焊缝跟踪

摘要： 机器人焊接技术具有质量稳定、效率高等特点,为实现空间内的三维复杂焊缝跟踪,提出基于分段扫描、滤波、特征点采集、路径规划的焊缝四步跟踪方法.通过安装于焊接机器人末端的激光传感器,以分段扫描方式连续多段采集焊缝数据;为提高跟踪精度,采用组合滤波的方式修正数据,有效降低焊件表面毛刺、数据失真和噪声等影响;通过特征点采集与坐标系标定确定焊接点;最后结合焊接机器人路径规划获得空间焊接路径.对二维S型焊缝与三维复杂焊缝进行了实验研究,结果表明提出的四步焊缝跟踪方法可形成完整的焊接路径,两种焊件平均跟踪误差约为0.296 mm和0.292 mm,满足机器人焊接跟踪误差低于0.5 mm的精度要求.表明所提出焊接跟踪方法的有效性,可为复杂焊缝的高精度跟踪和自动焊接研究提供有益参考.

摘要： 随着制造业的迅速发展,焊接作为一种重要的加工手段发挥着越来越重要的作用,是制造业的重要工序。同时也对焊接的自动化与智能化提出了更高的要求。传统的焊接操作由人工判断焊缝的位置,精度较低且容易引起误判。本文通过对图像采集平台、图像处理算法的研究,提出了一种基于机器视觉处理模块与机器视觉算法的焊缝跟踪系统。通过焊缝特征的提取与处理,控制焊枪实现焊缝的自动跟踪与定位。该系统具有性能稳定、定位精确等特点。

摘要： 焊缝自主跟踪是机器人焊接智能化的关键,其精度是评价焊接质量的重要指标。焊接对象或条件的改变对精度的影响最为直接,尤其当焊件表面存在缺陷时会产生较大的跟踪误差。为此,开展焊接机器人焊缝跟踪方法及路径规划研究,提出焊缝跟踪的4步法:1)利用激光传感器扫描坡口,获取轮廓数据。2)接着通过组合滤波算法,运用限幅滤波和高斯滤波处理数据以平滑噪声。3)采用导数法初步定位特征点,通过寻找第1阶和第2导数极值点以定位第1类和第2类特征点;以初步定位获得的特征点为分界点,分段拟合坡口轮廓数据,计算各拟合线段的交点进而得到精确定位的特征点。4)通过传感器位姿标定,确定其相对末端坐标系的位置,借助转换矩阵将传感器检测到的焊缝特征点转化到基座标系下,得到机器人的空间定位点;运用3次样条插值法生成焊枪末端轨迹,并驱动机器人按照预定轨迹运行,进而实现焊缝的有效跟踪。通过实验验证直线与曲线焊缝的跟踪效果,结果表明:初步定位时,跟踪误差约为0.628 mm、0.736 mm,经精确定位后,误差降为0.387 mm、0.429 mm,提升幅度分别超过38.4%、41.7%;且焊枪的抖动现象得到减弱,达到自动焊接误差≤0.5 mm的精度要求,表明了文中所提出跟踪方法的有效性,可为焊缝的高精度跟踪和自动焊接研究提供有益参考。

摘要： 由于无轨爬行式焊接机器人运动方式自由灵活,导致存在超前监测误差的主动视觉传感方法焊缝跟踪精度不高。被动视觉传感方法无超前监测误差,但需采用昂贵的熔池相机,从而导致设备成本增加。针对以上问题,设计了一种由双摄像机组成的视觉采集系统,并提出一种熔滴—焊缝同步采集焊接偏差测定方法。首先,通过标定分别校正熔滴和焊缝图像,然后将熔滴、焊缝图像信息融合到同一图像坐标系中。进一步,采用凹点区域检测方法定位熔滴图像中的焊丝尖端,并采用最小二乘法拟合焊缝边缘直线。最后,利用焊丝尖端与焊缝边缘直线的位置关系,在已建立的焊接偏差量测定模型中计算出当前时刻焊接偏差量。实验结果表明,在实验室环境下,采用熔滴—焊缝同步视觉方法,焊接误差可以控制在0.2 mm以内,具有较高焊缝跟踪精度和重要应用前景。

摘要： 针对钢结构件品种多、批量小,焊缝形状位置一致性差,机器人重复定位过程复杂等缺点,设计了一种基于激光视觉的钢结构焊缝图像处理系统.运用CCD工业相机和激光器,采集带有激光条带的焊缝图像,分别利用中值滤波柔化噪音,Otsu算法自适应阈值分割,开操作和形态学处理相结合去除图像中除目标像素外的小连通区域,提取激光条带的中心线,最终利用Hough变换对中心线直线拟合,得到特征点位置,并通过骨支架试验验证该技术的可行性.结果表明,该方法可快速准确地检测到焊缝特征点,满足实际要求.

