基于线结构光的焊缝光条亚像素中心提取方法

1

作者 杨宏韬 李浩 +3 位作者 白昊天 程云龙 李秀兰 张鹏 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第4期66-70,77,共6页

随着工业的迅速发展,线结构光在焊缝检测中的应用越发广泛,针对线结构光测量中焊缝特征区域曲率变化大引起的光条灰度分布不均匀,从而导致提取中心存在一定偏差的问题,提出一种基于线结构光的焊缝光条亚像素中心提取方法。该方法主要包... 随着工业的迅速发展,线结构光在焊缝检测中的应用越发广泛,针对线结构光测量中焊缝特征区域曲率变化大引起的光条灰度分布不均匀,从而导致提取中心存在一定偏差的问题,提出一种基于线结构光的焊缝光条亚像素中心提取方法。该方法主要包括初始提取和精细提取两个阶段,在图像预处理的基础上,采用骨架细化法对光条中心初始提取;在精细提取阶段,利用Hessian矩阵求解其绝对值最大特征值对应的特征向量确定初始中心法向,最后在初始中心法向上引入灰度质心的思想,对法向像素集灰度进行二次平方加权计算,获取准确的亚像素中心。实验表明,所提方法解决了光条曲率变化较大的干扰问题,提取的平均偏差为0.224 7 pixel,满足工业测量的要求。 展开更多

关键词 线结构光 焊缝中心 骨架细化 HESSIAN矩阵 亚像素

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基于机器视觉检测的焊接双臂协作机器人变质心补偿控制方法

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作者 李晶 袁云梅 +1 位作者 秦丽霞 多化琼 《中国测试》 北大核心 2025年第6期89-96,共8页

研究基于机器视觉检测的焊接双臂协作机器人变质心补偿控制方法,提高其焊接作业追踪精度,保证焊接质量。通过机器视觉检测法采集目标机器人焊接作业图像,结合非局部均值算法去除此类图像内噪声后,分割获得高质量机器视觉检测机器人作业... 研究基于机器视觉检测的焊接双臂协作机器人变质心补偿控制方法,提高其焊接作业追踪精度,保证焊接质量。通过机器视觉检测法采集目标机器人焊接作业图像,结合非局部均值算法去除此类图像内噪声后,分割获得高质量机器视觉检测机器人作业图像;结合此类图像为目标机器人构建基础动力学模型,并以模型为基础,建立其作业中变质心模型;依据变质心模型设计自适应滑模控制器,补偿控制机器人焊接作业中的变质心。结果显示,该方法所获得的机器视觉检测机器人作业图像质量较高,呈现效果较好;补偿控制实验机器人焊接作业中的变质心后,机器人控制误差较小,且控制精度在97.3%左右,表明改进方法可实现对移动平台不同方向的精准追踪,保障整体焊接质量。 展开更多

关键词 机器视觉检测 双臂协作 焊接机器人 变质心补偿 非局部均值 滑模控制器

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一种基于线结构光条纹特征的抗反光噪声角焊缝识别算法

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作者 高兴宇 罗祥雄 +1 位作者 李伟明 陈水标 《热加工工艺》 北大核心 2025年第10期37-42,共6页

线结构光视觉传感器已被广泛应用于机器人焊接领域。由不锈钢、铝合金等表面光滑的反光焊接板材组成的角焊缝,其结构光条纹在焊缝处的图像特征会受到表面反光噪声的污染,因此对光条焊缝特征点识别提取异常困难。针对这一技术难题,提出... 线结构光视觉传感器已被广泛应用于机器人焊接领域。由不锈钢、铝合金等表面光滑的反光焊接板材组成的角焊缝,其结构光条纹在焊缝处的图像特征会受到表面反光噪声的污染,因此对光条焊缝特征点识别提取异常困难。针对这一技术难题,提出了一种抗表面反光噪声的角焊缝识别算法。首先,在图像预处理的基础上,通过逐行搜索的方式分组保存反光噪声条纹和结构光条纹及其所在位置;然后在灰度图上根据保存的光条位置和角焊缝光条成像特性对反光噪声和结构光条纹进行区别,最后提取结构光条纹中心并拟合直线而求得焊缝特征点。结果表明:该方法对焊缝识别准确率达92.4%,能够准确识别被反光噪声污染的角焊缝,相较于一些对比方法具有更高的识别率。 展开更多

