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 engineer adjusts the welding quality and ensures the basic operation. Specifically, the automatic welding device is assembled, and the welding device is fixed in the near infrared field. The melting pool for melting and melting is stable and stable. The melting pool imaging device is constructed. The device is used for automatic welding and manual welding. For example, if the temperature of the molten metal is too high, the temperature of the molten metal is too low. The method of melting is difficult to adjust. One side, reduce light, reduce The welding conditions are monitored and the bath conditions are monitored simultaneously.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。This is the first time I've ever seen one. The low current of the solder joint current is adjusted according to the optimal imaging state. As a result, the current is low, and the current is low. The conditions for the formation of the fusion state and the fusion state are as follows: The result is that the length of the solution is longer than the length of the solution, and the solution is shorter than the length of the solution. The solution is shorter than the length of the solution. The reason for this is that the CMOS camera is not working properly. Good results, good management.

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