摘要： 通过对双丝窄间隙焊接工艺研究,有效地解决了厚壁压力容器焊接质量与效率的矛盾,提高了焊接生产效率,降低了能源,节约焊接材料。焊接过程全部自动化,焊接厚度可达450 mm,有力地推进压力容器产品生产制造进度。

摘要： 针对超长筒段内壁螺旋焊缝的打磨需求,设计了一种高精度内壁螺旋线焊缝打磨控制方法,通过速度反馈匹配、视觉图像补偿等多重手段,建立了实时跟踪检测机制,解决了螺旋线焊缝跟踪不同步的问题,实现了焊缝的精确打磨加工。通过实验验证了此控制方法的可行性,采用西门子的控制系统、伺服驱动器、编码器和视觉图像系统,结合机械结构系统,包括滚轮架、柔顺打磨工具、电机及行走轨道等,搭建全闭环软硬件控制系统平台,经过调试验证,通过图像系统实时监控和实际打磨效果的结合,验证了此方法应用于内壁螺旋线打磨的有效性,实现了精确跟踪打磨。

摘要： 机器人焊缝跟踪系统由于焊接环境的复杂性是一个存在不确定信息的非线性复杂系统,一般的控制方法不能很好地适应受控对象的多变性。对此本文提出了一种基于猫群优化算法(CSO)的机器人焊缝跟踪自调整规则的模糊控制器(CSO-FC),使用解析形式的控制规则表达式,以简化机器人焊缝跟踪中模糊推理过程,并将一个权系数加入到表达式中,不同的权系数代表不同的控制规则,以实现焊缝跟踪的自调整。通过仿真实验,将本文提出的自调整规则模糊控制方法与其他控制方法进行对比和分析,验证了本文方法的有效性和适应性。

摘要： 焊接智能化是智能制造的重要组成部分,焊接路径智能规划及焊缝精确跟踪校正是智能化焊接的基础,而焊接传感技术是焊接路径智能规划及精确跟踪的关键。本文对视觉传感、电弧传感、机械接触传感、电磁传感、红外传感、超声传感等焊接传感技术的原理及发展应用现状进行了综述,探讨了焊接传感技术的发展趋势。

摘要： 采用窄间隙焊接技术焊接窄而深的坡口,可大幅度减少焊接材料填充量和焊接热输入,具有优质高效的特点,已成为厚壁结构常用的焊接成形制造工艺。近年来,随着现代工业装备及国防装备的日趋大型化、高参数化,对热输入敏感的厚板、超厚板(以下统称厚板)高性能金属结构的应用也越来越广泛,对焊接工艺的要求也越来越高。相比成熟的窄间隙埋弧焊,窄间隙熔化极气体保护焊和窄间隙非熔化极气体保护焊等窄间隙气体保护焊,因其具有低热输入、低热损伤的优势而受到重视。总结了窄间隙气体保护焊接技术研发中亟待解决的侧壁熔合、焊缝跟踪等问题,并针对窄间隙气体保护焊高质量和高效率平衡的难题,阐明了激光+电弧复合热源窄间隙焊接技术的特点,并说明激光+电弧复合热源窄间隙焊接技术在热敏感材质厚壁结构的优质高效、低热输入、低热损伤焊接的技术优势,并指出该工艺具有良好的窄间隙焊接高质量与高效率平衡能力。

摘要： 双轴肩搅拌摩擦焊接具有绿色、无焊接垫板、易于焊接中空构件的优点,但对于相关焊接过程中轴向力、扭矩的特征及其对焊缝跟踪的影响,缺乏相应的检测、分析和控制研究,成为制约其应用、揭示焊接过程力学机理的关键瓶颈之一.本项目构建了双轴肩搅拌摩擦焊接多参数测控实验系统,进行了焊接过程参数检测与特征分析、焊缝组织特征、搅拌头偏移穿越间隙检测、焊接过程控制的研究,为相关焊接技术奠定理论依据和应用基础.

