Diseño e implementación de un sensor híbrido de bajo costo para seguimiento de uniones en soldadura MIG

El presente trabajo muestra el desarrollo de un sistema de sensado híbrido de bajo costo para el seguimiento de uniones soldadas mediante el proceso GMAW, para la unión de planchas con junta a tope sin preparación de bordes y con junta tipo “V” de acero estructural ASTM A36. El desarrollo del sistema se dividió en cuatro fases como se indica a continuación: i) diseño mecánico, ii) diseño electrónico, iii) diseño de algoritmo de control para el seguimiento de juntas, e iv) integración del sistema con sus respectivas pruebas de laboratorio para verificar el funcionamiento correcto del sistema híbrido de sensado. El sistema contó con una interfaz de usuario gráfico (GUI) que ayudó al operador en la ejecución de la tarea de soldadura con el fin de obtener valores que se utilicen para el control de calidad del producto final soldado. El sistema de sensado híbrido permite ubicar y seguir la junta a soldar mediante un barrido de un diodo láser y la proyección del láser es capturada por una cámara digital. El sistema permite realizar inspección visual de la junta a través de una comparación de dimensión del cordón soldado. Además, controla la trayectoria y alineación de la antorcha de soldadura de un robot industrial por medio de un algoritmo de control que detecta la desalineación de la antorcha a través de la imagen capturada por la cámara. Finalmente, en la verificación del funcionamiento del sistema en tiempo real para el seguimiento de juntas e inspección de cordones de soldadura, se obtuvo como resultado un error mínimo de inspección en tiempo real de 0.18 mm en una junta a tope sin preparación, y junta en tipo “V”. En el sistema de seguimiento de juntas se obtuvo un error mínimo de 0.23 mm en la corrección cartesiana de desfase entre la antorcha de soldadura y el punto medio de la junta a soldar. Sobre los resultados se concluyó que los errores presentados en los resultados son mínimos, por lo que cumpliría con el requisito de corrección e inspección de soldadura en tiempo real, en acorde a los criterios de aceptación de inspección visual de la AWS D.1.Tesi

3D Visual Tracking of an Articulated Robot in Precision Automated Tasks

Abstract: The most compelling requirements for visual tracking systems are a high detection accuracy and an adequate processing speed. However, the combination between the two requirements in real world applications is very challenging due to the fact that more accurate tracking tasks often require longer processing times, while quicker responses for the tracking system are more prone to errors, therefore a trade-off between accuracy and speed, and vice versa is required. This paper aims to achieve the two requirements together by implementing an accurate and time efficient tracking system. In this paper, an eye-to-hand visual system that has the ability to automatically track a moving target is introduced. An enhanced Circular Hough Transform (CHT) is employed for estimating the trajectory of a spherical target in three dimensions, the colour feature of the target was carefully selected by using a new colour selection process, the process relies on the use of a colour segmentation method (Delta E) with the CHT algorithm for finding the proper colour of the tracked target, the target was attached to the six degree of freedom (DOF) robot end-effector that performs a pick-and-place task. A cooperation of two Eye-to Hand cameras with their image Averaging filters are used for obtaining clear and steady images. This paper also examines a new technique for generating and controlling the observation search window in order to increase the computational speed of the tracking system, the techniques is named Controllable Region of interest based on Circular Hough Transform (CRCHT). Moreover, a new mathematical formula is introduced for updating the depth information of the vision system during the object tracking process. For more reliable and accurate tracking, a simplex optimization technique was employed for the calculation of the parameters for camera to robotic transformation matrix. The results obtained show the applicability of the proposed approach to track the moving robot with an overall tracking error of 0.25 mm. Also, the effectiveness of CRCHT technique in saving up to 60% of the overall time required for image processing

Small business innovation research. Abstracts of completed 1987 phase 1 projects

Non-proprietary summaries of Phase 1 Small Business Innovation Research (SBIR) projects supported by NASA in the 1987 program year are given. Work in the areas of aeronautical propulsion, aerodynamics, acoustics, aircraft systems, materials and structures, teleoperators and robotics, computer sciences, information systems, spacecraft systems, spacecraft power supplies, spacecraft propulsion, bioastronautics, satellite communication, and space processing are covered

Entropy in Image Analysis II

Image analysis is a fundamental task for any application where extracting information from images is required. The analysis requires highly sophisticated numerical and analytical methods, particularly for those applications in medicine, security, and other fields where the results of the processing consist of data of vital importance. This fact is evident from all the articles composing the Special Issue "Entropy in Image Analysis II", in which the authors used widely tested methods to verify their results. In the process of reading the present volume, the reader will appreciate the richness of their methods and applications, in particular for medical imaging and image security, and a remarkable cross-fertilization among the proposed research areas

Apprentissage profond pour l'aide à la détection d'anomalies dans l'industrie 4.0

