的基础上,总结了9Ni钢的发展及技术特性,指出9Ni钢的焊接难点,例如如何确保焊接接头的低温韧性、消除热裂纹、避免电弧的磁偏吹等,详细讨论了其焊接材料发展现状、焊接方法及工艺等方面,并展望了国内9Ni钢配套焊材的发展趋势。