“深化科技體制改革，建立以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研深度融合的技術(shù)創(chuàng)新體系，加強對中小企業(yè)創(chuàng)新的支持，促進科技成果轉(zhuǎn)化”。產(chǎn)學(xué)研深度融合，形成創(chuàng)新合力，是推動行業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的一個關(guān)鍵性因素。

為了更好的將院校科研成果投入到企業(yè)實際生產(chǎn)上，中國鍛壓協(xié)會決定在中國國際金屬成形展覽會上開展有關(guān)高校、研究所與企業(yè)之間的項目對接、人才推介的配套活動，將企業(yè)待解決的技術(shù)問題與院校先進的科研成果更好的進行接軌，做到產(chǎn)、學(xué)、研三者相結(jié)合，共同促進行業(yè)的交流與進步。

聯(lián)系人：任 慧           電話：18010197802             郵箱：renhui@chinaforge.org.cn

焊接成形的視覺監(jiān)控與視覺檢測

--北京工業(yè)大學(xué)智能成型裝備與系統(tǒng)研究所

焊接成形是現(xiàn)代制造業(yè)最主要的連接成形方式之一，而焊接成形的質(zhì)量控制和質(zhì)量檢測是保證焊接生產(chǎn)高效、高質(zhì)的基本手段，本課題組利用視覺傳感和其它傳感技術(shù)作為主要手段，開展了焊接前工況的檢測、焊接過程中熔池成形的監(jiān)控以及焊接后焊縫內(nèi)外質(zhì)量的檢測等相關(guān)研究，研究結(jié)果在多個領(lǐng)域得到了應(yīng)用。

在焊接之前，需要進行兩部分工作，一是焊縫位置的精確定位，二是焊縫破口情況的精確測量，針對這個任務(wù)，開發(fā)了焊縫尋位視覺傳感器和焊縫破口形貌掃描視覺傳感器。

在焊接過程中，需要對熔池成形進行實時在線傳感與控制，熔池成形的傳感可以從正面進行，也可以從反面進行，針對熔池正面成形的視覺傳感問題，開發(fā)了適應(yīng)于各種焊接方法的攝像頭外觸發(fā)器，可以實時檢測焊接電流、電壓波形，實現(xiàn)了相機曝光時刻和曝光時間的精確控制，針對正反面成形的參數(shù)提取問題，采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，構(gòu)建了成形尺寸提取模型，可以快速、精確提取熔池尺寸，并有很好的適應(yīng)性。

在焊接完成后，需要檢測焊縫的內(nèi)部和外部質(zhì)量，針對焊縫射線檢測技術(shù)，開發(fā)了工業(yè)底片數(shù)字化系統(tǒng)可以將焊縫或其它工業(yè)底片快速掃描成為數(shù)字圖像，該設(shè)備集成了4項國家發(fā)明專利，其技術(shù)指標完全滿足EN14096 (Non-destructive testing - Qualification of radiographic film digitization systems)以及我國的國家標準GB/T 28266-2012《承壓設(shè)備無損檢測 射線膠片數(shù)字化系統(tǒng)的鑒定方法》的最高要求：DS級。在工業(yè)底片數(shù)字化的基礎(chǔ)上，進一步開發(fā)了焊縫射線檢測底片計算機輔助評定系統(tǒng)，可實現(xiàn)底片信息的數(shù)據(jù)庫管理，底片缺陷的計算機輔助搜尋、測量、識別和評定，可自動生成評定報告，該系統(tǒng)可有效提高底片評定的準確性與效率。

針對焊縫外觀質(zhì)量檢測，開發(fā)了3D視覺系統(tǒng)及質(zhì)量評定系統(tǒng)，可以精確地測量并評定弧焊和激光焊等焊縫的外觀質(zhì)量，可對焊接缺陷進行在線提取與識別，達到了工程應(yīng)用水平。

研究成果在航空航天、機車車輛、石化、船舶、特種設(shè)備等多個領(lǐng)域得到了應(yīng)用。

a）鋁合金大電流TIG焊視覺傳感   b）低碳鋼CMT焊接視覺傳感   c）焊接熔滴視覺傳感與信號提取

① 焊接過程的視覺傳感與信號提取；通過可控制視覺手段、實時檢測焊接過程的熔池、熔滴、電弧等目標，實現(xiàn)焊接過程的實時監(jiān)控。

② 基于深度學(xué)習(xí)焊接熔池成形檢測；采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，實時在線處理焊接熔池圖像，獲取熔池信息，該系統(tǒng)具有很好的魯棒性。

③ 基于復(fù)合視覺的焊縫成形及缺陷檢測； 通過3D掃描，獲取焊縫表面三維形貌，通過圖像處理，獲取成形信息與缺陷信息，并進行缺陷識別，該技術(shù)在激光焊缺陷檢測中達到了工程應(yīng)用水平。

④ 工業(yè)底片數(shù)字化系統(tǒng)；工業(yè)底片數(shù)字化系統(tǒng)可以將焊縫或其它工業(yè)底片快速掃描成為數(shù)字圖像，用于底片信息的長時間保存和評定。

⑤焊縫底片計算機輔助評定系統(tǒng)；用于數(shù)字射線焊縫缺陷的精確測量、焊縫底片的計算機輔助評定和評定結(jié)果的數(shù)據(jù)庫管理、報告生成等。