304不锈钢快频脉冲TIG焊的熔透识别与闭环控制

作     者：李柳熠 陈浩宇 董荧 王振民 LI Liuyi;CHEN Haoyu;DONG Ying;WANG Zhenmin

作者机构：华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510641 

基　　金：广东省科技计划项目(2021B1515420006,2021B1515120026) 国家自然科学基金项目(U2141216,52375334) 深圳市技术攻关项目(JSGG20201201100401005,JSGG20201201100400001) 

出 版 物：《电焊机》 (Electric Welding Machine)

年 卷 期：2023年第53卷第9期

页      码：47-54,60页

摘      要：焊缝熔透的识别与控制对提高快频脉冲TIG焊(Fast-frequency Pulsed Tungsten Inert Gas welding,FFP-TIG welding)的焊接质量和自动化水平具有重要意义。熔池图像可以作为卷积神经网络(Convolution Neural Network,CNN)的输入来识别熔透状态,但模型往往较为复杂,难以部署于工业边缘设备中,同时缺乏基于识别结果的熔透状态控制方法。针对该问题,搭建视觉传感系统来构建304不锈钢FFP-TIG焊熔池图像数据集,包括未熔透、适度熔透和过度熔透三种标签;开发基于知识蒸馏(Knowledge Distillation,KD)的熔透识别模型,利用MobileNetV2作为教师模型,用于训练自定义的学生模型ResNet-KD;基于ResNet-KD的softmax层输出向量设计模糊控制器,实时调整快频基值电流,实现熔透状态的闭环控制。结果表明,ResNet-KD在验证集上的准确率达到了97.60%,在预设电流、变散热及热量积累的工况下,模糊控制器均有良好的性能。

主 题 词：快频脉冲TIG焊 熔池图像 熔透识别 知识蒸馏 模糊控制 

学科分类：080503[080503] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

D　O　I：10.7512/j.issn.1001-2303.2023.09.06

馆 藏 号：203124025...