數(shù)據(jù)驅動的焊縫渦流信號缺陷識別與診斷研究
發(fā)布時間:2021-01-18 03:27
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,焊接工藝是機械加工業(yè)不可或缺的工業(yè)技術手段,在國民經(jīng)濟建設中占有重要地位。在窄搭接電阻焊工藝中,對于焊縫質(zhì)量的檢測需要先停機,然后取樣觀察焊縫形貌或進行杯凸實驗,然而這種方法缺乏實時性。本文依托窄搭接電阻焊實時檢測項目,通過搭建渦流檢測設備,在焊接時與焊機隨動,實時采集焊縫的渦流檢測信號數(shù)據(jù)和焊接過程數(shù)據(jù),并以數(shù)據(jù)為基礎建立焊縫缺陷的智能識別模型與原因診斷模型,實現(xiàn)了焊縫缺陷的實時檢測并改進了焊接質(zhì)量,主要研究工作如下:(1)在焊機上搭建渦流檢測設備以采集窄搭接焊縫的實時渦流檢測信號,并提出改進的小波閾值算法對原始焊縫渦流檢測信號進行降噪。仿真實驗證明改進的小波閾值去噪算法可行有效,能夠更好地濾除渦流信號中的噪聲,且去噪效果穩(wěn)定。(2)基于降噪處理后的渦流檢測信號,分別運用傳統(tǒng)方法和深度學習方法識別焊縫缺陷。傳統(tǒng)方法首先采用EMD對窄搭接焊縫的渦流檢測信號進行分解,在獲取的IMF的基礎上構造特征向量,繼而利用PCA對特征參數(shù)進行降維,最后運用SVM進行分類,取得了86.7%的缺陷識別準確率。深度學習方法采用小波時頻圖和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡相結合的方法對焊縫缺陷進行識別。首先...
【文章來源】:上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
窄搭接電阻焊實際工況圖
上海交通大學碩士學位論文11阻抗圖表現(xiàn)為很小的曲線變化。當被檢測焊縫裂縫、夾渣等缺陷時,其阻抗特性就有所變化,在阻抗平面圖上就會繪出相應曲線。2.2焊縫渦流信號獲取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,通過上下的電極通電并施加壓力,然后利用電流通過兩塊金屬的接觸面而產(chǎn)生的電阻熱進行加熱焊接的方法,是一種高效率的環(huán)保型焊接方法。窄搭接電阻焊實際工況如圖2-3所示。圖2-3窄搭接電阻焊實際工況圖Fig.2-3Actualworkingconditiondiagramofnarrowlapresistancewelding該工序的工藝流程圖如圖2-4所示。圖2-4開卷及焊接工藝流程圖Fig.2-4Processchartforuncoilingandwelding
第2章焊縫渦流檢測信號的獲取與預處理12當前卷帶鋼帶尾運行到窄搭接焊機中部時停止運行,等待后卷帶鋼帶頭進入,然后由夾鉗夾住帶鋼,剪切機剪切帶鋼平整焊接邊緣面。出口夾鉗向上翹起一個角度,入口夾鉗將帶頭向出口夾鉗平移適當距離,出口夾鉗恢復原位,實現(xiàn)帶頭和帶尾搭接。通電的焊輪下降沿搭接處滾動焊接,隨動的碾壓輪碾平焊縫,消除殘余應力,焊輪和碾壓輪抬起復位,夾鉗打開,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信號實時采集為了保證生產(chǎn)的連續(xù)性,需要對焊縫缺陷進行實時檢測,因此需要實時采集焊縫的渦流檢測信號。根據(jù)對實際焊接現(xiàn)場的考察,在焊輪后面設計了如圖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,該夾具和焊機隨動,從而實現(xiàn)了對焊縫缺陷的實時檢測。圖2-6渦流探頭夾具Fig.2-6Fixtureofeddycurrentprobe
【參考文獻】:
期刊論文
[1]窄搭接焊接質(zhì)量影響因素分析[J]. 彭揚文,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構焊縫表面裂紋識別方法[J]. 劉興樂,劉志平,黎玄,江蕾. 中國機械工程. 2016(14)
[4]工業(yè)大數(shù)據(jù)的四種用途和兩大價值[J]. 王喜文. 物聯(lián)網(wǎng)技術. 2016(04)
[5]過程工業(yè)大數(shù)據(jù)建模研究展望[J]. 劉強,秦泗釗. 自動化學報. 2016(02)