关键词 角焊缝 金属表面反光 中心提取 焊缝特征点

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基于视觉传感的薄板对接焊缝检测方法研究 被引量：1

4

作者 李冰 白云山 +4 位作者 赵宽 胡瑞雪 赵占良 宋立军 董玉召 《热加工工艺》 北大核心 2024年第17期13-19,共7页

为了实现薄板自动对接焊过程中焊缝中心的准确检测,提出了基于主动视觉传感的薄板对接焊缝检测方法。通过对工业相机采集的图像进行颜色分割与亮度分割,消除环境光的干扰;利用轮廓检测与掩模操作消除图像噪声,应用灰度重心法提取激光条... 为了实现薄板自动对接焊过程中焊缝中心的准确检测,提出了基于主动视觉传感的薄板对接焊缝检测方法。通过对工业相机采集的图像进行颜色分割与亮度分割,消除环境光的干扰;利用轮廓检测与掩模操作消除图像噪声,应用灰度重心法提取激光条纹的中心线,并通过一阶差分方法实现焊缝左右边界及中心的检测。针对激光条纹存在的分断缺陷进行续断连接,以提高焊缝中心检测的准确性。实验结果表明,采用所提方法能够准确检测焊缝边界及中心位置,能够满足薄板对接焊缝的自动焊接需求。 展开更多

关键词 焊缝检测 视觉传感 焊缝中心检测 薄板对接焊

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管道插接相贯线专用焊接机器人 被引量：12

5

作者 任福深 陈树君 +1 位作者 管新勇 殷树言 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期59-62,共4页

管道插接相贯线焊缝是典型的、复杂的空间焊缝.针对管道插接焊缝的特殊焊接工艺要求,采用串并联混合方式设计了一种新型的5自由度焊接机器人,实现了机器人锚固、运动机构、焊枪姿态调节机构和送丝机构的一体化设计.设计了2自由度的自动... 管道插接相贯线焊缝是典型的、复杂的空间焊缝.针对管道插接焊缝的特殊焊接工艺要求,采用串并联混合方式设计了一种新型的5自由度焊接机器人,实现了机器人锚固、运动机构、焊枪姿态调节机构和送丝机构的一体化设计.设计了2自由度的自动定心手腕机构,实现了焊枪位置和焊枪姿态的独立控制,建立了专用焊接机器人的运动学模型.针对通用型的相贯线模型,建立了焊枪位置、焊枪姿态和焊接速度的实时控制数学模型.结果表明,该焊接机器人锚固牢固、定位准确,焊接过程可控性好,控制模型能够满足空间相贯线焊缝的焊接工艺要求. 展开更多

关键词 焊接机器人 相贯线焊缝 锚固 自定心手腕

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基于球面均匀分布的焊接机器人TCP标定方法 被引量：6

6

作者 洪磊 杨小兰 +1 位作者 王保升 吕东升 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期14-21,I0002,共9页

当前焊接机器人工具中心点(TCP,tool center point)采用固定参考点法标定时,存在机器人位姿选择的随机性和分布的不均匀性,为解决这一问题,提出了一种基于球面均匀分布的TCP标定方法.以机器人自带的“六点法”为初步标定基础,创建初始... 当前焊接机器人工具中心点(TCP,tool center point)采用固定参考点法标定时,存在机器人位姿选择的随机性和分布的不均匀性,为解决这一问题,提出了一种基于球面均匀分布的TCP标定方法.以机器人自带的“六点法”为初步标定基础,创建初始测量点位形;在离线仿真环境下,采用力学斥力迭代法构建以固定参考点为球心呈球面均匀分布的虚拟点,逐组计算使虚拟机器人第六轴末端中心处于各虚拟点处,剔除其中关节角超限、连杆之间发生碰撞的情形;最后调节实际机器人到筛选后的各测量点位形,应用最小二乘球面拟合法求解最终的TCP标定结果.结果表明,该方法使机器人姿态在各测量点绕固定参考点均匀分布,最大限度增大了各测量点之间机器人位姿的差异度,可有效提高标定精度和稳定性. 展开更多

