[发明专利]一种激光焊接质量的在线检测方法与系统

权利要求书

1.一种激光焊接质量的在线检测方法，其特征在于，包括：

S1：向焊接工件发射激光，焊接工件吸收激光产生辐射光；向焊接工件发射主动红外光，焊接工件产生主动反射光光信号；

S2：将辐射光分解为若干不同波段的光信号；

S3：将若干不同波段的光信号和主动反射光信号转化为对应的电信号；

S4：对所述电信号进行预处理，获得预处理后的电信号；

S5：分别对预处理后的电信号进行经验模态分解，获得每种预处理后的电信号对应的若干个IMF分量和残差分量；

S6：获取焊接工件激光焊接后的形貌特征，并依据焊接后的形貌特征对焊接工件的焊接质量进行分类，获得焊接质量分类结果；

S7：将若干不同波段的光信号和主动反射光信号及其对应的若干个IMF分量和残差分量组成特征数据集，并与焊接工件的焊接质量分类结果输入预设的焊接质量分类器中进行训练，获得训练好的焊接质量分类器；

S8：获取待焊接工件在焊接过程中的若干不同波段的光信号和主动反射光信号，输入训练好的焊接质量分类器中进行检测，获得待焊接工件的焊接质量判别结果。

2.根据权利要求1所述的激光焊接质量的检测方法，其特征在于，所述若干不同波段的光信号包括可见光光信号、激光反射光光信号和红外光光信号；其中可见光光信号的波段为390-780纳米，激光反射光光信号的波段为780-1100纳米，红外光光信号的波段为大于1100纳米。

3.根据权利要求2所述的激光焊接质量的检测方法，其特征在于，所述步骤S4中，对所述电信号进行预处理，获得预处理后的电信号，具体方法为：

对可见光电信号、激光反射光电信号、红外光电信号和主动反射光电信号均依次进行前置放大操作、滤波操作和主放大操作，获得预处理后的可见光电信号、激光反射光电信号、红外光电信号和主动反射光电信号。

4.根据权利要求3所述的激光焊接质量的检测方法，其特征在于，所述步骤S5的具体步骤为：

依次将可见光电信号、激光反射光电信号、红外光电信号和主动反射光电信号作为原始电压信号序列，执行以下步骤；

S5.1：计算原始电压信号序列的所有极值点，在极小值点处拟合形成下包络线、在极大值点处拟合形成上包络线，并计算上下包络线均值；

S5.2：在原始电压信号序列中减去上下包络线均值，获得新电压信号序列；

S5.3：判断新电压信号序列是否满足IMF条件；若满足IMF条件，将新电压信号序列作为原始电压信号序列的第一次分解IMF分量c₁(t)；否则，将新电压信号序列作为原始电压信号序列，重复步骤S5.1-S5.3，使上下包络线均值趋于零，将此时对应的新电压信号序列作为原始电压信号序列的第一次分解IMF分量c₁(t)；

S5.4：从原始电压信号序列中减去第一次分解IMF分量c₁(t)，获得剩余电压信号序列；将剩余电压信号序列作为原始电压信号序列，重复步骤S5.1-S5.3，直到获得一系列的IMF分量c_n(t)和一个不可分解余项，将所述不可分解余项作为残差分量r(t)，其中c_n(t)表示第n次分解IMF分量，n＝2,3…,N，则原始电压信号序列表示为若干个IMF分量和残差分量之和。

5.根据权利要求4所述的激光焊接质量的检测方法，其特征在于，所述步骤S5.1的具体方法为：

计算原始电压信号序列的所有极值点，利用差值法在极小值点处拟合形成下包络线、在极大值点处拟合形成上包络线，并计算上下包络线均值：

式中，m(t)表示上下包络线均值，emint(t)表示下包络线，emax(t)表示上包络线。

6.根据权利要求4所述的激光焊接质量的检测方法，其特征在于，所述步骤S5.4中，原始电压信号序列表示为若干个IMF分量和残差分量之和具体为：

式中，x(t)表示原始电压信号序列，c_i(t)表示第i次分解IMF分量，r(t)表示残差分量，i＝1,2,…,N。