【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及焊接检测领域，尤其涉及一种基于特征融合的电阻点焊质量检测方法及系统。
技术介绍
1、电阻点焊技术是一种广泛应用于薄板结构制造的点连接技术。其工作原理是在两电极与待焊接工件之间施加一定的压力，利用大电流通过工件时产生的电阻热量使部分金属熔化从而形成焊点工艺。电阻点焊以其生产效率高、成本低、自动化程度高等优点，广泛应用于汽车制造中车顶车身总成等生产中。
2、传统的破坏性试验检测效率较低，且会造成焊接材料的浪费。近年来，已有许多学者对电阻点焊质量的无损检测开展研究。但现有的电阻点焊质量无损检测方法无法实现对生产过程中的所有焊点进行全面在线检测，仍属于焊后抽检，存在一定的局部性和延时性。
技术实现思路
1、有鉴于此，为了解决现有电阻电焊质量检测方法中无法全面实时检测的技术问题，本专利技术提出一种基于特征融合的电阻点焊质量检测方法，所述方法包括以下步骤：
2、采集焊接过程的焊接电流信号、电极电压信号和温度信号；
3、根据所述焊接电流信号和所述电极电压信号计算动态功率信号；
4、考虑拟合误差，对所述动态功率信号进行改进的emd分解，得到主要成分信号；
5、将所述温度信号和所述主要成分信号进行融合并转为图像，得到信号图像；
6、将所述信号图像输入至预训练的检测模型，完成质量检测。
7、在一些实施例中，所述考虑拟合误差，对所述动态功率信号进行改进的emd分解，得到主要成分信号这一步骤，其具体包括：p>
8、计算所述动态功率信号的各极大值和极小值，定义最右极值点、最左极值点和误差集合；
9、计算最右极值点的左单调性，并与误差集合中对应的各点的左单调性比较，若单调性不同则删除对应的点；
10、计算最左极值点的右单调性，并与误差集合中对应的各点的左单调性比较，若单调性不同则删除对应的点；
11、根据剩余的极值点预测下一极值，得到预测点；
12、根据预测点拟合得到所述动态功率信号的上包络线和下包络线；
13、计算所述上包络线和所述下包络线的局部均值；
14、将所述动态功率信号作为原始信号并与所述局部均值相减，得到第一分量信号；
15、基于第一分量信号，结合基础条件的判定，得到imf；
16、采用相关系数对所述imf进行选择，分离得到主要成分信号。
17、本实施例中，提出一种基于极值点相关性的极值端点预测对emd分解进行改进，以克服不断累积的拟合误差。
18、在一些实施例中，所述基础条件的判定包括：
19、第一分量信号的极值个数和过零点个数相等或相差不超过1；
20、由任意局部极值点所确定的上下包络线的均值等于零。
21、本实施例中，确定imf的判定条件，当分量信号符合该条件，即确认得到一个imf信号。
22、在一些实施例中，所述基于第一分量信号，结合基础条件的判定，得到imf这一步骤，其具体包括：
23、将所述动态功率信号作为原始信号并与所述局部相减，得到第一分量信号；
24、若所述第一分量信号满足基础条件的判定，将所述第一分量信号作为imf；
25、若所述第一分量信号不满足基础条件的判定，将所述第一分量信号作为新的原始信号，循环相减判定步骤直至得到imf；
26、将所述动态功率信号与所述imf相减，得到残余函数；
27、将所述残余函数作为新的原始信号并重复相减判定步骤直至得到下一个imf。
28、本实施例中，将多分量信号分解为一组单分量信号，每个imf代表一个具有瞬时频率的振荡模式。
29、在一些实施例中，所述采用相关系数对所述imf进行选择，分离得到主要成分信号这一步骤，其具体包括：
30、计算所述动态功率信号与每个imf的相关系数；
31、找出相关系数最大的imf，并记录该imf的序号为m；
32、将序号小于m的imf之和作为分离噪声信号，将序号大于m的imf之和作为主要成分信号。
33、本实施例中，由于含有噪声的imf和原始信号之间的相关系数较弱，可以通过此方法筛选掉噪声信号的imf。
34、在一些实施例中，所述将所述温度信号和所述主要成分信号进行融合并转为图像，得到信号图像这一步骤，其具体包括：
35、基于卡尔曼滤波算法融合所述温度信号和所述主要成分信号，得到融合信号；
36、基于所述融合信号，以时间步作为图像的宽度构建图像矩阵，将时间序列数据转化为图像数据，得到信号图像。
