電阻點焊質量在線監測方法技術

本發明專利技術涉及一種電阻點焊質量在線監測方法，屬于電阻點焊質量監測技術領域。首先在電阻點焊實際生產過程中對其焊接電流、電極間電壓進行實時采集，計算出動態電阻曲線，依據實際生產中焊接工藝應用原則，即合格焊點為大概率事件，然后利用統計原理，系統進行建模樣本容量估計，并且對動態電阻曲線進行聚類分析，根據分析結果預測新焊點合格概率。本發明專利技術沒有對特定焊接工藝條件下進行建模，自動建模方式具有普適性特點，并且直接采用焊接生產數據建模，所以更加適用于實際生產，大大提高在線監測準確率。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術涉及一種，屬于電阻點焊質量監測
。首先在電阻點焊實際生產過程中對其焊接電流、電極間電壓進行實時采集，計算出動態電阻曲線，依據實際生產中焊接工藝應用原則，即合格焊點為大概率事件，然后利用統計原理，系統進行建模樣本容量估計，并且對動態電阻曲線進行聚類分析，根據分析結果預測新焊點合格概率。本專利技術沒有對特定焊接工藝條件下進行建模，自動建模方式具有普適性特點，并且直接采用焊接生產數據建模，所以更加適用于實際生產，大大提高在線監測準確率。【專利說明】
本專利技術涉及電阻點焊質量監測
，特別涉及一種電阻點焊質量在線監測方 法。通過監測電阻點焊實際生產過程中多個固有工藝參數及其衍生的動態電阻信息，在網 格坐標系中，基于動態電阻曲線平均距離聚類分析方法、統計概率密度方法實現自動建模 在線評估點焊質量。
技術介紹
電阻點焊廣泛應用于航空、航天、汽車制造等
，然而由于影響點焊過程的 干擾因素多，易于導致焊接質量的不穩定，因此焊接質量監測是保證焊接質量的重要方法。 由于電阻點焊質量是高度非線性的多變量耦合作用的結果，在電阻點焊質量在線 監測方法中，若采用單一參數信息監測的方法，不能全面正確地對點焊質量進行評價；若采 用焊接電流，電極間電壓，動態電阻，電極位移，電極壓力等多參數信息進行點焊質量在線 評估，由于其中電極位移、電極壓力等參數信號采集需要精密的傳感儀器,不但增加成本， 而且這些儀器抗干擾能力差，不適合在實際生產中使用，而且現有的電阻點焊監測方法都 是在特定工藝參數下離線建模，不具有普適性特征。 電阻點焊過程中，動態電阻曲線與熔核的生長過程有密切關系，所以監測動態電 阻曲線評估點焊質量有重要依據，現有的依據動態電阻曲線評估點焊質量的方法都是離線 建模或者根據特定參數及工藝進行在線建模。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種，解決了現有點焊質量監 測技術存在的問題，建立電阻點焊實際生產過程中多個工藝參數及其衍生的反映點焊熱過 程變化的動態電阻信息與點焊質量的關系。 本專利技術的上述目的通過以下技術方案實現： ，包括如下步驟： 1) 建立用戶輸入模塊：在數據采集之前，需要用戶根據實際焊接工藝規范輸入點焊焊 接參數，包括：焊接電流I及其通電時間t、電極壓力P，及其允許范圍(一般允許有效范圍為 焊接參數的上下1± 10%);另外設置其它相關點焊工藝信息，如材料類型、板厚； 2) 焊接電流，電極間電壓，電極壓力以及動態電阻信息的獲取： 2. 1)通過電流傳感器進行焊接電流實時采集，通過監測加壓缸內流體壓力，間接對電 極壓力進行實時采集，同時對電極間電壓實時采集； 2. 2)進行信號采集時，自動檢測焊接信號，通過設置閾值的方法，避免雜波信號對檢 出焊接信號的影響；檢測出焊接信號后，依據每段脈沖間隔時間判斷是否為多段電流脈沖 焊； 根據公式： 【權利要求】1. 