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公开(公告)号：CN108067714B
公开(公告)日：2020-03-20
申请号：CN201711243863.1
申请日：2017-11-30
Applicant: 清华大学
Abstract: 一种薄壁环缝端接质量在线监测与缺陷定位系统及方法，属于焊接质量控制技术领域。本发明采用熔池显微视觉传感系统和图像采集设备获取端接环缝焊接熔池图像序列并采用旋转编码器同步获取工件旋转角位移信息，基于图像处理技术提取熔池宽度与形心并对其动态变化进行在线监测。通过检测熔池宽度与形心坐标时域信号特征点检出未熔合缺陷，根据特征点所在时刻对应的工件旋转角位移进行环缝端接缺陷的快速定位。本发明能够为焊缝成形质量分析和焊接工艺优化提供可追溯依据，并为实现薄壁金属结构端接环缝的高效无损检测及修焊提供基础，尤其适用于蓄压器膜盒等航天构件的焊接制造。
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公开(公告)号：CN110193679A
公开(公告)日：2019-09-03
申请号：CN201910579693.7
申请日：2019-06-28
Applicant: 清华大学
IPC: B23K31/02
Abstract: 本发明公开了一种基于熔池正面视觉传感的焊缝成形控制装置及方法，属于焊接质量控制技术领域。本发明采用结构光照射熔池的下凹表面，并利用视觉传感器获取相应的结构光图像，通过图像处理获得熔池下塌特征量，对焊接电流进行实时调节以保持熔池下塌特征量恒定，从而能够获得均匀一致的焊缝背面宽度进而实现焊缝熔透均匀一致。本发明仅依靠熔池正面结构光信息实现了对焊缝成形的控制，可应用于紧密对接接头的不填丝直流钨极气体保护焊，尤其适用于航空航天制造领域大型铝合金结构件的无衬垫焊接。
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公开(公告)号：CN106990112B
公开(公告)日：2019-07-26
申请号：CN201710155011.0
申请日：2017-03-14
Applicant: 清华大学
CPC classification number: G06T7/70 , B23K9/0282 , B23K9/0956 , B23K2101/06 , G06T7/0004 , G06T2207/10016 , G06T2207/30152 , G06T2207/30164 , G06T2207/30241 , H04N5/2256
Abstract: 本发明提出的一种基于多视觉信息融合的多层多道焊接轨迹检测装置及方法，属于焊接自动化领域。本发明使用定向光源阵列在待检测焊道两侧构建定向光照条件，使用结构光光源获取待检测焊道截面的三维信息，利用控制处理单元使多个光源以一定频率依次循环点亮，并使成像元件同步采集每个光源单独点亮时的图像，经图像处理融合定向光照和结构光光照时的多种视觉信息后，准确计算出多层多道焊接轨迹的三维信息。本发明可近同步获得待检测焊道多种视觉特征信息，适用于焊道凸起量较低的多层多道焊接轨迹自动识别场合，识别准确度高，实时性好，系统结构简单，成本低，可应用于多层多道焊接过程智能排道和自动跟踪等场合。
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公开(公告)号：CN112404655A
公开(公告)日：2021-02-26
申请号：CN202011183264.7
申请日：2020-10-29
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明实施例提供一种单接触电刷稳定多弧共熔池焊接方法，包括多根焊丝、一个公共的接触电刷、多个焊接电源，每个焊接电源与一根焊丝、公共的接触电刷连接，构成电流回路，公共的接触电刷位于第1根焊丝电弧正下方，与被焊工件背面接触；焊丝按焊接方向顺序排列，第1根焊丝以直流反接方式供电，其他焊丝通同频交流矩形波电流，交流的基波相位按0、π交替布置，电流幅值是其前一根焊丝电流幅值的q倍；根据q值确定各根焊丝的丝端沿焊接方向的位置。本发明在电磁学仿真结果的基础上提供了接触电刷的最优位置、多根焊丝焊接电流的最优相位配置、多根焊丝的最优丝端位置分布，用于减小各电弧间电磁相互作用，提高电弧稳定性，保证焊接质量。
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公开(公告)号：CN108152291B
公开(公告)日：2020-02-28
申请号：CN201711240303.0
申请日：2017-11-30
Applicant: 清华大学
IPC: G01N21/88
Abstract: 基于熔池动态特征的端缝焊接未熔合缺欠实时检测方法，属于焊接质量控制技术领域。本发明针对薄壁端接接头精密焊接过程，旨在实现对因工件母体结构缺欠、焊偏、热输入和散热条件变化等导致产生的焊缝未熔合缺欠的实时检测，利用视觉传感技术采集焊接过程中熔池瞬态高分辨率图像，采用数字图像处理方法识别熔池特征区域形心位置，通过监测熔池特征区域形心位置在焊接过程中的动态细微跳变实现端缝焊接未熔合缺陷的实时检测。本发明能够为端接焊缝成形质量的在线反馈控制提供基础，并为后续的焊缝质量分析和焊接工艺优化提供可追溯的依据，可应用于薄壁金属结构精密焊接场合，尤其适用于蓄压器膜盒等航天构件的焊接制造。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110576251A
