【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轨道交通，具体涉及一种用于山地齿轨列车转向架的焊缝检测及打磨评价方法。
技术介绍
1、在轨道交通行业中，转向架是轨道车辆结构中最为关键的部件之一，转向架构架为其重要组成部分。利用各种板材、铸件和锻件等部件焊接制造出梁体，各个梁体经过焊接形成构架。焊接完成后，几乎每一条焊缝都需要打磨精整，以实现焊缝与母材之间圆滑过渡，防止焊缝与母材之间由于几何尺寸的不连续造成应力集中，导致车辆在行驶过程中存在安全隐患。构架焊缝数量达到了几百条甚至上千条，而其主要通过人工进行打磨。数量如此之多的焊缝打磨，需要占用大量的人力资源，而且人工打磨存在成本高、效率低、打磨质量不可控、噪声和粉尘等问题。随着工作时间的增加，噪声和粉尘问题也会对工人的身体健康产生影响。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决山地齿轨列车的转向架焊接过程中的焊缝质量探测和打磨的困难，提出了一种用于山地齿轨列车转向架的焊缝检测及打磨评价方法，能够高效的识别各种焊缝的质量，而且能够快速自动选择合适的焊缝打磨力度及打磨转速打磨焊缝，有助于提高生产效率，减少人员在危险环境中的直接接触。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的方案如下：
3、用于山地齿轨列车转向架的焊缝检测及打磨评价方法：包括焊缝检测系统和焊缝打磨评价反馈系统，焊缝打磨评价反馈系统包括数据采集模块、数据分析模块和数据储存模块,焊缝检测及打磨评价方法按照以下步骤实现：
4、步骤一、将焊缝待检测图像导入初步焊缝检测系统，通过初步
5、步骤二、将焊缝待检测图像数据导入初步焊缝检测系统，通过多次迭代和优化逐步生成成熟的焊缝检测系统；
6、步骤三、初步焊缝打磨评价反馈系统获取焊缝检测结果与质量结果；
7、步骤四、初步焊缝打磨评价反馈系统根据质量合格的焊缝打磨，确定最适合该焊缝的打磨力度及打磨转速，使用打磨装置打磨焊缝；
8、步骤五、数据采集装置采集打磨装置打磨过程中的设备数据和检测数据；
9、步骤六、将采集的设备数据和检测数据更新至所述初步焊缝打磨评价反馈系统，通过多次迭代和优化逐步生成成熟的焊缝打磨评价反馈系统。
10、进一步地，步骤一中初步焊缝检测系统的构建步骤如下：
11、1.1、采集可见光图像，通过图像采集设备对焊缝进行可见光焊缝图像数据采集；
12、1.2、面向机器学习标注样本，分别将标注为异常、合格和不合格质检结论的焊缝图像数据分区处理至源待定文件夹、源合格文件夹和源不合格文件夹内，然后将所述源待定文件夹内的焊缝图像数据进行人工判定分区处理至所述的源合格文件夹和源不合格文件夹内形成源正常焊缝图像数据；
13、1.3、建立初步焊缝检测模型，按照8:1:1的比例将所述的初正常焊缝图像数据随机划分为训练集、测试集与验证集作为ai训练数据库，进行ai训练，生成初步焊缝检测模型；
14、1.4、建立待检测图像的正常焊缝图像数据，在工程应用中，输入待检测图像导入所述初步焊缝检测模型，根据获取的待检测图像的质检结论和置信度阈值分区处理至m1合格文件夹、m1不合格文件夹或者m1待定文件夹，将m1待定文件夹内的待检测图像进行人工判定分区处理至m1合格文件夹和m1不合格文件夹内，形成正常焊缝图像数据；
15、1.5、将所述正常焊缝图像数据和所述源焊缝检测模型进行融合训练，获得新的焊缝检测模型m1、焊缝检测模型m2、……、焊缝检测模型mn；将新得到的焊缝检测模型mn替换掉先前的模型mn-2，保留至多三个最新的焊缝检测模型；
