數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的焊縫渦流信號(hào)缺陷識(shí)別與診斷研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-18 03:27
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,焊接工藝是機(jī)械加工業(yè)不可或缺的工業(yè)技術(shù)手段,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占有重要地位。在窄搭接電阻焊工藝中,對(duì)于焊縫質(zhì)量的檢測(cè)需要先停機(jī),然后取樣觀察焊縫形貌或進(jìn)行杯凸實(shí)驗(yàn),然而這種方法缺乏實(shí)時(shí)性。本文依托窄搭接電阻焊實(shí)時(shí)檢測(cè)項(xiàng)目,通過(guò)搭建渦流檢測(cè)設(shè)備,在焊接時(shí)與焊機(jī)隨動(dòng),實(shí)時(shí)采集焊縫的渦流檢測(cè)信號(hào)數(shù)據(jù)和焊接過(guò)程數(shù)據(jù),并以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立焊縫缺陷的智能識(shí)別模型與原因診斷模型,實(shí)現(xiàn)了焊縫缺陷的實(shí)時(shí)檢測(cè)并改進(jìn)了焊接質(zhì)量,主要研究工作如下:(1)在焊機(jī)上搭建渦流檢測(cè)設(shè)備以采集窄搭接焊縫的實(shí)時(shí)渦流檢測(cè)信號(hào),并提出改進(jìn)的小波閾值算法對(duì)原始焊縫渦流檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行降噪。仿真實(shí)驗(yàn)證明改進(jìn)的小波閾值去噪算法可行有效,能夠更好地濾除渦流信號(hào)中的噪聲,且去噪效果穩(wěn)定。(2)基于降噪處理后的渦流檢測(cè)信號(hào),分別運(yùn)用傳統(tǒng)方法和深度學(xué)習(xí)方法識(shí)別焊縫缺陷。傳統(tǒng)方法首先采用EMD對(duì)窄搭接焊縫的渦流檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行分解,在獲取的IMF的基礎(chǔ)上構(gòu)造特征向量,繼而利用PCA對(duì)特征參數(shù)進(jìn)行降維,最后運(yùn)用SVM進(jìn)行分類(lèi),取得了86.7%的缺陷識(shí)別準(zhǔn)確率。深度學(xué)習(xí)方法采用小波時(shí)頻圖和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法對(duì)焊縫缺陷進(jìn)行識(shí)別。首先...
【文章來(lái)源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
窄搭接電阻焊實(shí)際工況圖
上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文11阻抗圖表現(xiàn)為很小的曲線變化。當(dāng)被檢測(cè)焊縫裂縫、夾渣等缺陷時(shí),其阻抗特性就有所變化,在阻抗平面圖上就會(huì)繪出相應(yīng)曲線。2.2焊縫渦流信號(hào)獲取2.2.1窄搭接電阻焊窄搭接電阻焊是指將前后卷帶鋼上下拼接后,通過(guò)上下的電極通電并施加壓力,然后利用電流通過(guò)兩塊金屬的接觸面而產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行加熱焊接的方法,是一種高效率的環(huán)保型焊接方法。窄搭接電阻焊實(shí)際工況如圖2-3所示。圖2-3窄搭接電阻焊實(shí)際工況圖Fig.2-3Actualworkingconditiondiagramofnarrowlapresistancewelding該工序的工藝流程圖如圖2-4所示。圖2-4開(kāi)卷及焊接工藝流程圖Fig.2-4Processchartforuncoilingandwelding
