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Analysis of Laser-Induced Plume During Disk Laser Welding at Different Speeds被引量：1: 2013年; During high power disk laser welding, the high-speed photography was used to measure the dynamic images of the laser-induced plume at different laser welding speeds. Various plume features （area, height and brightness） were extracted from the images by the color space clustering algorithm. Combined with observation on the surface and the cross sections of welding samples, the effect of welding speed on welding stability was analyzed. From the experimental results, it was found that these features of plume could reflect the welding state. Thus changes of the plume features corresponded to different welding speeds, which was helpful for monitoring the laser welding stability.; 王腾高向东Katayama SEIJI; 关键词：STABILITY

色噪声下卡尔曼滤波焊缝跟踪算法与试验研究被引量：5: 2011年; 精确控制激光束使其始终对中并跟踪焊缝是保证激光焊接质量的前提.以大功率光纤激光焊接Type304不锈钢为试验对象,研究一种有色噪声环境下应用卡尔曼滤波最优状态估计预测激光束与焊缝路径偏差的方法.使用高速红外视觉传感器摄取焊接区红外热像,提取焊缝位置参数并构成状态向量,建立基于焊缝位置参数的系统状态方程和焊缝位置测量方程.针对系统动态噪声为有色噪声,通过扩展状态变量的方法建立有色噪声环境下的卡尔曼滤波算法,对焊缝位置进行最优状态估计并得到最小均方差条件下的焊缝偏差最优预测值,消除系统噪声对焊缝偏差测量的影响.焊接试验结果表明新方法可有效抑制有色噪声干扰并提高焊缝跟踪精度.; 高向东仲训杲游德勇KATAYAMA Seiji; 关键词：焊缝跟踪色噪声卡尔曼滤波大功率光纤激光焊

焊缝偏差RBF神经网络预测算法被引量：8: 2012年; 以10 kW大功率光纤激光焊接304奥氏体不锈钢板为试验对象,研究一种焊缝偏差预测算法.利用红外摄像机摄取焊接过程中的熔池红外图像,提取匙孔质心、匙孔形状参数和热堆积效应参数等反映激光束与焊缝位置偏差的特征量作为径向基函数RBF神经网络预测模型的输入量,建立焊缝偏差RBF神经网络预测模型.选择焊缝偏差特征量作为训练样本并对预测模型进行训练,建立焊缝偏差预测模型.结果表明,该模型能够对大功率光纤激光焊接过程中的激光束与焊缝位置之间的偏差进行有效预测.; 高向东莫玲游德勇Katayama Seiji; 关键词：大功率光纤激光焊 RBF神经网络焊缝偏差

基于高速影像的激光焊金属蒸汽周期性分析被引量：1: 2013年; 在激光焊接过程中,材料表面强烈气化,形成较强电离的金属蒸汽。这种致密的气体可以逆着光束入射方向传输,对激光有着显著屏蔽作用,大大降低了入射到材料内部的能量密度,影响焊接质量。以10 kW大功率光纤连续激光焊接不锈钢钢板为试验对象,应用高速摄像机摄取金属蒸汽图像,将数据图像进行处理、分割,提取金属蒸汽面积特征值,作为衡量研究金属蒸汽周期性的稳定参数。分析结果表明,金属蒸汽图像的面积能有效地反映金属蒸汽周期性变化。; 刘桂谦高向东; 关键词：图像处理

盘型激光焊金属蒸汽特征色调-色饱和度-亮度分析法研究被引量：5: 2012年; 对于大功率盘型激光焊,金属焊件表面在激光束辐射下强烈汽化并形成等离子体状的金属蒸汽羽状物.该金属蒸汽羽状物可逆向激光束传输,对激光有明显的屏蔽作用,降低激光辐射至焊件的能量密度,影响焊接效率和质量.因此研究金属蒸汽特征变化规律及其与焊接质量之间的关联,可实现由金属蒸汽特征实时监测激光焊接状态.以10 kW大功率盘型连续激光焊接304不锈钢钢板为试验对象,应用高速摄像机摄取金属蒸汽动态图像,将其转换至色调-色饱和度-亮度空间,提取金属蒸汽面积、激光束受影响路径长度等相关特征量,以焊缝熔宽的变化作为衡量焊接状态稳定性的参数.通过金属蒸汽特征值的均值统计和方差分析,试验证明根据金属蒸汽面积和激光束受影响路径长度等金属蒸汽特征可有效地反映熔宽质量,从而对焊接状况做出动态评估.; 高向东汪润林龙观富Katayama Seiji

