基于非负矩阵分解的熔池图像识别方法

作     者：裴莹蕾 王克鸿 PEI Yinglei;WANG Kehong

作者机构：贵阳大数据产业集团有限公司贵州贵阳550081 南京理工大学材料科学与工程学院江苏南京210094 

出 版 物：《计算机集成制造系统》 (Computer Integrated Manufacturing Systems)

年 卷 期：2023年第29卷第3期

页      面：930-937页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：广东省重点领域研发计划资助项目(2018B090906004) 

主　　题：非负矩阵分解 图像识别 焊接熔池 焊接缺陷 熔化极气体保护焊 

摘      要：为探求视觉传感智能识别焊接缺陷技术,利用电荷耦合器件(CCD)相机采集了熔化极气体保护焊(GMAW)熔池图像,分析了不同工艺条件下熔池动态变化过程及所对应的焊接缺陷,提出利用非负矩阵分解法对熔池图像进行解析,得到熔池图像的特征矩阵。通过最小二乘法计算未知焊接过程测试图像在特征矩阵的投影值,给出了焊接缺陷的自动识别方法。研究结果表明,焊接质量和熔池稳定程度有关联,熔池紊乱表现为熔池轮廓波动、浮渣离散等特点,熔池稳定程度下降伴随着焊接质量的下降,以及焊缝出现缺陷。利用非负矩阵分解法得到的熔池图像特征矩阵,能够对原始图像进行整体性描述(如熔池轮廓)和局部性描述(如浮渣区域、电弧区域等),具有物理可解释性,可用于识别焊接缺陷。