【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及數據處理。更具體地，本專利技術涉及一種焊接工藝參數的監測控制方法。
技術介紹
1、焊接在現代制造業，如機械、汽車、航空航天及建筑等領域占據重要地位。如今，工業生產對焊接質量與效率要求日益嚴苛，焊接工藝參數的精準監測和有效控制成為關鍵。焊接過程涉及電流、電壓、速度等諸多參數，它們相互作用且對焊接質量影響深遠。例如，電流過大易致焊縫熔深、金屬過熱，使焊縫組織粗大、力學性能降低、變形加劇；過小則可能引發熔深不足、未焊透等問題；電壓波動影響電弧穩定性與焊縫成形，不當設置會造成焊縫寬窄不均、咬邊等缺陷；速度關聯熱輸入，過快使焊縫冷卻過快，易產生裂紋、氣孔，過慢則增大熱影響區，削弱接頭性能。由于焊接設備自身存在一定的局限性，在實際焊接操作中，難以保證自身的輸出焊接工藝參數始終處于最佳狀態，致使焊接質量波動大、廢品率高，增加成本與資源浪費，還威脅產品質量安全。
2、公開號為cn118917223a的專利申請文件公開一種考慮制造工藝影響的多參數焊縫疲勞壽命預測方法，旨在解決由焊接制造工藝中影響因素過多導致的復雜工藝條件下焊縫疲勞壽命預測困難的問題，在此基礎上確定最優焊接工藝組合。具體而言，該專利申請文件結合特征分析方法和常規數據驅動模型提出了一個壽命預測方法，該方法利用特征成分分析減小不同焊縫工藝流程參數導致的焊縫疲勞性能變化對模型的影響，增強模型在復雜工藝條件下的泛化能力，進而利用已有多工況數據，輔助目標工況下的壽命預測，降低數據需求量；進一步地，該方法基于k均值聚類構造了超參數優化指標，通過參數尋優算法對工藝特征進
3、然而，上述專利申請文件是針對焊接制造工藝中影響因素過多導致的復雜工藝條件下焊縫疲勞壽命預測困難的問題，并且沒有解決在使用k均值聚類算法對焊接工藝參數監測時，由于在焊接中可能存在正常的小幅變化的焊接數據以及出現異常的小幅變化的焊接數據，而k均值聚類算法在面對這兩種性質截然不同但變化幅度相近的數據時，難以精準地進行有效區分與準確判斷，從而導致了在焊接工藝參數監測環節無法準確識別出真正可能影響焊接質量的異常數據，使得整個焊接工藝參數監測體系的準確性和可靠性降低，導致不能及時發現焊接設備異常，無法提前進行設備維護，同時，也無法保證后續相關焊接產品的性能與安全性。
技術實現思路
1、為了解決由于k均值聚類算法無法準確區分正常的小幅變化和出現異常的小幅變化的焊接數據，使得焊接工藝參數監測體系的準確性和可靠性降低，導致不能及時發現焊接設備異常，進而無法保證后續焊接產品的性能與安全性的問題，本專利技術提出一種焊接工藝參數的監測控制方法，該方法包括以下步驟：
2、實時采集焊接設備在焊接時刻的焊接數據，所述焊接數據包括電流、電壓和速度；基于焊接時刻的焊接數據，計算焊接時刻的焊接參量，為焊接時刻的電流，為焊接時刻的電壓，為焊接時刻的速度，為歸一化函數；以焊接時刻為中心，將包含焊接時刻的多個時刻記為焊接時段；基于焊接時刻與焊接時段內其余各時刻的焊接參量的差異，及焊接時刻與焊接時段內其余各時刻的焊接數據在按大小排序后的排序間距，計算焊接時刻的幅動特征值，為焊接時段內時刻的數量，為焊接時段內第個時刻的焊接參量，為焊接時刻與焊接時段內第個時刻的焊接數據中第組數據的排序間距，為絕對值符號；基于焊接時刻與焊接時段內其余各時刻的幅動特征值的差異，計算焊接時刻的變化差異值；將所述變化差異值作為權重對焊接時刻的電壓進行加權，得到焊接時刻的焊接監測值；分別將焊接時段內所有時刻的焊接監測值中的最大值和最小值，記為焊接時刻的上限監測值和下限監測值；基于焊接時刻分別與焊接時段內其余各時刻之間的上限監測值、下限監測值的差異，計算焊接時刻的異常偏移值；依據所有歷史時刻及焊接時刻的異常偏移值，利用k均值聚類算法，判斷焊接時刻的焊接數據是否異常，以實現焊接工藝參數的監測控制。