关键词 焊接机器人 工具中心点标定 球面均匀分布 力学斥力迭代法

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基于焊缝中心的焊缝信息的直接提取 被引量：6

7

作者 朱若磊 《机床与液压》 北大核心 2006年第4期22-23,45,共3页

如何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。本文提出一种根据焊缝的先验知识来寻找焊缝中心的新的算法。这种算法主要是根据焊缝的横向和纵向两个方面的特征来判别焊缝CCD图像中的焊缝中心的位置,具有... 如何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。本文提出一种根据焊缝的先验知识来寻找焊缝中心的新的算法。这种算法主要是根据焊缝的横向和纵向两个方面的特征来判别焊缝CCD图像中的焊缝中心的位置,具有定位精确及速度快的优点,能够大大提高焊缝跟踪系统的实时性能。 展开更多

关键词 焊缝中心 焊缝跟踪 图像处理

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基于视觉注意的V形焊接区域清晰图像获取 被引量：3

8

作者 陈海永 任亚非 +1 位作者 王亚男 曹军旗 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期19-24,35,129,130,共9页

焊接过程中焊接区域亮度范围大,而且随机变化,导致采集的焊缝区域图像干扰大,特征难以提取.文中利用激光条纹良好的方向特性,以及图像中结构光与熔池的亮度特征,提出一种基于视觉注意的焊接区域清晰图像获取方法.针对采集的焊缝区域图像... 焊接过程中焊接区域亮度范围大,而且随机变化,导致采集的焊缝区域图像干扰大,特征难以提取.文中利用激光条纹良好的方向特性,以及图像中结构光与熔池的亮度特征,提出一种基于视觉注意的焊接区域清晰图像获取方法.针对采集的焊缝区域图像,首先获取在不同检测方向下结构光条纹的单方向特征图,再进行加权融合得到多方向特征图.其次,利用高通巴特沃斯滤波器对原始图像加强,获取亮度特征图.接着提出一种改进的显著性度量方法实现了显著性区域与复杂背景图像区域的较好分割.最后,通过图像融合归一化得出结构光与熔池的清晰图像,并采用聚类中心距离客观评价了图像显著性检测效果.结果表明,试验结果显示提出的方法是有效的. 展开更多

关键词 视觉注意 显著性度量 焊接 图像融合 聚类中心距离

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船舶管路焊接对中装置液压缸结构设计与分析 被引量：1

9

作者 陈倩清 韩晨健 +1 位作者 冷建兴 叶延英 《浙江海洋学院学报（自然科学版）》 CAS 2015年第1期68-73,共6页

针对船舶管路焊接对中装置,提出利用液压驱动提高船舶管路焊接的效率。对船舶管路焊接对中装置中的关键部件液压缸的结构进行了详细的设计计算,并对该结构进行有限元分析,最后进行船厂的效用实验。结果表明,设计的该种船舶管路焊接对中... 针对船舶管路焊接对中装置,提出利用液压驱动提高船舶管路焊接的效率。对船舶管路焊接对中装置中的关键部件液压缸的结构进行了详细的设计计算,并对该结构进行有限元分析,最后进行船厂的效用实验。结果表明,设计的该种船舶管路焊接对中装置的液压缸结构,实用可靠,可以为管路对中装置提供良好的对中驱动,达到提高精度、节省时间、减轻劳动强度的目的。 展开更多