L’industrie 4.0 (I4.0) correspond à une nouvelle façon de planifier, d’organiser, et d’optimiser les systèmes de production. Par conséquent, l’exploitation croissante de ces systèmes grâce à la présence de nombreux objets connectés, et la transformation digitale offrent de nouvelles opportunités pour rendre les usines intelligentes et faire du smart manufacturing. Cependant, ces technologies se heurtent à de nombre défis. Une façon de leurs d’appréhender consiste à automatiser les processus. Cela permet d’augmenter la disponibilité, la rentabilité, l’efficacité et de l’usine. Cette thèse porte donc sur l’automatisation de l’I4.0 via le développement des outils d’aide à la décision basés sur des modèles d’IA guidés par les données et par la physique. Au-delà des aspects théoriques, la contribution et l’originalité de notre étude consistent à implémenter des modèles hybrides, explicable et généralisables pour la Maintenance Prédictive (PdM). Pour ce motif, nous avons développé deux approches pour expliquer les modèles : En extrayant les connaissances locales et globales des processus d’apprentissage pour mettre en lumière les règles de prise de décision via la technique l’intelligence artificielle explicable (XAI) et en introduisant des connaissances ou des lois physiques pour informer ou guider le modèle. À cette fin, notre étude se concentrera sur trois principaux points : Premièrement, nous présenterons un état de l’art des techniques de détection d’anomalies et de PdM4.0. Nous exploiterons l’analyse bibliométrique pour extraire et analyser des informations pertinentes provenant de la base de données Web of Science. Ces analyses fournissent des lignes directrices utiles pouvant aider les chercheurs et les praticiens à comprendre les principaux défis et les questions scientifiques les plus pertinentes liées à l’IA et la PdM. Deuxièmement, nous avons développé deux Framework qui sont basés sur des réseaux de neurones profonds (DNN). Le premier est formé de deux modules à savoir un DNN et un Deep SHapley Additive exPlanations (DeepSHAP). Le module DNN est utilisé pour résoudre les tâches de classification multi-classes déséquilibrées des états du système hydraulique. Malgré leurs performances, certaines questions subsistent quant à la fiabilité et la transparence des DNNs en tant que modèle à "boîte noire". Pour répondre à cette question, nous avons développé un second module nommé DeepSHAP. Ce dernier montrant l’importance et la contribution de chaque variable dans la prise de décision de l’algorithme. En outre, elle favorise la compréhension du processus et guide les humains à mieux comprendre, interpréter et faire confiance aux modèles d’IA. Le deuxième Framework hybride est connu sous le nom de Physical-Informed Deep Neural Networks (PINN). Ce modèle est utilisé pour prédire les états du processus de soudage par friction malaxage. Le PINN consiste à introduire des connaissances explicites ou des contraintes physiques dans l’algorithme d’apprentissage. Cette contrainte fournit une meilleure connaissance et oblige le modèle à suivre la topologie du processus. Une fois formés, les PINNs peuvent remplacer les simulations numériques qui demandent beaucoup de temps de calcul. En résumé, ce travail ouvre des perspectives nouvelles et prometteuses domaine de l’explicabilité des modèles d’AI appliqués aux problématiques de PdM 4.0. En particulier, l’exploitation de ces Framework contribuent à une connaissance plus précise du système

Proceedings of the Conference on Production Systems and Logistics: CPSL 2022

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12th EASN International Conference on "Innovation in Aviation & Space for opening New Horizons"

Epoxy resins show a combination of thermal stability, good mechanical performance, and durability, which make these materials suitable for many applications in the Aerospace industry. Different types of curing agents can be utilized for curing epoxy systems. The use of aliphatic amines as curing agent is preferable over the toxic aromatic ones, though their incorporation increases the flammability of the resin. Recently, we have developed different hybrid strategies, where the sol-gel technique has been exploited in combination with two DOPO-based flame retardants and other synergists or the use of humic acid and ammonium polyphosphate to achieve non-dripping V-0 classification in UL 94 vertical flame spread tests, with low phosphorous loadings (e.g., 1-2 wt%). These strategies improved the flame retardancy of the epoxy matrix, without any detrimental impact on the mechanical and thermal properties of the composites. Finally, the formation of a hybrid silica-epoxy network accounted for the establishment of tailored interphases, due to a better dispersion of more polar additives in the hydrophobic resin

Proceedings of the 2nd Conference on Production Systems and Logistics (CPSL 2021)

Proceedings of the CPSL 202

A Short Review on 4D Printing

Additive Manufacturing can be described as a process to build 3D objects by adding layer-upon-layer of material, the material traditionally being plastics, metals or ceramics, however ‘smart’ materials are now in use. Nowadays, the term “3D Printing” has become a much-used synonym for additive manufacturing. The use of computing, 3D solid modeling applications, layering materials and machine equipment is common to majority of additive manufacturing technologies. Advancing from this 3D printing technology, is an emerging trend for what is being termed “4D printing”. 4D printing places dependency on smart materials, the functionality of additive manufacturing machines and in ingenious design processes. Although many developments have been made, limitations are still very much in existence, particularly with regards to function and application. The objective of this short review is to discuss the developments, challenges and outlook for 4D printing technology. The review revealed that 4D printing technology has application potential but further research work will be vital for the future success of 4D printing

Engineering and built environment project conference 2015: book of abstracts - Toowoomba, Australia, 21-25 September 2015

Book of Abstracts of the USQ Engineering and Built Environment Conference 2015, held Toowoomba, Australia, 21-25 September 2015. These proceedings include extended abstracts of the verbal presentations that are delivered at the project conference. The work reported at the conference is the research undertaken by students in meeting the requirements of courses ENG4111/ENG4112 Research Project for undergraduate or ENG8411/ENG8412 Research Project and Dissertation for postgraduate students