3、有益效果在于：通過綜合幅動特征值、變化差異值和異常偏移值，有效避免了k均值聚類算法無法準確區分正常小幅變化和異常小幅變化的問題，提升了監測的準確性和可靠性；能夠更精確地捕捉在當前焊接時刻的異常波動，及時發現設備異常，避免質量隱患，確保焊接過程穩定；通過精確監控焊接數據，確保焊接工藝穩定，進而提高焊接產品的性能和安全性，避免因異常波動導致的質量問題；能夠及時發現焊接設備的問題，從而采取預防性維護措施，減少故障發生，提升生產連續性。其中，計算焊接參量通過綜合電流、電壓和速度的影響，更全面地反映焊接時刻；歸一化消除了不同參數間的量綱差異，提高了數據的一致性和可比性，有助于平衡各項參數的波動，減少異常波動的影響，提高穩定性。計算幅動特征值通過考慮焊接參量差異和排序間距，靈敏地識別當前焊接時刻的異常波動；歸一化后消除量綱差異，使焊接過程穩定性監控更加精確和一致；通過考慮多組序列的排序差異，提升焊接過程控制的全面性和精度。
4、進一步地，所述多個時刻包括焊接時刻的若干歷史時刻及若干未來時刻；依據焊接時刻的焊接數據，利用線性回歸算法進行預測，得到若干未來時刻的焊接數據，進而得到若干未來時刻的焊接參量。
5、進一步地，所述變化差異值滿足如下關系式：
6、；式中，為焊接時刻的變化差異值，和分別為焊接時段內焊接時刻的歷史時刻和未來時刻的數量，為焊接時段內焊接時刻的若干歷史時刻中第個時刻的幅動特征值，為焊接時段內焊接時刻的若干未來時刻中第個時刻的幅動特征值。
7、有益效果在于：能夠檢測當前焊接時刻幅動特征的變化，識別潛在的異常波動；及時發現當前焊接時刻的劇烈變化，提前預警，避免質量問題；幫助調整焊接參數，確保焊接過程穩定，減少缺陷；通過結合前后鄰近時刻的變化，更精確地反映短期波動。
8、進一步地，所述焊接監測值滿足如下關系式：
9、；式中，為焊接時刻的焊接監測值，為焊接時刻的變化差異值。
10、進一步地，所述異常偏移值滿足如下關系式：
11、；式中，為焊接時刻的異常偏移值，和分別為焊接時刻的上限監測值和下限監測值，和分別為焊接時段內第個時刻的上限監測值和下限監測值。
12、有益效果在于：通過精準計算上下限監測值的差異，增強異常檢測的靈敏度和準確性；能夠及時檢測出當前焊接時刻的偏離正常范圍的異常波動，快速定位問題；為焊接過程中的參數調整提供數據支持，確保工藝穩定和質量一致性；全面反映過程波動，有助于實時監控和調整焊接過程，提升控制能力。
13、進一步地，所述判斷焊接時刻的焊接數據是否異常，包括：
14、利用k均值聚類算法，將所有歷史時刻及焊接時刻的異常偏移值聚為兩類，得到兩個聚類簇；響應于兩個聚類簇之間的任意數據點的歐式距離小于預設的異常閾值時，認定焊接時刻焊接數據正常；響應于兩個聚類簇之間的任意數據點的歐式距離不小于預設的異常閾值時，將兩個聚類簇中數據點最少的一個聚類簇記為異常聚類簇，認定焊接時刻焊接數據異常，并發出預警提示。
15、本專利技術具有以下有益效果：<本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種焊接工藝參數的監測控制方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種焊接工藝參數的監測控制方法，其特征在于，所述多個時刻包括焊接時刻的若干歷史時刻及若干未來時刻；
3.根據權利要求1所述的一種焊接工藝參數的監測控制方法，其特征在于，所述變化差異值滿足如下關系式：
4.根據權利要求1所述的一種焊接工藝參數的監測控制方法，其特征在于，所述焊接監測值滿足如下關系式：
5.根據權利要求1所述的一種焊接工藝參數的監測控制方法，其特征在于，所述異常偏移值滿足如下關系式：
6.根據權利要求1所述的一種焊接工藝參數的監測控制方法，其特征在于，所述判斷焊接時刻的焊接數據是否異常，包括：
【技術特征摘要】
1.一種焊接工藝參數的監測控制方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種焊接工藝參數的監測控制方法，其特征在于，所述多個時刻包括焊接時刻的若干歷史時刻及若干未來時刻；
3.根據權利要求1所述的一種焊接工藝參數的監測控制方法，其特征在于，所述變化差異值滿足如下關系式：
4.根據權...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李煥，李詠梅，李建軍，李成龍，陳許義，胡培培，劉晨，
申請(專利權)人：無錫超強偉業科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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