基于脉冲涡流无损检测的金属焊缝自动跟踪研究
发布时间：2021-08-28 07:56
实现焊接过程的自动化与智能化,所需解决的首要问题就是焊缝自动跟踪。而检测焊缝中心位置参数所采取的方法,是解决焊缝跟踪问题的关键之一。当前脉冲涡流检测、超声检测和射线检测等无损检测方法最为常见,相对比于超声检测和射线检测,脉冲涡流检测成本低、结构简单,对于焊接过程中烟尘、弧光和背景光的抗干扰性更强,且不需要耦合剂及特定的导电媒介。因此本文提出基于脉冲涡流无损检测的金属焊缝自动跟踪研究,首先设计了脉冲涡流焊缝跟踪系统,接着详细介绍焊缝中心参数的提取方法,然后研究对焊缝中心的处理算法。主要分为以下几个方面:（1）对国内外的焊缝自动跟踪技术做了简要介绍,接着对涡流传感器的发展和应用现状进行了阐述。结合涡流传感器以后的发展趋势,本文采用了脉冲涡流对焊缝进行检测,并且通过试验分析了用于焊缝自动跟踪的可行性。（2）设计脉冲涡流焊缝跟踪系统,主要分为焊接执行装置和焊接控制装置的设计。焊接执行装置设计重点阐述了氩弧焊焊接系统各元件的选型,运动控制台的三维设计;焊接控制装置设计重点阐述了脉冲涡流检测焊缝中心的系统设计、五轴驱动电路设计、软件界面设计以及焊缝跟踪系统流程设计等。（3）针对采集的信号中存在噪声...
【文章来源】：江苏理工学院江苏省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景与意义
1.2 焊缝跟踪技术研究的发展现状及趋势
1.2.1 国外的焊缝跟踪控制的研究进展
1.2.2 国内的焊缝跟踪控制的研究进展
1.3 焊缝跟踪传感器研究现状及其分类
1.3.1 接触式焊缝跟踪传感器
1.3.2 电弧式焊缝跟踪传感器
1.3.3 非接触式焊缝跟踪传感器
1.4 涡流传感器的原理与发展现状
1.4.1 涡流传感器的基本原理
1.4.2 涡流检测技术的发展趋势
1.5 脉冲涡流检测技术基本原理
1.6 论文创新点
1.7 章节安排及其主要内容
第二章 脉冲涡流焊缝跟踪系统的设计
2.1 系统组成框图
2.2 焊接执行装置设计
2.2.1 氩弧焊焊接子装置
2.2.2 五轴运动工作控制台
2.3 焊接控制装置设计
2.3.1 脉冲涡流检测焊缝中心参数系统的设计
2.3.1.1 焊缝中心参数检测系统的总体方案
2.3.1.2 探头的结构设计
2.3.1.3 信号调理电路设计
2.3.1.4 其他硬件
2.3.2 五轴运动驱动电路设计
2.3.3 焊缝跟踪流程设计
2.3.4 软件界面设计
2.4 本章小节
第三章 脉冲涡流检测技术焊缝中心特征参数提取
3.1 检测信号预处理
3.1.1 检测信号同步处理
3.1.2 检测信号软件滤波处理
3.2 焊缝中心特征提取试验
3.2.1 检测信号差分处理
3.2.2 焊缝中心提取流程
3.2.3 焊缝中心特征值提取
3.3 本章小节
第四章 基于卡尔曼滤波的焊缝的焊缝路径跟踪
4.1 卡尔曼滤波算法介绍
4.2 卡尔曼滤波算法基本步骤
4.2.1 卡尔曼滤波算法的两个假设
4.2.2 建立焊缝跟踪系统的系统方程和状态方程
4.3 卡尔曼滤波算法焊缝跟踪实验
4.3.1 卡尔曼滤波算法运用
4.3.2 焊缝跟踪实验
4.4 本章小节
第五章 基于RBF神经网络优化卡尔曼滤波的焊缝路径跟踪
5.1 RBF神经算法介绍
5.2 RBF神经算法基本步骤
5.3 焊缝跟踪实验
5.4 本章小结
第六章 总结和展望
6.1 课题研究成果及结论
6.2 工作展望
参考文献
攻读学位期间研究成果
致谢
附录A：脉冲涡流信号采集与处理实验程序
附录B：卡尔曼滤波算法核心程序
【参考文献】：
期刊论文
[1]多新息理论优化卡尔曼滤波焊缝在线识别[J]. 高向东,许二娟,李秀忠. 焊接学报. 2017(03)
