基于CNN和熔池图像的GMAW焊接质量在线监测研究

发布时间：2024-04-24 20:53

　　《中国制造2025》提出海洋工程装备及高技术船舶关键制造装备为重点发展领域,随着“工业3.0”向“工业4.0”的逐步迈进,对焊接自动化和焊接过程在线检测技术提出了新的需求,传统的焊缝质量检验方法多为焊后检测,实时性很差,无法获取缺陷产生时的熔池信息,一旦出现缺陷便很难弥补。基于卷积神经网络算法和焊接熔池图像视觉检测方法,针对GMAW焊接过程中熔透状态、表面气孔以及表面熔渣等质量参数的在线监测进行研究,为GMAW焊接过程质量在线监测奠定了基础。建立了熔池视觉传感试验系统,分析了焊接规范对MAG焊熔池图像特征的影响规律,在不同焊接规范下进行焊接试验,获得约15000张熔池图像,提取出焊接规范对熔池图像特征的影响规律:熔透状态受焊接电流影响较大,表面气孔和熔渣的产生与保护气流量相关。为获得清晰的正面熔池图像,设计滤光系统,从工件后方以一定角度沿着焊接方向拍摄熔池,通过去均值、归一化、Gamma变换等图像处理手段减弱金属飞溅和强弧光干扰的问题,提高熔池的特征识别效果;通过卷积神经网络训练分类模型排除强弧光干扰,分析了相机标定方法,解算相机位姿获取拍摄角度,经过仿射变换后获得清晰的正面熔池图像。...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1船用微型焊接机器人[13]

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文动化、智能化制造技术与设备，大大提高建立了船舶智能化制造模式。此外针对船焊接技术研究实验室，同时还引进了焊接质量[11]。国在大型及超大型船舶制造领域优势明显持续发力，在巨型总段造船技术方面不断，将开发的智能机器人大量用于船舶建造造水平的快速提升，....

图1-2采集到的图像及其跟踪位置

a）初始状态b）焊缝跟踪1c）焊缝跟踪2d）焊缝跟踪3图1-2采集到的图像及其跟踪位置[19]XindeLi等人[20]针对复杂的非结构化焊接环境中的一些可能的干扰，将鲁棒性结合到结构光视觉检测方法中，开发了一套焊缝识别和跟踪的方法，在焊接图像的预处理之后，跟....

图1-3熔池图像处理[33]

可以实现焊缝识别以及焊缝跟踪等功能，是目前很具有前。常用的视觉传感检测技术可以分为主动视觉检测和被动视动视觉检测技术通过外加的光源对被检测物体进行打光，然动光源波段的图像信息，将其余波长的干扰光滤过，保证获而被动法是直接采集自然光下的被检测物体图像，有时可以式对不需要的波段进行剔....

图1-4改进的Canny算法的过程

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文图像处理算法获得电弧中心线的算法，具体的实现方nny边缘特征检测算法并配合霍夫变换，将图中的V通过经验算法将特征筛选并强化显示到界面中，确利用中心线的位置作为焊接机器人的输入变量，保证偏差不超过焊缝的可容偏差，满足焊接工艺的要求接的可靠性。但是....

本文编号：3963491