發(fā)布時間：2022-01-13 16:11

　　直縫焊管在管道運輸、國防建設(shè)等方面存在廣泛用途。脈沖鎢極氬弧焊焊接的直縫焊管具有高質(zhì)量的焊縫,但是目前我國用脈沖鎢極氬弧焊生產(chǎn)直縫焊管的自動化水平不高,主要體現(xiàn)在焊縫質(zhì)量依賴人工檢測及無法通過焊接質(zhì)量反饋控制焊接工藝參數(shù)。對此,本文進行了基于線結(jié)構(gòu)光的管體直焊縫焊接質(zhì)量控制算法研究。焊縫外觀成型是決定焊接接頭強度及相關(guān)性能的重要因素,本文用焊縫反面成型的熔寬和余高來評價直縫焊管的焊接質(zhì)量,利用線結(jié)構(gòu)光成像技術(shù)設(shè)計了熔寬和余高的在線檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)采集圖像、預(yù)處理圖像、提取線結(jié)構(gòu)光條紋中心和計算熔寬與余高,在此過程中,綜合考慮條紋中心提取速度和精度,提出一種基于骨架的亞像素提取條紋中心的方法。然后結(jié)合卡爾曼濾波模型和動態(tài)GM（1,1）預(yù)測模型的優(yōu)點,提出基于動態(tài)GM（1,1）的卡爾曼濾波預(yù)測模型,用以預(yù)測當(dāng)前時刻的熔寬和余高,通過實際數(shù)據(jù)實驗驗證了該模型的有效性。最后根據(jù)當(dāng)前時刻的預(yù)測數(shù)據(jù)和前幾個時刻的檢測數(shù)據(jù),提出了焊接工藝參數(shù)的反饋控制方案,并分析了從焊接質(zhì)量在線檢測到反饋控制整個流程的時間消耗,利用CUDA加速實現(xiàn)了耗時嚴(yán)重的模塊,達到了系統(tǒng)的處理時間要求。利用該控制方案進行實際焊... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 焊接質(zhì)量檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.3 自動焊接技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.4 線結(jié)構(gòu)光測量技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的主要內(nèi)容
2 基于線結(jié)構(gòu)光的焊接質(zhì)量在線檢測方法
    2.1 焊接質(zhì)量的評價方法
    2.2 焊接質(zhì)量檢測原理與系統(tǒng)
        2.2.1 焊接質(zhì)量檢測原理
        2.2.2 焊接質(zhì)量在線檢測系統(tǒng)
    2.3 圖像預(yù)處理
        2.3.1 圖像剪切
        2.3.2 圖像濾波
        2.3.3 圖像分割
        2.3.4 形態(tài)學(xué)圖像平滑處理
    2.4 線結(jié)構(gòu)光光條中心提取
        2.4.1 光條灰度值特征分布
        2.4.2 光條中心提取方法綜述
        2.4.3 光條中心的亞像素提取方法
        2.4.4 實驗數(shù)據(jù)分析
    2.5 計算焊縫的熔寬和余高
    2.6 本章小結(jié)
3 基于焊接質(zhì)量的焊接參數(shù)預(yù)測控制方法
    3.1 脈沖鎢極氬弧焊工藝參數(shù)
    3.2 焊接質(zhì)量預(yù)測
        3.2.1 熔寬和余高的相關(guān)性分析
        3.2.2 基于動態(tài)GM(1,1)的卡爾曼濾波預(yù)測模型
        3.2.3 實驗數(shù)據(jù)分析
    3.3 反饋控制焊接工藝參數(shù)
    3.4 CUDA加速實現(xiàn)
        3.4.1 加速實現(xiàn)的必要性
        3.4.2 CUDA編程技術(shù)
        3.4.3 CUDA加速實現(xiàn)過程
        3.4.4 加速試驗結(jié)果與分析
    3.5 反饋控制效果分析
    3.6 本章小結(jié)
4 總結(jié)與展望
    4.1 本文工作總結(jié)
    4.2 存在的問題和以后的研究方向
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于X射線成像的BGA焊接質(zhì)量檢測技術(shù)[J]. 何志剛,梁堃,周慶波,龔國虎,王曉敏.  電子工藝技術(shù). 2016(01)
[2]基于GPU的結(jié)構(gòu)光中心快速提取方法及實現(xiàn)[J]. 劉正斌,朱丹,佟新鑫.  計算機應(yīng)用與軟件. 2014(08)
[3]我國輸電線路鋼管塔用直縫焊管生產(chǎn)現(xiàn)狀[J]. 常建偉,喬亞霞.  焊管. 2013(08)
[4]一種改進的高斯擬合法在光帶中心提取中的應(yīng)用[J]. 孫盼慶,楊永躍,何亮亮.  電子設(shè)計工程. 2012(13)
[5]鋼軌磨耗動態(tài)測量結(jié)構(gòu)光條紋中心提取算法[J]. 王偉華,孫軍華,劉震,張廣軍.  激光與紅外. 2010(01)
[6]一種改進的光條中心提取方法[J]. 楊雪嬌,池海紅.  應(yīng)用科技. 2009(12)
[7]面向浮雕的激光測量中光刀中心提取[J]. 徐慶富,裴仁清,何嵐嵐,王黎儷,余建宏.  光學(xué)儀器. 2009(05)
[8]基于梯度重心法的線結(jié)構(gòu)光中心亞像素提取方法[J]. 吳家勇,王平江,陳吉紅,巫孟良.  中國圖象圖形學(xué)報. 2009(07)
[9]線結(jié)構(gòu)光條紋中心的全分辨率精確提取[J]. 熊會元,宗志堅,陳承鶴.  光學(xué)精密工程. 2009(05)
[10]精確提取線結(jié)構(gòu)光條紋中心方法[J]. 熊會元,宗志堅,高群,陳承鶴.  計算機工程與應(yīng)用. 2009(10)

博士論文
[1]線結(jié)構(gòu)光表面三維測量系統(tǒng)的標(biāo)定技術(shù)研究[D]. 陳天飛.大連海事大學(xué) 2013

碩士論文
[1]基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺表面測量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 范建華.中北大學(xué) 2015
[2]基于線結(jié)構(gòu)光的三維重構(gòu)[D]. 羅聰.中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所） 2015
[3]視覺引導(dǎo)在機器人自動焊接中的應(yīng)用研究[D]. 楊文明.東北電力大學(xué) 2015
[4]線結(jié)構(gòu)光三維測量關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉玉寶.華僑大學(xué) 2014
[5]H型鋼截面尺寸線結(jié)構(gòu)光測量[D]. 劉燕.天津大學(xué) 2012
[6]脈沖TIG焊電弧及熔池的數(shù)值分析[D]. 郭朝博.蘭州理工大學(xué) 2011
[7]基于圖像處理的電子元件焊接質(zhì)量檢測[D]. 王付軍.河北大學(xué) 2010
[8]基于機器視覺的貴金屬復(fù)合帶焊接質(zhì)量在線檢測技術(shù)研究[D]. 晁攀攀.電子科技大學(xué) 2010
[9]結(jié)構(gòu)光光條中心提取方法研究[D]. 楊尉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[10]基于線結(jié)構(gòu)光的測量系統(tǒng)設(shè)計與實驗研究[D]. 曾圣璞.華中科技大學(xué) 2009



本文編號：3586751