摘要： 实现焊接自动化的两个主要难题是焊缝跟踪和焊接质量控制.其中焊缝跟踪是保证焊接质量的前提,所以实现焊接机器人焊缝的自动跟踪就成为了首要解决的问题.随着电弧传感技术的发展,焊缝跟踪引入了实时传感的电弧传感器.本文针对电弧传感器的工作原理、特性及应用加以探讨.

摘要： 本文提出了一种新型涡流焊缝跟踪传感器.通过实际焊接试验,分析弧焊电流、焊接电弧到涡流式焊缝跟踪传感器距离和涡流传感器输出电压信号之间的关系得出:在弧焊电流保持恒定的情况下,随着电弧到涡流式焊缝跟踪传感器距离的增大,涡流传感器的输出电压逐渐增大;当电弧到涡流式焊缝跟踪传感器距离保持不变的情况下,随着弧焊电流的增大,涡流传感器的输出电压也逐渐增大.分析电弧磁场对涡流焊缝跟踪传感器输出信号的影响关系,为涡流式焊缝跟踪传感器焊缝跟踪的研究提供一定的理论和实践基础.

摘要： 焊缝跟踪是激光焊接重要的组成部分.以紧密对接平板激光焊为试验对象,研究一种用BP神经网络修正卡尔曼滤波最优状态估计对焊缝偏差进行预测的方法.使用磁光传感法检测微间隙焊缝,得到焊缝磁光图像并提取焊缝位置参数.建立焊缝位置测量模型,运用卡尔曼滤波对焊缝位置偏差进行最优预测.针对模型误差、过程噪声和测量噪声对滤波结果的影响,运用BP神经网络对卡尔曼滤波结果进行修正.试验结果表明,相比传统卡尔曼滤波算法,BP神经网络修正卡尔曼滤波算法能有效抑制滤波发散,减小噪声干扰,提高焊缝跟踪精度.

摘要： 采用基于激光线扫描式的视觉传感器,与机器人控制器通过通信总线连接并结合机器人运动控制器内部的轨迹规划技术,构成了一套完整的机器人对焊缝的自动跟踪系统,在弧焊焊接领域实现了机器人对实际焊缝的自动跟踪作业.对在实际焊接中由于焊接工件的加工误差、装夹精度及焊接热变形等因素所导致的不良焊接具有很好的改善作用,提高了机器人弧焊的焊接质量和焊接精度.

摘要： 主要内容:具备焊缝实时跟踪功能的“焊缝跟踪”型焊接机器人,成了当前焊接机器人研究的重点,但由于工业机器人自身存在一定的定位误差且这种误差与机器人的工作位姿有关,会导致焊枪实际轨迹与焊枪指令轨迹出现一定的随机偏差,从而影响焊接机器人焊缝跟踪精度.为了“让低精度的机器人实现高精度的作业任务”,本项目提出了一种宏微柔性智能焊接机器人:(1)柔性智能焊接机器人组成与结构形式:通用型宏微智能焊接机器人结构及工作流程如下图所示,典型特点:1)该焊接机器人是在标准6关节工业机器人(以下称为“机器人臂”)末端增加了一个2轴平面移动机械手(以下称为“机器人手”),焊接机器人臂实现焊枪大范围运动,焊接机器人手实现焊缝2个方向的跟踪校准;2)在机器人人工大脑的控制下,使该机器人具有了手、激光视觉传感器(以下称为“机器人眼”)、臂协同仿生运动的能力.

摘要： 本文介绍了HFW焊管串列式自动超声检测设备的项目起因和项目背景,对该设备的方案设计、实现方式、关键机电结构部件、焊缝跟踪的原理、超声仪器和电气系统配置、设备的独特技术特点等进行了阐述,并给出了设备的最终实施效果和关键技术指标.

摘要： 分析了窄间隙脉冲熔化极气体保护焊(P-GMAW)电弧传感特性;为了获取窄间隙P-GMAW焊缝跟踪信号,提出选取脉冲电流峰值最大值并对其进行中值滤波的信号处理方法;利用左右摆动区间积分求差、回归求参获得焊缝偏差信息.结果表明,基于窄间隙P-GMAW摆动电弧传感信号处理方法获得的焊缝偏差信息可以用于焊缝跟踪.

摘要： 采用一种空间漫反射激光测距传感器,研究了波纹板倾斜角与测量结果的关系.在保证被测面上激光光点与传感器之间距离不变的条件下,对不同倾斜角的被测面进行了激光测距试验,并利用Phong光照模型解释了倾角对试验结果的影响.随着被测面倾角增加,传感器测量结果的偏差增大;当倾斜角小于45°时,测量结果的偏差在0.5 mm以内;当倾斜角大于45°时,测量结果的偏差大于0.5 mm.研究结果表明,该激光传感器可以用于检测不大于45°的波纹板,能够满足其折线的精度要求.