[2]脉冲涡流无损检测系统的设计及应用[J]. 陈建明,白利芳,彭辉. 技术与市场. 2017(01)
[3]新型机械电子接触式焊缝跟踪传感器设计[J]. 吕涛,王信,冯韶璐. 焊接技术. 2016(08)
[4]磁光成像自适应卡尔曼滤波焊缝跟踪算法[J]. 高向东,吴嘉杰,萧振林,陈晓辉. 焊接学报. 2016(03)
[5]磁光成像焊缝跟踪卡尔曼滤波算法[J]. 高向东,吴嘉杰. 电焊机. 2016(01)
[6]基于Kalman滤波的磁控旋转电弧传感器焊缝跟踪偏差预测[J]. 洪波,柳健,洪宇翔,王谦. 焊接学报. 2015(05)
[7]卡尔曼滤波磁光成像计盒维数焊缝跟踪算法[J]. 刘益,高向东,张弛. 电焊机. 2015(01)
[8]我国工业焊接技术的现状及发展前景分析[J]. 蒋伟波. 科技创新与应用. 2014(04)
[9]基于算术平均值和递推估计算法的木材含水率检测研究[J]. 周正,孙丽萍. 森林工程. 2013(06)
[10]基于脉冲涡流检测技术的铁磁性材料厚度的测量[J]. 王健,傅迎光,孙明璇,刘再斌,范智勇,石坤. 北京交通大学学报. 2012(06)
博士论文
[1]基于视觉及电弧传感技术的机器人GTAW三维焊缝实时跟踪控制技术研究[D]. 许燕玲.上海交通大学 2013
[2]航空铝合金缺陷及应力脉冲涡流无损检测研究[D]. 周德强.南京航空航天大学 2010
[3]基于图像的焊接缺陷提取与识别方法研究[D]. 孙正.中国矿业大学 2010
硕士论文
[1]微间隙焊缝路径磁光成像卡尔曼滤波跟踪方法研究[D]. 张驰.广东工业大学 2015
[2]基于DSC的焊缝跟踪控制研究[D]. 熊睿.南昌大学 2015
[3]磁光成像焊缝跟踪自适应卡尔曼滤波算法研究[D]. 吴嘉杰.广东工业大学 2014
[4]基于变面积式涡流传感器焊缝跟踪系统的研究[D]. 朱亚飞.湘潭大学 2014
[5]基于双轴机器人双线激光传感焊缝偏差与焊枪高度识别研究[D]. 李志增.南昌大学 2013
[6]激光焊接路径跟踪卡尔曼滤波预测算法研究[D]. 仲训杲.广东工业大学 2011
[7]涡流式焊缝跟踪传感器特性及影响规律研究[D]. 闫强.湘潭大学 2010
[8]脉冲涡流检测系统的设计与研究[D]. 张斌强.南京航空航天大学 2009
[9]脉冲涡流无损检测技术研究[D]. 何赟泽.国防科学技术大学 2008
[10]基于电弧传感的焊缝跟踪控制系统的研究[D]. 李智敏.西安科技大学 2006
本文编号：3368129
【文章来源】：江苏理工学院江苏省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景与意义
1.2 焊缝跟踪技术研究的发展现状及趋势
1.2.1 国外的焊缝跟踪控制的研究进展
1.2.2 国内的焊缝跟踪控制的研究进展
1.3 焊缝跟踪传感器研究现状及其分类
1.3.1 接触式焊缝跟踪传感器
1.3.2 电弧式焊缝跟踪传感器
1.3.3 非接触式焊缝跟踪传感器
1.4 涡流传感器的原理与发展现状
1.4.1 涡流传感器的基本原理
1.4.2 涡流检测技术的发展趋势
1.5 脉冲涡流检测技术基本原理
1.6 论文创新点
1.7 章节安排及其主要内容
第二章 脉冲涡流焊缝跟踪系统的设计
2.1 系统组成框图
2.2 焊接执行装置设计
2.2.1 氩弧焊焊接子装置
2.2.2 五轴运动工作控制台
2.3 焊接控制装置设计
2.3.1 脉冲涡流检测焊缝中心参数系统的设计
2.3.1.1 焊缝中心参数检测系统的总体方案
2.3.1.2 探头的结构设计
2.3.1.3 信号调理电路设计
2.3.1.4 其他硬件
2.3.2 五轴运动驱动电路设计
2.3.3 焊缝跟踪流程设计
2.3.4 软件界面设计
2.4 本章小节
第三章 脉冲涡流检测技术焊缝中心特征参数提取
3.1 检测信号预处理