37、本实施例中，通过卡尔曼滤波融合数据，融合后的信号考虑了测量噪声和系统动态，具有更高的准确性和稳定性。
38、在一些实施例中，所述检测模型的具体训练步骤如下：
39、基于残差网络构建检测模型；
40、以预构建的训练集对所述检测模型进行训练，采用蝙蝠算法优化所述检测模型的dropout rate初始值和学习率，直至检测准确率达到预设值。
41、本实施例中，将融合信号转化为图像数据作为输入，并采用了蝙蝠算法优化resnet的dropout rate初始值和学习率，减小了模型误差，该模型在电阻点焊质量在线检测识别中具有较高的精确度。
42、本专利技术还提出了一种基于特征融合的电阻点焊质量检测系统，所述系统包括：
43、信号采集模块，用于采集焊接过程的焊接电流信号、电极电压信号和温度信号；
44、动态功率计算模块，用于根据所述焊接电流信号和所述电极电压信号计算动态功率信号；
45、信号分解模块，考虑拟合误差，对所述动态功率信号进行改进的emd分解，得到主要成分信号；
46、信号融合模块，用于将所述温度信号和所述主要成分信号进行融合并转为图像，得到信号图像；
47、检测模块，用于将所述信号图像输入至预训练的检测模型，完成质量检测。
48、基于上述方案，本专利技术提供了一种基于特征融合的电阻点焊质量检测方法及系统，首先，通过电流电压计算焊接过程中的动态功率信号；然后使用改进emd分解提取主要成分信号以克服传统emd分解的拟合误差；再通过卡尔曼滤波融合将动态功率主要成分信号和焊点周围的温度信号融合起来，充分利用了不同传感器的有效测量数据，具有更高的准确性和稳定性；最后使用蝙蝠算法优化的残差神经网络(ba-resnet模型)对电阻点焊质量进行智能识别，改变了传统的人工检测方法。
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1.一种基于特征融合的电阻点焊质量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种基于特征融合的电阻点焊质量检测方法，其特征在于，所述考虑拟合误差，对所述动态功率信号进行改进的EMD分解，得到主要成分信号这一步骤，其具体包括：
3.根据权利要求2所述一种基于特征融合的电阻点焊质量检测方法，其特征在于，所述基础条件的判定包括：
4.根据权利要求3所述一种基于特征融合的电阻点焊质量检测方法，其特征在于，所述基于第一分量信号，结合基础条件的判定，得到IMF这一步骤，其具体包括：
5.根据权利要求4所述一种基于特征融合的电阻点焊质量检测方法，其特征在于，所述采用相关系数对所述IMF进行选择，分离得到主要成分信号这一步骤，其具体包括：
6.根据权利要求1所述一种基于特征融合的电阻点焊质量检测方法，其特征在于，所述将所述温度信号和所述主要成分信号进行融合并转为图像，得到信号图像这一步骤，其具体包括：
7.根据权利要求1所述一种基于特征融合的电阻点焊质量检测方法，其特征在于，所述检测模型的具体训练步骤如下：
8.一种基于特征融合的电阻点焊质量检测系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于特征融合的电阻点焊质量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种基于特征融合的电阻点焊质量检测方法，其特征在于，所述考虑拟合误差，对所述动态功率信号进行改进的emd分解，得到主要成分信号这一步骤，其具体包括：
3.根据权利要求2所述一种基于特征融合的电阻点焊质量检测方法，其特征在于，所述基础条件的判定包括：
4.根据权利要求3所述一种基于特征融合的电阻点焊质量检测方法，其特征在于，所述基于第一分量信号，结合基础条件的判定，得到imf这一步骤，其具体包括：
...【专利技术属性】
技术研发人员：高向东，周游，高鹏宇，
申请(专利权)人：广州正田科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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