16、1.6、以焊缝检测模型为基础搭建初步焊缝检测系统，构建人机交互界面。
17、进一步地，所述1.1中的可见光焊缝图像数据采集方法包括：在质检工序中采集焊缝图像数据；以订单号+工序号+半成品或成品的编号方式命名焊缝图像数据，订单号为完成山地齿轨列车转向架生产或检修的工单号码，工序号为完成山地齿轨列车转向架生产或维保的工序编号，成品号或半成品号为转向架实物编号。
18、进一步地，所述1.4中通过初步焊缝检测模型，判定待检测图像的质检结论和置信度阈值分区处理至m1合格文件夹、m1不合格文件夹或者m1待定文件夹的方法包括：将置信度低于75%的质检结论为合格的待检测图像处理至m1待定文件夹；将置信度大于等于75%的质检结论为合格的待检测图像处理至m1合格文件夹；将置信度低于85%的质检结论为不合格的待检测图像处理至m1待定文件夹；将置信度大于等于85%的质检结论为不合格的待检测图像处理至m1不合格文件夹。
19、进一步地，所述步骤一中将焊缝待检测图像数据导入初步焊缝检测系统时，通过三组质检结论和置信度阈值综合表征焊缝质量，具体步骤包括：
20、将模型1的检测结果标记为r1，当r1结果为不合格记为0，r1结果为合格记为1；将模型2的检测结果标记为r2，当r2结果为不合格记为0，r2结果为合格记为1；将模型3的检测结果标记为r3，当r3结果为不合格记为0，r3结果为合格记为1；
21、判定检测结果：r1、r2、r3结果全为1时将检测结果判定为合格，r1、r2、r3结果中全为0时将检测结果判定为不合格，r1、r2、r3结果中既有1又有0时，检测结论为待定。
22、进一步地，所述数据采集模块用于采集设备数据和检测数据，同时将设备数据和检测数据两者相关联，并将采集到的设备数据和检测数据存储在数据储存模块中；数据分析模块用于从数据库中提取打磨任务和检测任务数据，输出到打磨设备；所述数据储存模块存储设备数据、检测数据和检测任务执行技术中的报工记录。
23、进一步地，所述设备数据包括打磨力和打磨机转速，所述检测数据包括打磨现场的图像和该图像的质检结论。
24、进一步地，构建初步焊缝打磨评价反馈系统时，打磨器携带力控制器和数据采集装置，数据采集装置采集打磨过程中的设备数据和检测数据，结合焊缝识别系统中焊缝的检测，以及山地齿轨列车质量管理系统中对订单、工序和场频半成品的定义，构建打磨曲线，形成山地齿轨列车转向架打磨过程大数据模型，基于焊缝识别功能识别到的焊缝类型，结合打磨过程大数据模型构建初步焊缝打磨评价反馈系统。
25、本专利技术具有的有益效果为：1、通过构建包含三个焊缝检测模型的焊缝检测系统检测焊缝图像，提高了检测的准确率，而且通过获取三组质检结论和置信度阈值进行逻辑运算降低了误检率，高质量的实现综合表征焊缝质量；2、焊缝检测系统完成焊缝检测后，将焊缝检测的图像信息更新至焊缝检测系统内，焊缝打磨评价反馈系统完成打磨焊缝后将采集的打磨数据更新至焊缝打磨评价反馈系统的数据采集模块内，这样可以不断的改进两个系统的功能和性能，及时修复不足，不断的提升焊缝检测系统和焊缝打磨评价反馈系统的精度和准确率；3、焊缝打磨评价反馈系统连接焊缝检测系统，获取合格文件夹的焊缝图像数据，两个系统协本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于山地齿轨列车转向架的焊缝检测及打磨评价方法，其特征在于:包括焊缝检测系统和焊缝打磨评价反馈系统，焊缝打磨评价反馈系统包括数据采集模块、数据分析模块和数据储存模块,焊缝检测及打磨评价方法按照以下步骤实现：
2.根据权利要求1所述的用于山地齿轨列车转向架的焊缝检测及打磨评价方法，其特征在于，步骤一中初步焊缝检测系统的构建步骤如下：