摘要： 为解决前述痛点充分发挥机器人的优势，需要采用寻位和跟踪的技术，其主要原理;机器人通过外部传感器，采集目标点实际所处的位皿坐标，并与示教目标点的位皿坐标作比较，计算实际的差异值。机器人根据差异值自动修正目标点位置坐标，或者直接按采集到的目标点绝对坐标，执行工作路径，从而实现寻位或跟踪技术。

摘要： 本申请提供了一种焊缝的跟踪方法、焊缝的跟踪装置、存储介质和处理器，该跟踪方法包括：采用激光传感器对焊缝进行跟踪；激光偏差为目标位置信息和激光传感器获取的当前的焊缝位置信息的差值，焊缝位置信息为焊缝中点的位置信息，目标位置信息为焊缝位置的初始位置信息；在激光偏差的绝对值大于预定阈值的情况下，采用姿态传感器对焊缝进行跟踪。上述方法通过实时确定当前的激光偏差，并根据激光偏差的绝对值与预定阈值的比较结果确定合适的跟踪方式，以快速缩小激光偏差，使得激光偏差保持在预定范围内，从而提高跟踪方法的跟踪精度、焊接稳定性和连续性，并且在T字口、盖面等工况下，实现自动连续焊接。

摘要： 本发明提供了一种基于TOFD探伤装置的焊缝跟踪系统及其焊缝跟踪方法。所述焊缝跟踪系统包括：TOFD发射探头、第一接收探头、第二接收探头、扫查架、TOFD探伤模块、焊缝识别模块、控制器模块以及机械调节模块。在本申请中，一个TOFD发射探头同时对应第一接收探头和第二接收探头，第一接收探头用于接收焊缝缺陷的衍射信号实现对焊缝的TOFD探伤，第二接收探头用于接收焊趾一次衍射二次反射信号实现焊缝中心位置识别及焊缝跟踪。焊缝跟踪系统采用一发双收模式工作，使得系统在焊缝TOFD探伤同时实现焊缝跟踪，这种工作模式简单可靠，有助于提高检测可靠性和检测效率。此外，本申请的系统结构简单、成本低、实时性好，且焊缝跟踪精度能够满足TOFD探伤要求。

摘要： 本发明公开了一种焊缝跟踪系统及焊缝跟踪方法。焊缝跟踪系统包括视觉传感装置、支架、焊枪、运动机构、计算机及挡板，所述视觉传感装置，包括点状激光器、线状激光器、面阵相机；面阵相机采集图像，并传入计算机，该计算机发出指令，控制运动机构在三维方向移动。实现在焊接过程中，通过监测工件表面高度变化而自动调节焊枪高度。本发明首次采用点线激光组合式视觉传感系统为基准的整体的焊缝高度识别跟踪方法及焊枪调节方法，此种跟踪方法，对多种工况具有更好的适应性，克服了现有技术中跟踪方法的局限性，该方法响应速度快，能准确识别工件表面高度变化，精度高，能高效地完成焊缝跟踪。

摘要： 本发明提供了一种水下焊接机器人焊缝跟踪系统的焊缝跟踪控制方法，首先搭建水下焊接跟踪系统，采用的激光器发射线结构光，水下摄像机采集线结构光图像，并通过Laplace算子和线性模板匹配方法获得激光条纹线结构光中心线，采用结构光扫描方法对焊接起始点进行识别和定位；最后采用循环队列的顺序存储线结构光焊缝中线点坐标，实现焊缝的跟踪。本发明的有益效果为：利用激光条纹绿色的特征从绿色通道进行目标区域的划分，提高了目标区域划分的准确性；利用数字图像处理技术，包括暗通道方法、二值化过程以及线性模板匹配方法等，在保证识别准确率的条件下，提高了训练结果的准确性，检测原理简单，检测速度较快，跟踪效果较准确。