3.1.1 检测信号同步处理
3.1.2 检测信号软件滤波处理
3.2 焊缝中心特征提取试验
3.2.1 检测信号差分处理
3.2.2 焊缝中心提取流程
3.2.3 焊缝中心特征值提取
3.3 本章小节
第四章 基于卡尔曼滤波的焊缝的焊缝路径跟踪
4.1 卡尔曼滤波算法介绍
4.2 卡尔曼滤波算法基本步骤
4.2.1 卡尔曼滤波算法的两个假设
4.2.2 建立焊缝跟踪系统的系统方程和状态方程
4.3 卡尔曼滤波算法焊缝跟踪实验
4.3.1 卡尔曼滤波算法运用
4.3.2 焊缝跟踪实验
4.4 本章小节
第五章 基于RBF神经网络优化卡尔曼滤波的焊缝路径跟踪
5.1 RBF神经算法介绍
5.2 RBF神经算法基本步骤
5.3 焊缝跟踪实验
5.4 本章小结
第六章 总结和展望
6.1 课题研究成果及结论
6.2 工作展望
参考文献
攻读学位期间研究成果
致谢
附录A：脉冲涡流信号采集与处理实验程序
附录B：卡尔曼滤波算法核心程序
【参考文献】：
期刊论文
[1]多新息理论优化卡尔曼滤波焊缝在线识别[J]. 高向东,许二娟,李秀忠. 焊接学报. 2017(03)
[2]脉冲涡流无损检测系统的设计及应用[J]. 陈建明,白利芳,彭辉. 技术与市场. 2017(01)
[3]新型机械电子接触式焊缝跟踪传感器设计[J]. 吕涛,王信,冯韶璐. 焊接技术. 2016(08)
[4]磁光成像自适应卡尔曼滤波焊缝跟踪算法[J]. 高向东,吴嘉杰,萧振林,陈晓辉. 焊接学报. 2016(03)
[5]磁光成像焊缝跟踪卡尔曼滤波算法[J]. 高向东,吴嘉杰. 电焊机. 2016(01)
[6]基于Kalman滤波的磁控旋转电弧传感器焊缝跟踪偏差预测[J]. 洪波,柳健,洪宇翔,王谦. 焊接学报. 2015(05)
[7]卡尔曼滤波磁光成像计盒维数焊缝跟踪算法[J]. 刘益,高向东,张弛. 电焊机. 2015(01)
[8]我国工业焊接技术的现状及发展前景分析[J]. 蒋伟波. 科技创新与应用. 2014(04)
[9]基于算术平均值和递推估计算法的木材含水率检测研究[J]. 周正,孙丽萍. 森林工程. 2013(06)
[10]基于脉冲涡流检测技术的铁磁性材料厚度的测量[J]. 王健,傅迎光,孙明璇,刘再斌,范智勇,石坤. 北京交通大学学报. 2012(06)
博士论文
[1]基于视觉及电弧传感技术的机器人GTAW三维焊缝实时跟踪控制技术研究[D]. 许燕玲.上海交通大学 2013
[2]航空铝合金缺陷及应力脉冲涡流无损检测研究[D]. 周德强.南京航空航天大学 2010
[3]基于图像的焊接缺陷提取与识别方法研究[D]. 孙正.中国矿业大学 2010
硕士论文
[1]微间隙焊缝路径磁光成像卡尔曼滤波跟踪方法研究[D]. 张驰.广东工业大学 2015
[2]基于DSC的焊缝跟踪控制研究[D]. 熊睿.南昌大学 2015
[3]磁光成像焊缝跟踪自适应卡尔曼滤波算法研究[D]. 吴嘉杰.广东工业大学 2014
[4]基于变面积式涡流传感器焊缝跟踪系统的研究[D]. 朱亚飞.湘潭大学 2014
[5]基于双轴机器人双线激光传感焊缝偏差与焊枪高度识别研究[D]. 李志增.南昌大学 2013
[6]激光焊接路径跟踪卡尔曼滤波预测算法研究[D]. 仲训杲.广东工业大学 2011
[7]涡流式焊缝跟踪传感器特性及影响规律研究[D]. 闫强.湘潭大学 2010
[8]脉冲涡流检测系统的设计与研究[D]. 张斌强.南京航空航天大学 2009
[9]脉冲涡流无损检测技术研究[D]. 何赟泽.国防科学技术大学 2008
[10]基于电弧传感的焊缝跟踪控制系统的研究[D]. 李智敏.西安科技大学 2006
本文编号：3368129
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