3.根据权利要求2所述的用于山地齿轨列车转向架的焊缝检测及打磨评价方法，其特征在于，所述1.1中的可见光焊缝图像数据采集方法包括：
4.根据权利要求2所述的用于山地齿轨列车转向架的焊缝检测及打磨评价方法，其特征在于：所述1.4中通过初步焊缝检测模型，判定待检测图像的质检结论和置信度阈值分区处理至M1合格文件夹、M1不合格文件夹或者M1待定文件夹的方法包括：将置信度低于75%的质检结论为合格的待检测图像处理至M1待定文件夹；将置信度大于等于75%的质检结论为合格的待检测图像处理至M1合格文件夹；将置信度低于85%的质检结论为不合格的待检测图像处理至M1待定文件夹；将置信度大于等于85%的质检结论为不合格的待检测图像
5.根据权利要求1所述的用于山地齿轨列车转向架的焊缝检测及打磨评价方法，其特征在于，所述步骤一中将焊缝待检测图像数据导入初步焊缝检测系统时，通过三组质检结论和置信度阈值综合表征焊缝质量，具体步骤包括：
6.根据权利要求1所述的用于山地齿轨列车转向架的焊缝检测及打磨评价方法，其特征在于：所述数据采集模块用于采集设备数据和检测数据，并将采集到的设备数据和检测数据存储在数据储存模块中；数据分析模块用于从数据库中提取打磨任务和检测任务数据，输出到打磨设备；所述数据储存模块存储设备数据、检测数据和检测任务执行技术中的报工记录。
7.根据权利要求6所述的用于山地齿轨列车转向架的焊缝检测及打磨评价方法，其特征在于：所述设备数据包括打磨力和打磨机转速，所述检测数据包括打磨现场的图像和该图像的质检结论。
8.根据权利要求6所述的用于山地齿轨列车转向架的焊缝检测及打磨评价方法，其特征在于：构建初步焊缝打磨评价反馈系统时，数据采集装置采集打磨过程中的设备数据和检测数据，结合焊缝识别系统中焊缝的检测，以及山地齿轨列车质量管理系统中对订单、工序和场频半成品的定义，构建打磨曲线，形成山地齿轨列车转向架打磨过程大数据模型，基于焊缝识别功能识别到的焊缝类型，结合打磨过程大数据模型构建初步焊缝打磨评价反馈系统。
...【技术特征摘要】
1.用于山地齿轨列车转向架的焊缝检测及打磨评价方法，其特征在于:包括焊缝检测系统和焊缝打磨评价反馈系统，焊缝打磨评价反馈系统包括数据采集模块、数据分析模块和数据储存模块,焊缝检测及打磨评价方法按照以下步骤实现：
2.根据权利要求1所述的用于山地齿轨列车转向架的焊缝检测及打磨评价方法，其特征在于，步骤一中初步焊缝检测系统的构建步骤如下：
3.根据权利要求2所述的用于山地齿轨列车转向架的焊缝检测及打磨评价方法，其特征在于，所述1.1中的可见光焊缝图像数据采集方法包括：
4.根据权利要求2所述的用于山地齿轨列车转向架的焊缝检测及打磨评价方法，其特征在于：所述1.4中通过初步焊缝检测模型，判定待检测图像的质检结论和置信度阈值分区处理至m1合格文件夹、m1不合格文件夹或者m1待定文件夹的方法包括：将置信度低于75%的质检结论为合格的待检测图像处理至m1待定文件夹；将置信度大于等于75%的质检结论为合格的待检测图像处理至m1合格文件夹；将置信度低于85%的质检结论为不合格的待检测图像处理至m1待定文件夹；将置信度大于等于85%的质检结论为不合格的待检测图像处理至m1不合格文件夹。
5.根据权利要求1所述的用于山地齿轨列车转向架的焊...
【专利技术属性】
技术研发人员：庄明，杜伟霞，周平，郝树营，白永平，陈清建，尚勤，
申请(专利权)人：四川省机械研究设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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