公开(公告)日：2019-12-17
申请号：CN201910840601.6
申请日：2019-09-06
Applicant: 清华大学
IPC: B23K15/00
Abstract: 本发明公开了一种电子束熔丝增材制造过程的零件形貌三维重建方法及装置，其中，方法包括以下步骤：控制待沉积增材工件根据设定轨迹运动至目标位置；在采样时刻t，采集当前电子束光斑图像和工作台的XY位置信息，对初始图像进行图像处理，获得光斑位置信息；根据光斑位置信息的电子束光斑的重心的坐标信息获得工件的当前高度；根据XY位置信息和当前高度识别当前位置下的工件形貌，并将待沉积增材工件移动至下一目标位置，直至所有待检测区域的目标位置重建完成，得到零件形貌三维重建结果。该方法可以根据工艺要求，通过电子束光斑位置信息，实现对电子束熔丝增材制造中的零件三维重建，无需额外的激光测距仪。
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公开(公告)号：CN109465531A
公开(公告)日：2019-03-15
申请号：CN201811383622.1
申请日：2018-11-20
Applicant: 清华大学
CPC classification number: B23K15/0086 , B23K15/02 , B33Y50/02
Abstract: 本发明涉及一种电子束熔丝沉积增材制造实时监控系统，属于电子束成形制造监控技术领域。在进行电子束熔丝沉积过程同时，对工件进行预热和随行热处理。同时实时采集预热区域、熔池区域和随行热处理区域的背散射电子信号，分别将生成的预热区域图像用于沉积过程的路径规划，熔池区域图像用于熔池热输入的闭环控制，随行热处理区域图像用于成形件的缺陷检测。本发明监控系统，可以根据需要，方便的调整预热、加工和热处理的功率大小。本发明的监控系统基于背散射电子成像原理，可以适应大束流高金属蒸气的环境。同时可实时成像，无需离线进行单独的成像扫描，提高了生产效率。
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公开(公告)号：CN109465530A
公开(公告)日：2019-03-15
申请号：CN201811383024.4
申请日：2018-11-20
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明涉及一种电子束熔丝沉积增材制造实时监控方法，属于电子束成形制造监控技术领域。本发明监控方法通过分时复用的方式，实现了在进行电子束熔丝沉积过程同时，对工件进行预热和随行热处理。同时实时采集预热区域、熔池区域和随行热处理区域的背散射电子信号，分别将生成的预热区域图像用于沉积过程的路径规划，熔池区域图像用于熔池热输入的闭环控制，随行热处理区域图像用于成形件的缺陷检测。本发明提出了三种电子束束流控制模式，可以根据需要，方便的调整预热、加工和热处理的功率大小。本发明的监控方法基于背散射电子成像原理，可以适应大束流高金属蒸气的环境。同时可实时成像，无需离线进行单独的成像扫描，提高了生产效率。
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公开(公告)号：CN108788550A
公开(公告)日：2018-11-13
申请号：CN201810678759.3
申请日：2018-06-27
Applicant: 清华大学
CPC classification number: B23K37/00 , B23K37/0252 , G01B11/002
Abstract: 本发明实施例提供检测装置、采用检测装置检测细隙焊道的控制方法及装置，其中检测装置包括传感器，用于检测细隙焊道，传感器包括壳体以及固定在壳体上的成像元件、十字激光光源和均匀漫射光源；位姿调节机构，与壳体和焊枪连接，位姿调节机构用于调整传感器与焊枪的相对位置；其中，十字激光光源用于发出十字激光投射在待焊工件的表面；均匀漫射光源用于发出亮度均匀的漫射光投射在待焊工件的表面；待焊工件表面的反射光进入成像元件成像。本发明实施例保证焊道始终在成像元件的视野范围中，另外，本发明实施例通过用十字激光光源代替现有的激光阵列，更容易判断激光投影中心点的位置，以便判断进而控制激光投影中心与焊缝的相对位置。
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公开(公告)号：CN108067714A
公开(公告)日：2018-05-25
申请号：CN201711243863.1
申请日：2017-11-30
Applicant: 清华大学
Abstract: 一种薄壁环缝端接质量在线监测与缺陷定位系统及方法，属于焊接质量控制技术领域。本发明采用熔池显微视觉传感系统和图像采集设备获取端接环缝焊接熔池图像序列并采用旋转编码器同步获取工件旋转角位移信息，基于图像处理技术提取熔池宽度与形心并对其动态变化进行在线监测。通过检测熔池宽度与形心坐标时域信号特征点检出未熔合缺陷，根据特征点所在时刻对应的工件旋转角位移进行环缝端接缺陷的快速定位。本发明能够为焊缝成形质量分析和焊接工艺优化提供可追溯依据，并为实现薄壁金属结构端接环缝的高效无损检测及修焊提供基础，尤其适用于蓄压器膜盒等航天构件的焊接制造。
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