摘要： 本发明提供了一种基于TOFD探伤装置的焊缝跟踪系统及其焊缝跟踪方法。所述焊缝跟踪系统包括：TOFD发射探头、第一接收探头、第二接收探头、扫查架、TOFD探伤模块、焊缝识别模块、控制器模块以及机械调节模块。在本申请中，一个TOFD发射探头同时对应第一接收探头和第二接收探头，第一接收探头用于接收焊缝缺陷的衍射信号实现对焊缝的TOFD探伤，第二接收探头用于接收焊趾一次衍射二次反射信号实现焊缝中心位置识别及焊缝跟踪。焊缝跟踪系统采用一发双收模式工作，使得系统在焊缝TOFD探伤同时实现焊缝跟踪，这种工作模式简单可靠，有助于提高检测可靠性和检测效率。此外，本申请的系统结构简单、成本低、实时性好，且焊缝跟踪精度能够满足TOFD探伤要求。

摘要： 本发明提供了一种双目激光焊缝跟踪器及焊缝跟踪系统，属于焊缝跟踪技术领域，该双目激光焊缝跟踪器包括壳体以及激光器、第一图像采集装置、第二图像采集装置、电路板、窄带滤镜；激光器设置在第一图像采集装置和第二图像采集之间，第一图像采集装置和第二图像采集装置分别能够通过窄带滤镜、图像采集孔获取激光光线与焊丝图像数据；电路板采集图像数据，并计算出焊枪的焊丝到待焊接焊缝的偏差信息，并将偏差信息发送至外部控制器。物体的轮廓产生变化时，通过切换两个图像采集装置，能够获取图像数据，从而使该双目激光焊缝跟踪器具有适用于结构复杂、焊接变化比较大的工作环境。该焊缝跟踪系统包括双目激光焊缝跟踪器。

摘要： 本发明公开了一种焊缝跟踪系统及焊缝跟踪方法。焊缝跟踪系统包括视觉传感装置、支架、焊枪、运动机构、计算机及挡板，所述视觉传感装置，包括点状激光器、线状激光器、面阵相机；面阵相机采集图像，并传入计算机，该计算机发出指令，控制运动机构在三维方向移动。实现在焊接过程中，通过监测工件表面高度变化而自动调节焊枪高度。本发明首次采用点线激光组合式视觉传感系统为基准的整体的焊缝高度识别跟踪方法及焊枪调节方法，此种跟踪方法，对多种工况具有更好的适应性，克服了现有技术中跟踪方法的局限性，该方法响应速度快，能准确识别工件表面高度变化，精度高，能高效地完成焊缝跟踪。

摘要： 本发明涉及一种焊缝跟踪传感器，包括连接臂，连接臂上设置有激光发射器、第一图像采集传感器和用于采集灰度图像的第二图像采集传感器，激光发射器的主轴与第一图像采集传感器成像系统的主轴之间具有一定的夹角，连接臂的顶端设置有焊枪，激光发射器、第一图像采集传感器和第二图像采集传感器分别与上位机连接。本发明的焊缝跟踪传感器焊缝识别率高。此外本发明还涉及该焊缝跟踪传感器的焊缝跟踪方法。

摘要： 本实用新型公开了一种激光焊缝跟踪器外壳结构及激光焊缝跟踪器，其中激光焊缝跟踪器外壳结构包括壳体、上盖板、下盖板、第一挡板、第二挡板、第三挡板，上盖板和下盖板通过螺钉安装在壳体上，第一挡板和第二挡板通过螺钉分别安装在壳体的两个相对的侧壁的下端，第一挡板和第二挡板沿壳体的长度方向延伸形成遮挡部，第一挡板和第二挡板上均设置有沿壳体长度方向的条形通孔，第三挡板上也设置有条形通孔，将第三挡板上的条形通孔通过活动螺钉安装在第一挡板的条形通孔和/或第二挡板的条形通孔上。本实用新型提供的激光焊缝跟踪器外壳结构散热效果良好，不会受到焊渣飞溅的影响，此外本实用新型提供的激光焊缝跟踪器内部结构合理，易安装维修。

摘要： 本实用新型提供了一种焊缝跟踪装置用固定结构及焊缝跟踪装置，属于钢管生产技术领域，焊缝跟踪装置用固定结构包括支撑组件、第一套筒、连接组件、锁紧组件、固定组件，第一套筒的外壁上设有间隔且呈十字设置的第一通孔和第二通孔；支撑组件滑动连接于第一通孔内；连接组件的一端滑动连接于第二通孔内；连接组件的另一端用于固定连接焊缝跟踪装置；锁紧组件穿设于第一套筒中，用于锁紧支撑组件、第一套筒以及连接组件和第一套筒；固定组件的一端与支撑组件的另一端固定连接，另一端用于与铝质机架固定连接，本实用新型提供的焊缝跟踪装置用固定结构，可以快速地移动、拆装焊缝跟踪装置，提高了检验工作的效率。