提離度致微間隙焊縫磁光成像測量偏差補償方法研究.pdf

1、近年來，隨著高精密激光焊接技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，精確的焊縫檢測技術(shù)成為保證焊接質(zhì)量和提高焊接效率的關(guān)鍵。針對平板緊密對接微間隙焊縫(焊縫間隙小于0.1mm)，傳統(tǒng)的焊縫路徑檢測技術(shù)已經(jīng)難以有效精確識別焊縫位置信息。而磁光成像檢測技術(shù)作為一種磁場可視化的新技術(shù)，具有精確、高效、工件前期處理簡單、檢測結(jié)果直觀等優(yōu)勢，因此研究磁光成像傳感技術(shù)在微間隙焊縫檢測與跟蹤中的應(yīng)用具有十分重要的工程價值。
　　論文通過分析以法拉第磁旋光效應(yīng)和

2、電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)的磁光傳感器成像特性，搭建基于磁光成像技術(shù)的微間隙焊縫位置檢測試驗系統(tǒng)，利用磁光傳感器獲取焊縫磁光圖像序列，通過對焊縫磁光圖像序列特征以及焊縫磁場分布特性的分析和處理，從而得到焊縫路徑的準(zhǔn)確位置信息。根據(jù)焊縫磁光圖像中高斯噪聲和脈沖噪聲的特性，分別使用均值濾波和中值濾波進(jìn)行圖像去噪預(yù)處理，獲得了信息更為完整的焊縫磁光圖像。同時，研究直流穩(wěn)恒磁場和交變磁場兩種勵磁方式的焊縫磁光成像特點。在直流穩(wěn)恒磁場勵磁作用下，通過對不

3、同間隙寬度焊縫磁光成像的定性分析得出，在特定提離度下，磁光成像對焊縫間隙寬度要求有一個最優(yōu)范圍。根據(jù)交變磁場勵磁方式下焊縫磁光成像的動態(tài)特性，用加權(quán)平均法和邏輯濾波器進(jìn)行圖像融合以及質(zhì)量評價分析。試驗結(jié)果表明，相對于交變磁場，直流穩(wěn)恒磁場更適合應(yīng)用于焊縫路徑磁光檢測過程。
　　由于工業(yè)現(xiàn)場中傳感器提離度難以保持恒定，設(shè)計變提離度下的磁光檢測焊縫位置試驗方案，分析不同提離度條件下的焊縫磁光圖像序列特征，用傳統(tǒng)最優(yōu)固定閾值法分割焊縫磁

4、光圖像，得到的閾值動態(tài)特性表明傳統(tǒng)最優(yōu)固定閾值法無法準(zhǔn)確識別焊縫位置。通過對最大類間方差法進(jìn)行多閾值推廣和改進(jìn)，提出基于多閡值最大類間方差法的焊縫位置自適應(yīng)識別算法，試驗結(jié)果表明，在磁光傳感器提離度發(fā)生變化時，該方法能夠更準(zhǔn)確地提取焊縫位置信息。
　　焊縫不對稱磁場是影響磁光檢測焊縫位置準(zhǔn)確性的重要因素，運用有限元方法仿真分析焊縫磁場的分布規(guī)律，試驗結(jié)果表明焊縫不對稱磁場主要由焊縫位置的不對稱性導(dǎo)致。根據(jù)磁光薄膜固有的磁滯特性，結(jié)