發(fā)布時間：2021-04-28 14:13

　　隨著焊接行業(yè)的迅猛發(fā)展,焊接自動化和智能化是未來焊接技術發(fā)展的重要趨勢。旋轉(zhuǎn)電弧傳感GMAW（Gas Metal Arc Welding,熔化極氣體保護焊）作為一種高效的焊接方法,逐漸成為國內(nèi)外學者研究的熱點和重點。本文建立了一套借助背光源的旋轉(zhuǎn)電弧傳感GMAW焊接圖像采集系統(tǒng),并通過圖像處理技術對旋轉(zhuǎn)電弧傳感GMAW平堆焊電弧形態(tài)和熔滴過渡行為進行了相關研究。為分析旋轉(zhuǎn)電弧平堆焊電弧形態(tài),首先通過ROI提取選取電弧區(qū)域,針對電弧弱邊緣提出了圖像相乘的圖像增強算法,然后選用大津法對電弧圖像進行自動閾值分割,通過對閾值分割后像素值為1的像素點疊加獲得電弧區(qū)域面積,提高了電弧邊緣提取精度,并且提取到了較為準確的電弧邊緣和面積。分析了旋轉(zhuǎn)電弧旋轉(zhuǎn)一周弧長、電弧面積和電流變化過程,獲得了旋轉(zhuǎn)電弧不同位置處的電弧特性。對于焊接過程中焊絲干伸長和弧長的變化,提出了針對焊絲干伸長和弧長提取的圖像處理算法。對旋轉(zhuǎn)不同位置處的焊絲通過透視變換獲得其正視圖,對焊絲進行特征定位獲得其橫縱坐標。然后對圖像進行剪切、偏移和疊加,通過增強焊絲特征與背景之間的灰度差別來獲得焊絲干伸長信息。根據(jù)電弧特征定位來選取電弧... 

【文章來源】：南昌大學江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景、目的及意義
    1.2 旋轉(zhuǎn)電弧焊焊接技術研究現(xiàn)狀
    1.3 視覺技術在焊接過程中應用的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 焊接過程研究的手段
        1.3.2 電弧形態(tài)研究現(xiàn)狀
        1.3.3 焊絲干伸長研究現(xiàn)狀
        1.3.4 熔滴過渡行為研究現(xiàn)狀
    1.4 課題主要研究內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
第2章 旋轉(zhuǎn)電弧傳感GMAW及焊接圖像采集系統(tǒng)
    2.1 引言
    2.2 旋轉(zhuǎn)電弧傳感GMAW焊接系統(tǒng)
        2.2.1 焊接系統(tǒng)
        2.2.2 信號采集系統(tǒng)
    2.3 焊接圖像采集系統(tǒng)
        2.3.1 背光源選型
        2.3.2 復合濾光系統(tǒng)設計
    2.4 本章小結(jié)
第3章 旋轉(zhuǎn)電弧平堆焊圖像處理及形態(tài)分析
    3.1 引言
    3.2 旋轉(zhuǎn)電弧平堆焊圖像預處理
        3.2.1 ROI提取
        3.2.2 灰度變換
        3.2.3 圖像去噪
        3.2.4 圖像增強
        3.2.5 閾值分割
    3.3 旋轉(zhuǎn)電弧平堆焊圖像邊緣檢測與面積提取
        3.3.1 邊緣檢測
        3.3.2 電弧面積提取
    3.4 旋轉(zhuǎn)電弧平堆焊形態(tài)分析
        3.4.1 旋轉(zhuǎn)一周電弧弧長變化
        3.4.2 旋轉(zhuǎn)一周電弧面積變化
        3.4.3 旋轉(zhuǎn)一周焊接電流變化
    3.5 本章小結(jié)
第4章 焊絲干伸長和弧長視覺提取及動態(tài)變化分析
    4.1 引言
    4.2 焊絲干伸長算法提取及模型的建立
        4.2.1 焊絲干伸長算法提取
        4.2.2 焊絲干伸長模型的建立
    4.3 電弧弧長算法提取及模型的建立
        4.3.1 電弧弧長算法提取
        4.3.2 弧長模型的建立
    4.4 焊絲干伸長和弧長模型
    4.5 焊絲干伸長和弧長動態(tài)變化分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 熔滴圖像處理及過渡行為分析
    5.1 引言
    5.2 熔滴過渡圖像處理
        5.2.1 熔滴過渡圖像預處理
        5.2.2 熔滴圖像組合增強處理
        5.2.3 熔滴邊界提取及邊緣擬合
        5.2.4 熔滴等效半徑確定
    5.3 旋轉(zhuǎn)電弧熔滴受力分析及生長模型
        5.3.1 旋轉(zhuǎn)電弧熔滴受力分析
        5.3.2 旋轉(zhuǎn)電弧熔滴生長模型
    5.4 熔滴過渡行為分析
        5.4.1 熔滴過渡形態(tài)分析
        5.4.2 熔滴過渡頻率分析
        5.4.3 熔滴過渡軌跡分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Study on arc characteristics and behavior of metal transfer in pulse current flux-cored arc welding of mild steel[J]. 張帥,程方杰,邸新杰,王東坡,曹軍.  China Welding. 2016(04)
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[3]基于田口方法旋轉(zhuǎn)電弧焊接工藝參數(shù)優(yōu)化[J]. 毛志偉,徐偉,周少玲,陳斌,姜銀松.  熱加工工藝. 2016(11)
[4]基于圖像處理技術的絕緣子放電電弧面積提取[J]. 方春華,周毅,王建國,賈伯巖,孫翠英,潘明龍.  電瓷避雷器. 2016(02)
[5]基于紫外圖像相對光斑面積的絕緣子表面放電量化評估方法研究[J]. 丁培,馬飛越,高原,郝金鵬,李軍浩,李彥明.  電瓷避雷器. 2015(02)
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[7]旋轉(zhuǎn)電弧傳感理論數(shù)學模型研究及展望[J]. 毛志偉,羅香彬,周少玲,潘際鑾,李凱瑩,鄧凡靈.  電焊機. 2014(02)
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[10]不同參數(shù)下MIG焊電弧光譜波動特點[J]. 李志勇,張文朝,李巖,丁京濱.  焊接學報. 2013(01)

博士論文
[1]基于寬動態(tài)視覺傳感的GMAW機器人焊接偏差實時識別及電弧監(jiān)測研究[D]. 郭波.華南理工大學 2016
[2]高壓干法GMAW電弧行為及熔滴過渡研究[D]. 李凱.哈爾濱工業(yè)大學 2014

碩士論文
[1]旋轉(zhuǎn)電弧傳感理論模型精確化與信號處理研究[D]. 陳斌.南昌大學 2017
[2]圖像增強算法實現(xiàn)[D]. 王蓉.長江大學 2014
[3]藥芯焊絲埋弧焊電弧穩(wěn)定性研究[D]. 李珍平.太原科技大學 2014
[4]DE-GMAW電弧圖像處理及匹配算法研究[D]. 王聰.南昌大學 2013
[5]脈沖MIG焊電弧物理特性光譜診斷[D]. 潘成剛.上海交通大學 2013
[6]窄間隙高速旋轉(zhuǎn)電弧焊接工藝的研究[D]. 梅崯璽.上海交通大學 2010
[7]基于遺傳算法的圖像分割[D]. 黃菲.武漢科技大學 2008



本文編號：3165620