中国国际金属成形展览会 MetalForm China

“深化科技体制改革，建立以企业为主体、市场为导向、产学研深度融合的技术创新体系，加强对中小企业创新的支持，促进科技成果转化”。产学研深度融合，形成创新合力，是推动行业企业转型升级的一个关键性因素。

为了更好的将院校科研成果投入到企业实际生产上，中国锻压协会决定在中国国际金属成形展览会上开展有关高校、研究所与企业之间的项目对接、人才推介的配套活动，将企业待解决的技术问题与院校先进的科研成果更好的进行接轨，做到产、学、研三者相结合，共同促进行业的交流与进步。

联系人：任 慧           电话：18010197802             邮箱：renhui@chinaforge.org.cn

焊接成形的视觉监控与视觉检测

--北京工业大学智能成型装备与系统研究所

焊接成形是现代制造业最主要的连接成形方式之一，而焊接成形的质量控制和质量检测是保证焊接生产高效、高质的基本手段，本课题组利用视觉传感和其它传感技术作为主要手段，开展了焊接前工况的检测、焊接过程中熔池成形的监控以及焊接后焊缝内外质量的检测等相关研究，研究结果在多个领域得到了应用。

在焊接之前，需要进行两部分工作，一是焊缝位置的精确定位，二是焊缝破口情况的精确测量，针对这个任务，开发了焊缝寻位视觉传感器和焊缝破口形貌扫描视觉传感器。

在焊接过程中，需要对熔池成形进行实时在线传感与控制，熔池成形的传感可以从正面进行，也可以从反面进行，针对熔池正面成形的视觉传感问题，开发了适应于各种焊接方法的摄像头外触发器，可以实时检测焊接电流、电压波形，实现了相机曝光时刻和曝光时间的精确控制，针对正反面成形的参数提取问题，采用深度学习技术，构建了成形尺寸提取模型，可以快速、精确提取熔池尺寸，并有很好的适应性。

在焊接完成后，需要检测焊缝的内部和外部质量，针对焊缝射线检测技术，开发了工业底片数字化系统可以将焊缝或其它工业底片快速扫描成为数字图像，该设备集成了4项国家发明专利，其技术指标完全满足EN14096 (Non-destructive testing - Qualification of radiographic film digitization systems)以及我国的国家标准GB/T 28266-2012《承压设备无损检测 射线胶片数字化系统的鉴定方法》的最高要求：DS级。在工业底片数字化的基础上，进一步开发了焊缝射线检测底片计算机辅助评定系统，可实现底片信息的数据库管理，底片缺陷的计算机辅助搜寻、测量、识别和评定，可自动生成评定报告，该系统可有效提高底片评定的准确性与效率。

针对焊缝外观质量检测，开发了3D视觉系统及质量评定系统，可以精确地测量并评定弧焊和激光焊等焊缝的外观质量，可对焊接缺陷进行在线提取与识别，达到了工程应用水平。

研究成果在航空航天、机车车辆、石化、船舶、特种设备等多个领域得到了应用。

a）铝合金大电流TIG焊视觉传感   b）低碳钢CMT焊接视觉传感   c）焊接熔滴视觉传感与信号提取

① 焊接过程的视觉传感与信号提取；通过可控制视觉手段、实时检测焊接过程的熔池、熔滴、电弧等目标，实现焊接过程的实时监控。

② 基于深度学习焊接熔池成形检测；采用深度学习技术，实时在线处理焊接熔池图像，获取熔池信息，该系统具有很好的鲁棒性。

③ 基于复合视觉的焊缝成形及缺陷检测； 通过3D扫描，获取焊缝表面三维形貌，通过图像处理，获取成形信息与缺陷信息，并进行缺陷识别，该技术在激光焊缺陷检测中达到了工程应用水平。

④ 工业底片数字化系统；工业底片数字化系统可以将焊缝或其它工业底片快速扫描成为数字图像，用于底片信息的长时间保存和评定。

⑤焊缝底片计算机辅助评定系统；用于数字射线焊缝缺陷的精确测量、焊缝底片的计算机辅助评定和评定结果的数据库管理、报告生成等。