在預留間隙的單面焊雙面成形工藝中,為了保證工件背部良好的熔透,往往需要形成熔孔。熔孔是預留間隙對接焊特有的現(xiàn)象,熔孔的存在能夠保證間隙兩側表面的母材都充分熔化,繼而保證焊縫完全熔透。熔孔的動態(tài)行為對于焊接過程穩(wěn)定性和焊接質量的好壞至關重要。在手工焊中,焊工往往通過判斷和控制熔孔的閉合和尺寸就可以控制熔透和焊縫成形。因此,研究焊接過程中熔孔的動態(tài)行為對于指導焊接生產具有十分重要的意義。本文在現(xiàn)有設備的基礎上改進了焊接試驗平臺,使焊槍實現(xiàn)了一定角度的傾斜,搭建了基于雙CMOS相機的同步視覺傳感系統(tǒng),一臺相機在工件背面,朝向焊接方向的反方向,對背面熔孔進行實時監(jiān)測;另一臺相機位于工件正面,朝向熔孔后部對正面熔孔進行觀察。針對工件背面和正面不同的感光條件,對于兩臺相機分別設計了不同的濾光方案,獲得了清晰的正背面熔孔圖像。根據(jù)采集到的熔孔圖像的灰度特征,采用MATLAB圖像處理軟件,設計了相應的邊緣提取算法,獲得了正背面熔孔的邊緣。通過小孔成像模型對兩臺相機參數(shù)進行了標定,同時設計了熔孔特征參數(shù)提取算法,得到了熔孔的特征參數(shù)（幾何參數(shù)和形狀參數(shù)）�；谌劭椎奶卣鲄�(shù),定量分析了在恒定參數(shù)和動態(tài)參... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 前言
    1.1 選題意義
    1.2 焊接過程熔池視覺檢測和熔透控制研究現(xiàn)狀
        1.2.1 熔池視覺檢測研究現(xiàn)狀
        1.2.2 熔透控制研究現(xiàn)狀
    1.3 熔孔/小孔狀態(tài)檢測方法的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 電弧聲信號傳感
        1.3.2 電信號傳感
        1.3.3 視覺信號傳感
    1.4 熔透狀態(tài)預測研究現(xiàn)狀
        1.4.1 傳統(tǒng)熔透狀態(tài)預測方法
        1.4.2 基于深度學習的熔透狀態(tài)預測方法
    1.5 本文主要研究內容
第2章 TIG薄板熔孔視覺檢測與特征參數(shù)提取
    2.1 焊接實驗平臺
        2.1.1 焊接系統(tǒng)
        2.1.2 雙CMOS同步視覺檢測系統(tǒng)
    2.2 視覺系統(tǒng)的標定
    2.3 背面熔孔圖像處理算法
        2.3.1 背面熔孔成像特征分析
        2.3.2 背面熔孔圖像處理算法設計
    2.4 正面熔孔圖像處理算法
    2.5 熔孔特征參數(shù)
        2.5.1 熔孔特征參數(shù)定義
        2.5.2 熔孔特征參數(shù)提取
        2.5.3 熔孔特征參數(shù)計算
    2.6 本章小結
第3章 熔孔動態(tài)行為分析
    3.1 實驗工藝參數(shù)
    3.2 熔孔演化過程分析
    3.3 恒定參數(shù)下熔孔行為分析
        3.3.1 焊接電流對熔孔行為的影響
        3.3.2 焊接速度對熔孔行為的影響
        3.3.3 預留間隙對熔孔行為的影響
    3.4 動態(tài)參數(shù)下熔孔行為分析
        3.4.1 動態(tài)焊接電流下的熔孔行為
        3.4.2 動態(tài)焊接速度下的熔孔行為
    3.5 熔孔特征參數(shù)與焊接工藝參數(shù)關系模型
        3.5.1 BP神經網絡
        3.5.2 樣本獲取
        3.5.3 模型的訓練和結果分析
    3.6 本章小結
第4章 基于深度學習算法的焊接熔透狀態(tài)預測
    4.1 熔透狀態(tài)預測模型的選擇
    4.2 熔透狀態(tài)預測模型的建立和數(shù)據(jù)訓練
    4.3 熔透狀態(tài)預測模型的驗證和分類結果分析
    4.4 本章小結
第5章 結論
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間已發(fā)表的論文
學位論文評閱及答辯情況表



本文編號：3028176