第2章焊縫渦流檢測(cè)信號(hào)的獲取與預(yù)處理12當(dāng)前卷帶鋼帶尾運(yùn)行到窄搭接焊機(jī)中部時(shí)停止運(yùn)行,等待后卷帶鋼帶頭進(jìn)入,然后由夾鉗夾住帶鋼,剪切機(jī)剪切帶鋼平整焊接邊緣面。出口夾鉗向上翹起一個(gè)角度,入口夾鉗將帶頭向出口夾鉗平移適當(dāng)距離,出口夾鉗恢復(fù)原位,實(shí)現(xiàn)帶頭和帶尾搭接。通電的焊輪下降沿搭接處滾動(dòng)焊接,隨動(dòng)的碾壓輪碾平焊縫,消除殘余應(yīng)力,焊輪和碾壓輪抬起復(fù)位,夾鉗打開(kāi),完成焊接。窄搭接電阻焊的示意圖如圖2-5所示。~上焊輪下焊輪焊輪運(yùn)行方向后行鋼帶頭部先行鋼帶尾部焊輪變壓器圖2-5窄搭接電阻焊示意圖Fig.2-5Schematicdiagramofnarrowlapresistancewelding2.2.2焊縫ECT信號(hào)實(shí)時(shí)采集為了保證生產(chǎn)的連續(xù)性,需要對(duì)焊縫缺陷進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),因此需要實(shí)時(shí)采集焊縫的渦流檢測(cè)信號(hào)。根據(jù)對(duì)實(shí)際焊接現(xiàn)場(chǎng)的考察,在焊輪后面設(shè)計(jì)了如圖2-6所示的渦流探頭夾具,并將渦流探頭固定在該夾具上,在焊接時(shí),該夾具和焊機(jī)隨動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)焊縫缺陷的實(shí)時(shí)檢測(cè)。圖2-6渦流探頭夾具Fig.2-6Fixtureofeddycurrentprobe
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]窄搭接焊接質(zhì)量影響因素分析[J]. 彭?yè)P(yáng)文,王銀軍,王孝建. 梅山科技. 2016(04)
[2]A review of control loop monitoring and diagnosis:Prospects of controller maintenance in big data era[J]. Xinqing Gao,Fan Yang,Chao Shang,Dexian Huang. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2016(08)
[3]基于脈沖渦流熱成像的金屬結(jié)構(gòu)焊縫表面裂紋識(shí)別方法[J]. 劉興樂(lè),劉志平,黎玄,江蕾. 中國(guó)機(jī)械工程. 2016(14)
[4]工業(yè)大數(shù)據(jù)的四種用途和兩大價(jià)值[J]. 王喜文. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 2016(04)
[5]過(guò)程工業(yè)大數(shù)據(jù)建模研究展望[J]. 劉強(qiáng),秦泗釗. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2016(02)
[6]工業(yè)4.0和智能制造[J]. 張曙. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程. 2014(08)
[7]熱軋表面缺陷檢測(cè)在連鑄質(zhì)量缺陷控制中的應(yīng)用[J]. 鄭金星. 金屬材料與冶金工程. 2013(02)
[8]脈沖渦流金屬厚度檢測(cè)信號(hào)及其特征提取[J]. 周德強(qiáng),李勇,張秋菊,尤麗華. 中國(guó)機(jī)械工程. 2012(15)
[9]基于頻譜分析的脈沖渦流缺陷檢測(cè)研究[J]. 周德強(qiáng),田貴云,尤麗華,王海濤,王平. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2011(09)
[10]淺談帶鋼缺陷分析方法[J]. 馮志強(qiáng),姜豐. 科技傳播. 2010(24)
本文編號(hào):2984178
【文章來(lái)源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
窄搭接電阻焊實(shí)際工況圖
上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文11阻抗圖表現(xiàn)為很小的曲線變化。當(dāng)被檢測(cè)焊縫裂縫、夾渣等缺陷時(shí),其阻抗特性就有所變化,在阻抗平面圖上就會(huì)繪出相應(yīng)曲線。2.2焊縫渦流信號(hào)獲取2.2.1窄搭接電阻焊窄搭接電阻焊是指將前后卷帶鋼上下拼接后,通過(guò)上下的電極通電并施加壓力,然后利用電流通過(guò)兩塊金屬的接觸面而產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行加熱焊接的方法,是一種高效率的環(huán)保型焊接方法。窄搭接電阻焊實(shí)際工況如圖2-3所示。圖2-3窄搭接電阻焊實(shí)際工況圖Fig.2-3Actualworkingconditiondiagramofnarrowlapresistancewelding該工序的工藝流程圖如圖2-4所示。圖2-4開(kāi)卷及焊接工藝流程圖Fig.2-4Processchartforuncoilingandwelding
