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的飛速發(fā)展和廣泛應用，精確的焊縫檢測技術成為保證焊接質量和提高焊接效率的關鍵。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已經難以有效精確識別焊縫位置信息。而磁光成像檢測技術作為一種磁場可視化的新技術，具有精確、高效、工件前期處理簡單、檢測結果直觀等優(yōu)勢，因此研究磁光成像傳感技術在微間隙焊縫檢測與跟蹤中的應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和

2、電磁感應原理為基礎的磁光傳感器成像特性，搭建基于磁光成像技術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確位置信息。根據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行圖像去噪預處理，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。根據交變磁場勵磁方式下焊縫磁光成像的動態(tài)特性，用加權平均法和邏輯濾波器進行圖像融合以及質量評價分析。試驗結果表明，相對于交變磁場，直流穩(wěn)恒磁場更適合應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)固定閾值法無法準確識別焊縫位置。通過對最大類間方差法進行多閾值推廣和改進，提出基于多閡值最大類間方差法的焊縫位置自適應識別算法，試驗結果表明，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，試驗結果表明焊縫不對稱磁場主要由焊縫位置的不對稱性導致。根據磁光薄膜固有的磁滯特性，結