关键词 管路对中 焊接 液压缸 有限元分析 效用实验

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以人为中心的生产单元人因失误仿真实例研究 被引量：2

10

作者 张晓冬 杨育 郭波 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期672-680,共9页

为研究人的失误行为特点以及人因失误对生产单元的整体影响,提出了以人为中心、面向任务的生产单元人因失误对比仿真方法。以3维激光焊接生产单元为研究实例,首先,对比了人在传统生产单元和自治生产单元中的两种工作流程特点,基于有色时... 为研究人的失误行为特点以及人因失误对生产单元的整体影响,提出了以人为中心、面向任务的生产单元人因失误对比仿真方法。以3维激光焊接生产单元为研究实例,首先,对比了人在传统生产单元和自治生产单元中的两种工作流程特点,基于有色时间Petri网分别建立了两种工作流程的任务网络模型。然后,系统地构建了工作时间、失误水平、废品率、失误损失当量等人因失误评价指标体系,提出了仿真参数和各评价指标的具体算法,并开发了人因失误动态仿真程序。最后,基于对仿真结果的统计学分析和讨论,给出了生产单元以人为中心的改进措施。实例研究表明,以人为中心、面向任务的人因失误仿真,可实现对工作者整体工作流程的分析、评价与改进,为发挥人的主动性、提高系统的可靠性和工作效率起到了重要的作用。 展开更多

关键词 生产单元 人因失误 以人为中心 仿真 激光焊接

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箱形长钢梁内焊接危害分析与对策 被引量：2

11

作者 朱序璋 戴天兴 +1 位作者 张晓锋 张洛章 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 1993年第1期24-31,共8页

大跨度起重机箱形梁,因结构强度的要求,需要从两端进入梁内施焊。由于截面小、长度大,作业中产生大量烟尘、毒气,不能及时排出,严重损害工人身体健康。特别在高温季节,焊接热又使梁内温度增高,操作者闷热难忍,危害身心健康,影响工作效... 大跨度起重机箱形梁,因结构强度的要求,需要从两端进入梁内施焊。由于截面小、长度大,作业中产生大量烟尘、毒气,不能及时排出,严重损害工人身体健康。特别在高温季节,焊接热又使梁内温度增高,操作者闷热难忍,危害身心健康,影响工作效率。本文在实验研究基础上,分析了箱形长钢梁内多人焊接时,产生的烟尘、毒气及其分布情况,并“以人为中心”,剖析各种解决焊接危害技术的特点,提出适用于截面在1～2m^2、长度在30～50m范围的钢梁内多人施焊时的排烟降温对策。 展开更多

关键词 箱形 钢梁 焊接 危害 安全

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焊接热循环对连铸钢中心冲击韧度的影响

12

作者 姚上卫 赵路遇 +1 位作者 徐科 王任甫 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期97-100,共4页

在连铸10CrNi3MoV低合金高强钢表面和心部位置分别取样,采用焊接热模拟方法,通过夏比冲击吸收功测定、显微组织及晶粒度观察,分别研究了取样位置、热输入、多次焊接热循环等因素对连铸钢中心冲击韧度的影响。试验结果表明,中心偏析恶化... 在连铸10CrNi3MoV低合金高强钢表面和心部位置分别取样,采用焊接热模拟方法,通过夏比冲击吸收功测定、显微组织及晶粒度观察,分别研究了取样位置、热输入、多次焊接热循环等因素对连铸钢中心冲击韧度的影响。试验结果表明,中心偏析恶化了连铸钢中心部位冲击韧度,焊接热循环参数对冲击韧度有较大影响。出现上述现象的物理及冶金因素分别是连铸钢中合金元素特别是C,S元素的偏析及不同焊接热循环条件下,热模拟HAZ具有不同的显微组织及晶粒度。 展开更多

关键词 中心偏析 焊接热循环 连铸钢 冲击韧度

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水下高压局部干式自动焊接试验装置控制系统 被引量：11

13

作者 高辉 焦向东 +3 位作者 周灿丰 朱家雷 沈秋平 余燕 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期65-68,共4页

研制了一套用于水下高压局部干式自动焊接试验控制系统。此试验系统采用液压作为动力源,可在由排水罩形成的局部干式空间内进行MIG焊接。此系统采用西门子PLC、压力传感器、行程开关、水下摆心传感器等作为其主要的控制部件。由焊接环... 研制了一套用于水下高压局部干式自动焊接试验控制系统。此试验系统采用液压作为动力源,可在由排水罩形成的局部干式空间内进行MIG焊接。此系统采用西门子PLC、压力传感器、行程开关、水下摆心传感器等作为其主要的控制部件。由焊接环境控制、液压驱动自动焊机控制和水下摄像三套子系统构成。此系统可以实现在高压有水环境下远程遥控的局部干式自动焊接。结果表明,此焊接试验装置工作稳定,水下焊接焊缝质量良好。这些研究工作为核电厂水下焊接维修奠定基础。 展开更多

