A Study on Mag Welding Skill Support System Using Deep Learning and Augmented Reality

利用深度学习和增强现实的磁力焊接技能支持系统研究

• 批准号: 22K04709
• 负责人: 山根 敏
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04709/
• 关键词: アーク長; 溶接トーチ; 近赤外線CMOSカメラ; HDR機能; 溶接士支援; キャリブレーション; 深層学習; 溶接溶融池観察; 拡張現実; CMOSカメラ

溶接技術者による溶接品質の確保方法を調べるために、基礎実験を行った。具体的には、自動溶接装置を組み立て、その溶接トーチに近赤外線領域まで撮影可能なCMOSカメラを固定した。これを用いて、パルスMAG溶接の溶融池を安定に撮影するため、プログラムロジックコントローラ（PLC）と安価な電流センサを組み合わせて、溶融池撮影装置を構築した。この装置は自動溶接のみならず、手動用トーチを用いた場合の溶融池撮影にも応用できる。従来、溶融池を明瞭に撮影するようにすると、溶接電流の低電流期間に撮影するか、あるいは、減光フィルタを用いてアーク光を減光することであった。これらの方法では、溶融池は撮影できるが、アークがどこまで広がっているかなどのアーク状態を調べることが困難であった。一方、減光フィルタを少なくすると、アークは明瞭に撮影できるが、溶融池を撮影することができない。溶接ビードのアンダーカットなど外観欠陥などを観察するためには、溶融池状態およびアーク状態の同時観察が必要である。そこで、ハイダイナミックレンジ（HDR:High Dynamic Range）を持つCMOSカメラを用いる。これにより、溶接溶融池およびアークを同時に観察することが可能になった。パルス溶接電流の低電流になったタイミングからカメラのシャッタを開いていき、最適な撮影状態を調べた。その結果、低電流になってから、ピーク電流になった時までの撮影が適した状態であった。これにより、溶接状態を調べ、溶接欠陥の生じる条件を求めた。その結果、アーク長が長くなると、溶滴がビード外部でなく、中央部よることが観察され、アンダーカットが生じることが確認された。すなわち、アーク長をCMOSカメラにより測定することにより、アンダーカットが生じる要因を明らかにすることができた。アーク長を適切に管理できれば、良好な結果を得ることができる。

The welding technician's method of ensuring the quality of welding is べるために and the basic method is った. Specifically, automatic welding equipment, automatic welding equipment, and welding equipment can be used for imaging in the near-infrared field and can be fixed using CMOS.これを Use いて, パルスMAG fusion の melt pool を stable にphotography するため, プログラムロジックコントローラ（PLC）と安価な电センサを组み合わせて, molten pool imaging device をconstructor. This device is used for automatic welding, and for manual welding, it is used for melting pool photography in various situations. Here, the melting pool is clear and the photo is taken, and the photo is taken during the low current period of the welding current.するか, あるいは, lightening フィルタを Use いてアーク光を光することであった.これらの法では, melt pool はphotograph できるが, アークがどこまで広がっているかなどのアークstatusを动べることがdifficultyであった. On the one hand, the light-reducing light-reducing light-reducing part, the light-reducing light-reducing part, the light-reducing light-reducing part, and the melting pool light-reducing part. Welding and welding It is necessary to observe the state of the molten pool and the state of the melt pool at the same time.そこで、ハイダイナミックレンジ（HDR: High Dynamic Range）をhold CMOS カメラを用いる.これにより, melting melt pool およびアークを at the same time に観看することがpossible になった.パルスWelding current is a low-current になったタイミングからカメラのシャッタを开いていき, and the optimal shooting state is adjusted.そのRESULTS, low current になってから, ピークcurrent になった时までのphotography がsuitable したSTATE であった.これにより, welding state をadjusted べ, welding lack of 陥の生じるcondition をquest めた.そのRESULT, アーク长が长くなると, soluble drop of がビード OUTER でなく, CENTRAL部よることが観看され、アンダーカットが生じることがconfirmationされた.すなわち、アーク长をCMOSカメラによりdetermination することにより、アンダーカットが生じるThe main reason is を明らかにすることができた.アーク长をsuitable management できれば, good results をget ることができる.

项目成果

Application of Machine Learning to Keyhole Detection in Plasma Welding

机器学习在等离子焊接小孔检测中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: J.Lu;S.Yamane
• 通讯作者: S.Yamane

Sensing and Control of Melting State at Groove Root in Pulsed MAG Welding Using Deep Learning

使用深度学习对脉冲 MAG 焊接中坡口根部熔化状态进行传感和控制

• 发表时间: 2022
• 作者: C.Wang;S.Yamane
• 通讯作者: S.Yamane

Application of Deep Learning to Root Gap Identification in GMA Welding

深度学习在 GMA 焊接根部间隙识别中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: T.Masaki;R.Ito,S.Yamane
• 通讯作者: R.Ito,S.Yamane

GMA 溶接におけるギャップ識別への深層学習の適用

深度学习在GMA焊接间隙识别中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: 正木 丈翔;伊藤 廉太郎;山根 敏
• 通讯作者: 山根 敏