激光深熔焊熔池X光图像恢复与特征分析被引量：9: 2013年; X光对于焊件具有很强的穿透性,可以利用其观测和分析激光深熔焊过程焊件内部熔池形态以及匙孔能量传递效果,实现对焊接过程有效地实时监测.在大功率光纤激光焊接304不锈钢过程中,由于X光图像采集过程中的噪声干扰,导致熔池X光图像存在严重退化现象,清晰度不高,识别性较差.为此研究一种图像恢复和增强算法,对熔池X光退化图像进行恢复和增强处理,使其在处理后能够更好地被识别.以盲去卷积法试验估计出熔池X光图像退化的点扩散函数,并以此函数为参数对熔池X光图像进行维纳滤波恢复,再进行灰度变换以增强图像,进而对熔池动态特性进行分析.结果表明,所提出的方法能够有效改善激光焊过程熔池X光图像质量,突出熔池边缘轮廓特征.; 高向东向俊斌Khalid M.HafezKatayama Seiji; 关键词：激光深熔焊熔池图像图像退化图像恢复

大功率光纤激光焊焊缝跟踪偏差红外检测方法被引量：8: 2011年; 精确控制激光束使其始终对准并跟踪焊缝是保证激光焊接质量的前提.针对大功率(激光功率10kW)光纤激光焊接304型不锈钢紧密对接焊缝(间隙为0—0.1mm),研究一种基于红外热像的焊缝跟踪偏差检测新方法.采用红外传感高速摄像机摄取焊接区域熔池红外动态热像,分析激光束对准和偏离焊缝中心时的熔池温度分布和红外辐射特性,以熔池匙孔形变参数和热堆积效应参数作为激光束与焊缝中心偏差检测特征值,通过图像识别技术研究和分析特征值与焊缝偏差之间的关系.激光焊接试验结果表明,熔池匙孔形变参数和热堆积效应参数与焊缝偏差之间存在密切的数学关联,能有效判断和检测激光束与焊缝之间的偏差.; 高向东莫玲仲训杲游德勇Katayama Seiji; 关键词：大功率光纤激光焊红外热像

大功率盘形激光焊飞溅特征分析被引量：15: 2012年; 焊接过程的在线监控是保证激光焊接质量的关键,为此,首先要找到焊接过程传感特征量变化规律以及与焊缝质量间的关系.飞溅是大功率盘型激光焊接过程中的一个重要现象,其特征与焊接质量、焊接过程稳定性以及能量利用率等有着密切的联系.以大功率盘形激光焊接304不锈钢为试验对象,研究焊接过程中的飞溅特征.在紫外波段和可见光波段应用高速摄像机摄取焊接过程中产生飞溅的瞬态特征,通过计算机图像处理技术分析飞溅的数量、面积、行程和质心高度特征参量.以焊件熔宽作为衡量焊接质量与焊接过程稳定性的因素,对飞溅特征量进行线性和高次拟合,研究飞溅特征参量的波动规律,并与焊件熔宽的变化对比,探索焊接过程的飞溅特征参量变化规律.试验结果表明,根据飞溅特征量变化规律能够对大功率盘形激光焊接304不锈钢板焊接质量做出动态评估,为实现焊接质量的在线监控提供了试验依据.; 高向东龙观富汪润林Katayama Seiji; 关键词：飞溅图像识别

焊缝跟踪RBF整定PID控制算法被引量：4: 2016年; 针对电弧焊接系统,研究一种基于径向基神经网络与比例积分微分控制相结合的焊缝跟踪控制新方法。在建立基于视觉传感的电弧焊焊缝跟踪系统的基础上,分析系统运动机构原理并研究两相混合式步进电机驱动焊炬运动数学模型,结合研究对象进行计算机仿真研究。试验结果表明,基于径向基整定比例积分微分的控制方法能够有效提高焊缝跟踪性能。; 黄有概高向东; 关键词：焊缝跟踪混合式步进电机 RBF神经网络 PID控制

激光焊接不锈钢微间隙焊缝偏差角点检测法被引量：7: 2013年; 针对大功率(10 kW)光纤激光焊接304不锈钢紧密对接微间隙焊缝(焊缝间隙小于0.1 mm),通过高速像机摄取熔池近红外热像并分析其特征,分析和处理熔池热像特征,提取激光束偏离焊缝位置的信息,探索激光束与焊缝偏差的信息表征.利用激光深熔焊的匙孔效应,研究焊缝在固态与液态交界处不稳定边缘特征点,提出一种角点检测法实现微间隙焊缝偏差的检测.结果表明,熔池红外热像角点密集分布中心与焊缝偏差有密切的关系,通过角点分布密度可以有效判断焊缝偏差状态.; 高向东黄健源莫玲; 关键词：大功率光纤激光焊焊缝偏差角点检测

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国家教育部博士点基金(20104420110001)

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机构

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