关键词 水下自动焊接 局部干式焊接 核电厂焊接维修 水下摆心传感器

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钛合金线性摩擦焊接头动态再结晶规律研究 被引量：5

14

作者 李晓红 张彦华 +2 位作者 张田仓 季亚娟 李赞 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期174-181,共8页

针对TC4/TC17异种钛合金进行了线性摩擦焊试验,利用光学显微镜与扫描电镜对焊接接头各区域的微观组织进行了分析,并采用透射电镜分析了钛合金线性摩擦焊接头焊合区的动态再结晶规律。结果表明:在焊接升温的过程中,TC4/TC17钛合金线性摩... 针对TC4/TC17异种钛合金进行了线性摩擦焊试验,利用光学显微镜与扫描电镜对焊接接头各区域的微观组织进行了分析,并采用透射电镜分析了钛合金线性摩擦焊接头焊合区的动态再结晶规律。结果表明:在焊接升温的过程中,TC4/TC17钛合金线性摩擦焊焊缝区已经达到β转变温度。在热和力的作用下,焊缝中心处金属发生动态再结晶,生成了细小的等轴晶粒。由于焊合区在共生晶粒形成之后又经历了强塑性变形,焊合区的晶粒内部产生了高密度的位错。位错运动形成亚晶界,焊合区形成亚晶粒,并以亚晶粒为形核核心,发生动态再结晶过程。 展开更多

关键词 钛合金 线性摩擦焊 动态再结晶 焊合区

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船用铝合金MIG焊接残余应力数值研究 被引量：2

15

作者 秦闯 欧鹏 +5 位作者 张思远 李永正 阮浩 荀金标 沈静 张曙光 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第19期63-68,共6页

为了提高焊接接头性能,优化焊接工艺参数,本文在热弹塑性力学理论基础上,建立5052铝合金平板对接的焊接残余应力三维数值计算模型,开展MIG焊接对残余应力分布影响特征分析。结果显示,焊接接头处较大的纵向铝合金焊接残余应力,是由于冷... 为了提高焊接接头性能,优化焊接工艺参数,本文在热弹塑性力学理论基础上,建立5052铝合金平板对接的焊接残余应力三维数值计算模型,开展MIG焊接对残余应力分布影响特征分析。结果显示,焊接接头处较大的纵向铝合金焊接残余应力,是由于冷却过程中焊缝纵向收缩导致的。纵向残余应力在靠近焊缝中心线位置以拉应力为主,在焊缝中心熔合线及热影响区域的两侧对称分布,随着距离焊缝线逐渐增大,以纵向残余压应力为主。在焊缝中心线处等效Mises应力达到最大值,且向两侧逐渐递减,热影响区以外区域残余应力数值极小,可以忽略。最后为了验证模拟结果的准确性,使用超声无损检测对焊接接头残余应力的大小及方向进行验证,结果与数值模拟结果基本一致且相同区域内焊接残余应力分布情况相同。 展开更多

关键词 铝合金 焊接残余应力 数值模拟 焊缝中心线 超声无损检测

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高效高精度船舶管路焊接对中装置设计与有限元分析 被引量：1

16

作者 叶延英 黄豪彩 冷建兴 《机床与液压》 北大核心 2013年第22期7-8,13,共3页

提出一种高效高精度船舶管路焊接对中装置的总体设计,利用同向锥形段和钢球对管路内壁进行锁紧对中,确保管路对中精度;利用单作用液压缸提供动力,提高效率。利用有限元分析软件ANSYS对装置的结构进行有限元分析,并通过试验验证该装置的... 提出一种高效高精度船舶管路焊接对中装置的总体设计,利用同向锥形段和钢球对管路内壁进行锁紧对中,确保管路对中精度;利用单作用液压缸提供动力,提高效率。利用有限元分析软件ANSYS对装置的结构进行有限元分析,并通过试验验证该装置的可行性。 展开更多

