磁光成像焊缝跟踪偏差自动检测

【摘要】自上世纪70年代焊接领域开始应用激光技术以来,激光焊接以其高质量、高精度、低变形、高效率和高速度等诸多特点在工业发达国家工业界的各个领域中得到普遍应用,具有很大的发展潜力。随着激光器本身的发展,激光焊接作为一种先进的特种焊接工艺在未来的材料连接领域必将发挥至关重要的作用。焊接是制造业领域重要的加工技术,具有工作条件恶劣、工作量大及质量要求高等诸多特点。激光焊接作为焊接工业中较常用的焊接工艺方法,以激光束作为被控对象实现焊接自动控制是焊接自动化的一个重要手段。其中,精确的焊缝跟踪是保证焊接质量的前提,即在整个焊接过程中必须控制激光束使其始终与焊缝对中。为此,需精确地自动检测出焊缝的位置。尤其随着精密工件焊接的需求及减少成本的考虑,无坡口、紧密对接的微间隙焊缝的焊接问题日益突出。焊接微间隙对接焊缝时可不用填丝,能获得更小的焊接变形和更加均匀的焊缝接头,并能减少接头焊后缺陷检测和修复的工作量,从而可显著提高焊接效率和经济效益。然而焊接同时又是一门复杂的热加工工艺技术,工件在焊接过程中要产生热变形,并且在焊接过程中会出现强烈的辐射、弧光、烟尘、飞溅等干扰,使得在焊接过程中实现焊缝位置的精确检测相当困难。特别是对于激光焊接,其激光束功率密度高,光斑直径小,所允许的焊缝路径偏差非常小,通常当激光束与焊缝之间的偏差大于0.2mmm时即可导致工件报废。因此微间隙对接焊缝的自动检测和跟踪技术十分重要,然而采用一般传感方法难以实现该类焊缝的识别。论文针对YAG激光焊接低碳钢微间隙(间隙<0.1mm)对接焊缝,研究一种基于磁光成像的焊缝位置检测方法。介绍了磁光成像传感器的传感原理,通过磁光传感器摄取焊缝图像,分析磁光焊缝图像序列,选取感兴趣区域进行图像处理。根据焊缝图像灰度分布特性提取焊缝位置过渡区域,以焊缝过渡区域中心点作为焊缝位置点,以该点作为焊缝位置检测点得到焊缝的中心位置。并研究了不同焊接条件对焊缝位置检测的影响。通过回归分析、曲线拟合研究特征参数与焊缝偏差之间的数学关联。激光焊接试验结果表明,利用磁光成像技术在不同的试验条件下均能有效地将焊缝位置检测出来。论文最终建立了焊缝位置特征参数和焊缝偏移量之间的辨识模型,为实际焊接过程中实时控制激光束对准焊缝位置提供新方法,具有一定的理论和现实意义。
【作者】刘永华；
【导师】高向东；
【作者基本信息】广东工业大学，机械电子工程，2014，硕士
【关键词】激光焊；焊缝跟踪；磁光成像；跟踪偏差；检测；

【参考文献】
[1]刘韶庆.预润滑装置对发动机使用性能影响的试验研究[D].广西大学,农业机械化工程,2004,硕士.
[2]陈应龙.Cu_xO/SiO_2复合薄膜的制备与非线性光学性能的研究[D].重庆大学,化学工程与技术,2014,硕士.
[3]乔秀华.当前中职生生命教育现状调查及对策研究[D].鲁东大学,教育管理（专业学位）,2013,硕士.
[4]刘平.基于区间值信度结构的故障诊断方法研究[D].杭州电子科技大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[5]翟海峰,苏宏业,董利达,王肖,褚健.一类分段线性混杂系统的最优控制策略研究[J].控制与决策,2002,06:863-866+875.
[6]唐胜.华中师范大学首届美术学专业免费师范毕业生专业素质发展状况研究[D].华中师范大学,学科教学,2013,硕士.
[7]毛剑.安装阻尼器的弱梁刚性连接节点的抗震性能研究[D].长安大学,结构工程,2013,硕士.
[8]岳增强.中石化N公司加油站非油品业务发展研究[D].南昌大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[9]程养和.1986年度美国陆地棉质量概况与我国陆地棉质量比较[J].纤维标准与检验.1988(04)
[10]陈其庆.我国食品召回法律责任分析[D].西南政法大学,经济法学（专业学位）,2012,硕士.
[11]王俊亚.喷焰OH/NO紫外辐射建模与太阳光散射特性模拟[D].哈尔滨工业大学,工程热物理,2013,硕士.
[12]缪小芳.我国A股市场定向增发股价效应的影响因素研究[D].南京师范大学,金融学,2012,硕士.
