[发明专利]一种点焊缺陷磁光成像无损检测方法及系统

说明书

本发明提出一种点焊缺陷磁光成像无损检测方法，包括以下步骤：对点焊试件励磁；利用磁光传感器生成具有缺陷信息的磁光图像；对磁光图像采用集成学习算法分析判断点焊试件是否存在缺陷，若是，则进一步识别点焊试件的缺陷类型，并输出识别结果；若否，则输出检测结果为无缺陷。本发明还提出了一种点焊缺陷磁光成像无损检测系统，包括运动平台、夹具、工控机、旋转磁场、励磁电源、磁光传感器、磁光图像采集分析设备。本发明通过对点焊试件励磁并采集其磁光图像，保证图像内包含点焊试件内部所有缺陷信息，提高检测精度及准确性；采用集成学习算法对磁光图像进行检测及缺陷类型识别，能够提高缺陷检测系统的鲁棒性，具有更强的泛化性。

技术领域

本发明涉及点焊试件无损检测技术领域，更具体地，涉及一种点焊缺陷磁光成像无损检测方法及系统。

背景技术

点焊是目前比较先进的阻焊设备，以高效、经济、稳定等优势在汽车制造、航天航空、机床加工等领域都有大量的使用。但由于在焊接工艺中，由于焊接环境恶劣和机器疲劳等因素，焊接过程中容易出现裂纹、气孔、固体夹杂、未熔合、未焊透等缺陷。为了保证其产品质量，必须及时和有效地检测出缺陷，因此在实际生产过程中，除了目测表面缺陷与成型缺陷外，通常还需要采用无损检测技术来进一步检测点焊试件的缺陷。

目前对于点焊试件缺陷的无损检测所采用的技术包括射线法、涡流法、超声波法、磁粉法、磁粉法、激光全息无损检测、声发射检测技术、红外线检测技术等等(王玉,高大路,廖明夫.焊接领域无损检测技术应用现状及发展[J].无损检测,2003,25(3):140-142.)。然而，现有的点焊试件缺陷无损检测方法普遍存在检测成本高、检测设备要求高、容易受人工操作影响等问题，导致点焊试件缺陷检测准确率较低。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的点焊试件缺陷检测准确率低的缺陷，提供一种点焊缺陷磁光成像无损检测方法，以及一种点焊缺陷磁光成像无损检测系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种点焊缺陷磁光成像无损检测方法，包括以下步骤：

S1：对点焊试件励磁；

S2：利用磁光传感器生成具有缺陷信息的磁光图像；

S3：对磁光图像采用集成学习算法分析判断点焊试件是否存在缺陷，若是，则进一步识别点焊试件的缺陷类型，并输出识别结果；若否，则输出检测结果为无缺陷。

本技术方案主要针对点焊试件中不可见或肉眼难以观察到的缺陷进行检测，采用励磁及磁光传感器生成的磁光图像中包含有不同方向类型缺陷信息，对磁光图像采用集成学习算法进行分析判断，能够准确得到点焊试件的缺陷判断结果及缺陷类型识别结果，包括熔核焊缝尺寸缺陷、外部缺陷、内部缺陷、结构缺陷等，得到点焊试件未焊透、未熔合、微间隙不可见裂纹、气孔等缺陷信息。

优选地，S3步骤中，其具体步骤包括：将磁光图像输入预设的异质集成学习器中，异质集成学习器中通过投票表决产生分类结果并输出，得到缺陷检测结果及缺陷类型识别结果。

优选地，异质集成学习器包括大于或等于3个个体学习器。

优选地，异质集成学习器包括SVM模型、随机森林模型、CNN模型。

优选地，SVM模型中SVM的数量与待分类缺陷类型数量相等。

优选地，S3步骤中，将磁光图像输入SVM模型的具体步骤包括：

步骤A：将磁光图像转化为灰度图像，将其灰度等级从256级降为k级；

步骤B：通过灰度共生矩阵提取图像的角二阶矩、对比度、相关性、熵、同质度五种纹理特征；上述纹理特征的表达公式如下：