在“中国制造2025”国家发展大战略下,传统制造业具有数字化智能化升级的需求。搅拌摩擦焊技术焊接过程平稳,易于实现智能化改造,但在该方面的研究及应用较少。面对用户需求,本文设计了一套基于网格聚类算法的搅拌摩擦焊接质量评价系统。采集搅拌摩擦焊过程中的焊接参数,根据焊接数据特点及检测目标对相关算法进行优化,选用网格聚类算法对焊接参数分析处理,建立一套搅拌摩擦焊接质量评价系统。建立并完善了搅拌摩擦焊接参数采集系统。根据搅拌摩擦焊接工艺特点,结合具体焊接设备和工件情况,建立了焊接温度、搅拌头下压量、搅拌头倾角、搅拌头转速及焊接速度等参数检测的软硬件系统,并对采集到的参数进行了标定,为后续建模及质量评价奠定了基础。研究了基于网格的聚类算法。针对工业大数据特点,选用能够增量式处理大批量数据的网格系统进行数据压缩,将原有数据转化为网格中的统计信息,大大降低了数据存储成本以及后续运算成本;将网格方法结合聚类思想建立模型,作为后续异常检测的依据;为了解决传统网格聚类应用于增量系统在簇类识别方面的不足,基于近邻思想进行了簇类归属判断,使用一批数据的总体特征来决定其中每个点的簇类归属,提高了聚类的准确性。研究了搅拌摩擦焊接参数预处理算法。为了提高算法运行效率,使用参数测量范围对原始数据进行缩放,随后采用PCA降维算法将原有五维数据降至二维;为降低噪声干扰,使用滤波方法处理数据,使得建立的簇类模型能够反映正常焊接状况。针对搅拌摩擦焊接工艺的特点,对网格聚类方法进行了改进和优化。引入簇类面积作为簇类收敛判据,保证模型稳定性和检测结果准确性;针对焊接数据时序性特点,引入滑动窗口计算焊接点质量,从而将时序信息综合到焊接质量评价中;在焊接点质量评价的基础上进行焊缝质量评价,作为网格信息是否更新的判据,保证系统更新的稳定性;使用轮廓系数和二分类代价对聚类结果和异常检测结果进行评价,完成网格系统两个重要超参数——网格划分数k和密度阈值DT的优化。利用焊接生产数据对所建立的基于网格聚类的焊接质量评价系统进行了验证。结果表明:系统能够精确检测出实际焊接过程中出现的温度异常和下压量异常,能够很好地考虑数据的时序信息,准确识别出数据中的噪声干扰与真正的焊接质量异常点,该系统具有良好的准确性和稳定性。该系统能够实现搅拌摩擦焊接数据的增量式处理,计算评分并建立评分与焊接数据之间的映射关系,对焊接生产工艺过程进行评价,标记焊接过程中的疑似异常数据作为后续质量检测及工艺优化的依据,在企业焊接生产管理方面具有一定的应用意义。