[6]工業(yè)4.0和智能制造[J]. 張曙. 機械設計與制造工程. 2014(08)
[7]熱軋表面缺陷檢測在連鑄質(zhì)量缺陷控制中的應用[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信號及其特征提取[J]. 周德強,李勇,張秋菊,尤麗華. 中國機械工程. 2012(15)
[9]基于頻譜分析的脈沖渦流缺陷檢測研究[J]. 周德強,田貴云,尤麗華,王海濤,王平. 儀器儀表學報. 2011(09)
[10]淺談帶鋼缺陷分析方法[J]. 馮志強,姜豐. 科技傳播. 2010(24)
本文編號:2984178
【文章來源】:上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
窄搭接電阻焊實際工況圖
上海交通大學碩士學位論文11阻抗圖表現(xiàn)為很小的曲線變化。當被檢測焊縫裂縫、夾渣等缺陷時,其阻抗特性就有所變化,在阻抗平面圖上就會繪出相應曲線。2.2焊縫渦流信號獲取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,通過上下的電極通電并施加壓力,然后利用電流通過兩塊金屬的接觸面而產(chǎn)生的電阻熱進行加熱焊接的方法,是一種高效率的環(huán)保型焊接方法。窄搭接電阻焊實際工況如圖2-3所示。圖2-3窄搭接電阻焊實際工況圖Fig.2-3Actualworkingconditiondiagramofnarrowlapresistancewelding該工序的工藝流程圖如圖2-4所示。圖2-4開卷及焊接工藝流程圖Fig.2-4Processchartforuncoilingandwelding
第2章焊縫渦流檢測信號的獲取與預處理12當前卷帶鋼帶尾運行到窄搭接焊機中部時停止運行,等待后卷帶鋼帶頭進入,然后由夾鉗夾住帶鋼,剪切機剪切帶鋼平整焊接邊緣面。出口夾鉗向上翹起一個角度,入口夾鉗將帶頭向出口夾鉗平移適當距離,出口夾鉗恢復原位,實現(xiàn)帶頭和帶尾搭接。通電的焊輪下降沿搭接處滾動焊接,隨動的碾壓輪碾平焊縫,消除殘余應力,焊輪和碾壓輪抬起復位,夾鉗打開,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信號實時采集為了保證生產(chǎn)的連續(xù)性,需要對焊縫缺陷進行實時檢測,因此需要實時采集焊縫的渦流檢測信號。根據(jù)對實際焊接現(xiàn)場的考察,在焊輪后面設計了如圖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,該夾具和焊機隨動,從而實現(xiàn)了對焊縫缺陷的實時檢測。圖2-6渦流探頭夾具Fig.2-6Fixtureofeddycurrentprobe
【參考文獻】:
期刊論文
[1]窄搭接焊接質(zhì)量影響因素分析[J]. 彭揚文,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構焊縫表面裂紋識別方法[J]. 劉興樂,劉志平,黎玄,江蕾. 中國機械工程. 2016(14)
[4]工業(yè)大數(shù)據(jù)的四種用途和兩大價值[J]. 王喜文. 物聯(lián)網(wǎng)技術. 2016(04)
[5]過程工業(yè)大數(shù)據(jù)建模研究展望[J]. 劉強,秦泗釗. 自動化學報. 2016(02)
[6]工業(yè)4.0和智能制造[J]. 張曙. 機械設計與制造工程. 2014(08)
[7]熱軋表面缺陷檢測在連鑄質(zhì)量缺陷控制中的應用[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信號及其特征提取[J]. 周德強,李勇,張秋菊,尤麗華. 中國機械工程. 2012(15)
[9]基于頻譜分析的脈沖渦流缺陷檢測研究[J]. 周德強,田貴云,尤麗華,王海濤,王平. 儀器儀表學報. 2011(09)
[10]淺談帶鋼缺陷分析方法[J]. 馮志強,姜豐. 科技傳播. 2010(24)
本文編號:2984178
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/jiagonggongyi/2984178.html
最近更新
教材專著