第2章焊縫渦流檢測(cè)信號(hào)的獲取與預(yù)處理12當(dāng)前卷帶鋼帶尾運(yùn)行到窄搭接焊機(jī)中部時(shí)停止運(yùn)行,等待后卷帶鋼帶頭進(jìn)入,然后由夾鉗夾住帶鋼,剪切機(jī)剪切帶鋼平整焊接邊緣面。出口夾鉗向上翹起一個(gè)角度,入口夾鉗將帶頭向出口夾鉗平移適當(dāng)距離,出口夾鉗恢復(fù)原位,實(shí)現(xiàn)帶頭和帶尾搭接。通電的焊輪下降沿搭接處滾動(dòng)焊接,隨動(dòng)的碾壓輪碾平焊縫,消除殘余應(yīng)力,焊輪和碾壓輪抬起復(fù)位,夾鉗打開(kāi),完成焊接。窄搭接電阻焊的示意圖如圖2-5所示。~上焊輪下焊輪焊輪運(yùn)行方向后行鋼帶頭部先行鋼帶尾部焊輪變壓器圖2-5窄搭接電阻焊示意圖Fig.2-5Schematicdiagramofnarrowlapresistancewelding2.2.2焊縫ECT信號(hào)實(shí)時(shí)采集為了保證生產(chǎn)的連續(xù)性,需要對(duì)焊縫缺陷進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),因此需要實(shí)時(shí)采集焊縫的渦流檢測(cè)信號(hào)。根據(jù)對(duì)實(shí)際焊接現(xiàn)場(chǎng)的考察,在焊輪后面設(shè)計(jì)了如圖2-6所示的渦流探頭夾具,并將渦流探頭固定在該夾具上,在焊接時(shí),該夾具和焊機(jī)隨動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)焊縫缺陷的實(shí)時(shí)檢測(cè)。圖2-6渦流探頭夾具Fig.2-6Fixtureofeddycurrentprobe
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]窄搭接焊接質(zhì)量影響因素分析[J]. 彭?yè)P(yáng)文,王銀軍,王孝建. 梅山科技. 2016(04)
[2]A review of control loop monitoring and diagnosis:Prospects of controller maintenance in big data era[J]. Xinqing Gao,Fan Yang,Chao Shang,Dexian Huang. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2016(08)
[3]基于脈沖渦流熱成像的金屬結(jié)構(gòu)焊縫表面裂紋識(shí)別方法[J]. 劉興樂(lè),劉志平,黎玄,江蕾. 中國(guó)機(jī)械工程. 2016(14)
[4]工業(yè)大數(shù)據(jù)的四種用途和兩大價(jià)值[J]. 王喜文. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 2016(04)
[5]過(guò)程工業(yè)大數(shù)據(jù)建模研究展望[J]. 劉強(qiáng),秦泗釗. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2016(02)
[6]工業(yè)4.0和智能制造[J]. 張曙. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程. 2014(08)
[7]熱軋表面缺陷檢測(cè)在連鑄質(zhì)量缺陷控制中的應(yīng)用[J]. 鄭金星. 金屬材料與冶金工程. 2013(02)
[8]脈沖渦流金屬厚度檢測(cè)信號(hào)及其特征提取[J]. 周德強(qiáng),李勇,張秋菊,尤麗華. 中國(guó)機(jī)械工程. 2012(15)
[9]基于頻譜分析的脈沖渦流缺陷檢測(cè)研究[J]. 周德強(qiáng),田貴云,尤麗華,王海濤,王平. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2011(09)
[10]淺談帶鋼缺陷分析方法[J]. 馮志強(qiáng),姜豐. 科技傳播. 2010(24)
本文編號(hào):2984178
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