关键词 管路对中 焊接 有限元分析

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轮式机器人90°折线角焊缝跟踪运动动力学分析 被引量：1

17

作者 周依霖 张华 王帅 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期33-38,共6页

为了研究路径规划中机器人不同转向中心对90°折线角焊缝跟踪过程的影响,对焊缝跟踪过程进行了分析,建立了轮式移动机器人运动学模型;对轮子接地面进行了受力分析,建立了考虑轮子变形情况下机器人动力学模型;最后对机器人跟踪过程... 为了研究路径规划中机器人不同转向中心对90°折线角焊缝跟踪过程的影响,对焊缝跟踪过程进行了分析,建立了轮式移动机器人运动学模型;对轮子接地面进行了受力分析,建立了考虑轮子变形情况下机器人动力学模型;最后对机器人跟踪过程运动、动力学进行了仿真分析和焊接试验研究.结果表明,机器人转向中心的选取对左、右驱动轮转动角速度以及水平滑块伸缩速度影响较大;转向过程中左、右驱动轮所需驱动力受转向中心影响很小,且大小近似恒定,可视为稳态转向;拐点处实际速度以及速度变化与焊接要求速度有关,与转向中心的选取无关. 展开更多

关键词 轮式移动机器人 90°折线角焊缝跟踪 转向中心 运动学 动力学

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手机锂电池中心定位焊接夹具的设计 被引量：2

18

作者 周志华 《机械设计》 CSCD 北大核心 2012年第5期73-75,共3页

介绍了一种手机锂电池中心定位焊接夹具的设计方案,包括设计要求、结构组成、工作原理等。该夹具适用于大批量生产,具有自动定位、精巧、高效等特性。

关键词 中心定位 焊接夹具 锂电池

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基于改进最小二乘法的焊缝直线提取研究 被引量：14

19

作者 樊德金 杨龙兴 +1 位作者 丁力 梁栋 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2018年第15期217-220,224,共5页

针对焊缝直线提取精度低的问题,提出了一种改进的最小二乘法。先对焊缝图像进行图像处理,提取焊缝区域内的相关特征点集,然后在最小二乘法中引入多个参量,循环利用该改进的最小二乘法对点集进行直线拟合,得出最优的焊缝中心线。最后,讨... 针对焊缝直线提取精度低的问题,提出了一种改进的最小二乘法。先对焊缝图像进行图像处理,提取焊缝区域内的相关特征点集,然后在最小二乘法中引入多个参量,循环利用该改进的最小二乘法对点集进行直线拟合,得出最优的焊缝中心线。最后,讨论了参量对于直线拟合的影响。结果表明,改进的最小二乘法能够有效地提取焊缝的特征直线,在焊缝跟踪方面能够达到高精度提取焊缝直线的要求。 展开更多

关键词 图像处理 焊缝中心线 最小二乘法 焊缝跟踪

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焊接结构立式加工中心动静特性分析 被引量：1

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作者 张平 杜兵 +1 位作者 左善超 杨义成 《制造技术与机床》 北大核心 2020年第7期91-96,共6页

立式加工中心是现代数控加工中心的重要组成部分,其床身多采用结构稳定性较好的铸铁整体铸造成型。随着机床向小批量定制化发展,焊接结构的立式加工中心开始在成形机床中应用。然而,由于封闭的薄钢板结构容易产生颤振现象,因此,在精度... 立式加工中心是现代数控加工中心的重要组成部分,其床身多采用结构稳定性较好的铸铁整体铸造成型。随着机床向小批量定制化发展,焊接结构的立式加工中心开始在成形机床中应用。然而,由于封闭的薄钢板结构容易产生颤振现象,因此,在精度要求较高的立式加工中心中焊接结构的应用尚不广泛。创新设计了管-板复合的立式加工中心,利用ANSYS workbench对焊接结构的静力学和模态进行了分析。结果表明,管-板复合的焊接结构立式加工中心具有良好的刚度,可以有效避免薄壁颤振现象,为焊接结构加工中心的设计提供了新方法。 展开更多

关键词 立式加工中心 焊接结构 有限元分析 模态试验

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