[13]曹孝振.歌舞厅室内设计的几个问题[J].室内设计与装修.1995(02)
[14]张仁任.电子元器件塑料封装问题的讨论[J].电子元件与材料.1983(01)
[15]王焕文,李京北.非晶材料脉冲磁导率测量方法[J].钢铁研究学报.1993(03)
[16]陈洋.花生红衣原花青素的分离鉴定及其对丙烯酰胺抑制作用的研究[D].华中农业大学,食品科学,2014,硕士.
[17]宋果果.长江证券公司营销现状和策略分析[D].大连海事大学,工商管理,2012,硕士.
[18]刘丽雪.修井作业管柱运移系统的设计、仿真与实现[D].东北石油大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[19]哈斯图亚.锡林郭勒盟草地生物量碳库估算研究[D].内蒙古师范大学,地图学与地理信息系统,2012,硕士.
[20]吕明来.基于ARM的新型倍捻机控制系统设计[D].浙江理工大学,机械电子工程,2013,硕士.
[21]杨文娟.黄河三角洲历史文化资源的旅游开发研究[D].江苏师范大学,专门史,2013,硕士.
[22]王月.穴位按摩配合电针治疗急性周围性面瘫的临床疗效观察[D].黑龙江中医药大学,针灸推拿学（专业学位）,2014,硕士.
[23]薛天宇,王钊,祁琨,崔小强.还原氧化石墨烯修饰SPR芯片用于金属阳离子检测[A].中国化学会.中国化学会第29届学术年会摘要集——第04分会：纳米生物传感新方法[C].中国化学会:,2014:1.
[24]黄赟赟,陈旭东,章明秋.石墨烯/聚苯胺复合材料的制备研究[A].中国化学会高分子学科委员会.2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C].中国化学会高分子学科委员会:,2011:1.
[25]贾晓茹.我国高新技术企业知识产权战略研究[D].北方工业大学,工商管理,2014,硕士.
[26]雷成,吴福朝,胡占义.Kruppa方程与摄像机自标定[J].自动化学报,2001,05:621-630.
[27]张学平.会计诚信问题研究[D].四川大学,2004.
[28]乔爱春.倍他乐克在急性心肌梗死合并糖尿病中的应用[D].山西医科大学,心血管内科,2003,硕士.
[29]翟薇.科技进步与创新对现代企业管理的影响研究[D].渤海大学,科学技术哲学,2013,硕士.
[30]王玉.长春高新区现代服务业发展规划的研究[D].吉林大学,工商管理,2012,硕士.
[31]朱永鹏.天地波高频雷达一阶海杂波特性分析与抑制[D].哈尔滨工业大学,信息与通信工程,2014,硕士.
[32]石凯丽.维生素D受体基因多态性与儿童铅易感性及骨代谢间的关系[D].山西医科大学,小儿内科学,2003,硕士.
[33]胡芳泰.我国就业年龄歧视法律问题研究[D].安徽大学,民商法学,2014,硕士.
[34]李洋.AZ91D表面磷酸钙陶瓷膜的制备及其性能研究[D].哈尔滨工业大学,2014.
[35]张智.建设银行企业年金业务发展研究[D].首都经济贸易大学,金融学,2014,硕士.
[36]张锦凤.电子秤与计算机联机运行的故障判断及对策[J].冶金自动化,1993,05:29-32+59.
[37]胡金龙.中国联通乌海市分公司营销渠道效能提升研究[D].内蒙古大学,工商管理,2013,硕士.
[38]翟戏娟.农村邪教滋生预防机制研究[D].浙江工业大学,2013.
[39]梁媛.某引水暗渠灰土挤密桩—土—桩相互作用静力分析[D].甘肃农业大学,农业水土工程,2013,硕士.
[40]刘海丽.基于AMESim的液压系统建模与仿真技术研究[D].西北工业大学,2006.
[41]龚德云.我国刑事侦查模式之重构[D].湘潭大学,法律,2003,硕士.
[42]刘林勋.TIMP2与STAT3在胃癌组织中的表达及临床意义[D].青海大学,外科学,2013,硕士.
[43]徐英,张哲,王茂海,郭骏.基于广域量测的机组自动发电控制调节效能评估[J].电力系统自动化,2013,09:74-78.
[44]张佩佩.NIPS法调控聚氯乙烯超滤膜结构及其性能表征[D].华东理工大学,化学工程,2013,硕士.
[45]李庆坤.吉林省查干湖湿地恢复保护中洪水资源利用与配置研究[D].河海大学,水利水电工程,2003,硕士.
[46]张天然.二氧化锰氧还原催化性能的密度泛函理论计算及实验研究[D].南开大学,2014.
[47]徐贵宝,肖延敏,王燕.移动IPv6及其在3G网络中的应用[J].现代电信科技.2004(12)
[48]于双.接受美学视角下的软新闻汉英编译[D].兰州理工大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[49]吴肇贵.《孙子兵法》与现代商战连载之七——《孙子兵法》里的商战谋略[J].中外管理.1995(06)
[50]康海贺.论期待可能性理论在我国的适用[D].河北经贸大学,刑法学,2013,硕士.