一種，其特征在于：包括如下步驟： 1) 建立用戶輸入模塊：在數據采集之前，輸入點焊焊接參數，包括：焊接電流I及其通 電時間t、電極壓力P，； 2) 焊接電流，電極間電壓，電極壓力以及動態電阻信息的獲取： 2. 1)通過電流傳感器進行焊接電流實時采集，通過監測加壓缸內流體壓力，間接對電 極壓力進行實時采集，同時對電極間電壓實時采集； 2. 2)進行信號采集時，自動檢測焊接信號，通過設置閾值的方法，避免雜波信號對檢 出焊接信號的影響；檢測出焊接信號后，依據每段脈沖間隔時間判斷是否為多段電流脈沖 焊； 根據公式：每半個周波計算一次電流有效值，其中K為電流校正系數，Ill為焊接開始點，η2為焊接 結束點，1"為電流信號的第η個采樣值；并將相關數據進行數據庫儲存； 2. 3)對焊接電流及電極間電壓的實時監測數據進行閾值濾波以及帶通濾波，繪出焊接 電流曲線、計算出電流有效值以及通電時間； 2. 4)利用獲得的電流及電極間電壓實時波形數據進行V/I比值計算，得到點焊過程的 動態電阻數據； 3) 提取建立系統所需數據； 4) 對建立系統的樣本篩選： 4. 1)從正常試驗片開始，監測程序認為焊接開始，默認焊接試驗片的動態電阻曲線為 正常曲線； 4. 2)對讀入樣本進行篩選方法為驗證動態電阻曲線的穩定點數，正常無飛濺合格焊點 動態電阻曲線只有一個穩定點數，若穩定點數不等于一，對樣本進行舍棄處理； 5) 自動尋找建立系統的最佳樣本數，把焊點樣本數據看作為一個焊點樣本數據集合， 對該樣本集合的樣本數據采用增量式讀取處理方式，依據聚類分析的方法尋找最佳樣本 數， 6) 系統判斷條件的確定。2. 根據權利要求1所述的，其特征在于：所述的提取建立 系統所需數據，步驟如下： 3. 1)動態電阻數據經過最小二乘法非線性曲線擬合得到點焊過程中動態電阻曲線，內 置多種數學擬合模型，根據連續函數求導找出穩定點； 3. 2)或者通過遞推點求均值方式平滑處理得到點焊過程中動態電阻曲線，離散點相鄰 兩點斜率趨勢尋找穩定點； 3. 3)計算整體動態電阻曲線的穩定點個數，以及穩定點處的時間坐標參數、電阻值； 3. 4)繪制動態電阻曲線于橫軸為時間t，縱軸為電阻值R的網格坐標系中，橫坐標以焊 接信號開始點為零點，每份為一個周波，設為20ms，進行等距劃分為h等分，每等分按照阻 值大小記錄出每等份的阻值區間，每等分穩定點數，縱坐標則進行虛線劃分，以便于用戶觀 察動態電阻曲線； 3. 5)建立監測模型需要對動態電阻曲線進行特征提取，以數據采集頻率5kHz為例，若 全部將焊接有效點用作特征維數進行聚類分析，必然造成維數災難，所以必須對數據進行 處理；上述將動態電阻曲線繪于網格坐標系內，即為特征提取做準備，以電阻最大值，最小 值，穩定點數，穩定點處時間坐標與阻值，每等分電阻均值為特征量。3. 根據權利要求1所述的，其特征在于：所述的自動尋找 建立系統的最佳樣本數，步驟如下： 5. 1)按照平均距離原則，從第二個焊點樣板數據開始，每讀入一個新的焊點樣板數據， 計算該焊點數據與之前所有焊點數據的平均距離； 5. 2)當前焊點的平均距離與之前焊點的平均距離做對比，找出其中最小的平均距離； 將特征值帶入歐式距離，計算焊點間距離dmi=sqrt(Σ(xil_xi2)~2 ) 則平均距離d=(dml+dm2...dmn)/m; 其中i=l, 2. .n;m為當前焊點總數；xil，xi2為不同焊點特征向量； 5. 3)計算當前焊點方差，并與之前焊點方差作比較； 5. 4)每讀入一個新焊點數據，則重復步驟1)-3)，焊點數大于20以上，當方差范圍集中 程度達到百分之九十以上，則認為樣本數已經達到穩定，此時集中的百分之九十的焊點數 即為建模樣本數。4. 根據權利要求1所述的，其特征在于：所述的系統判斷 條件的確定是： 6. 1)在步驟4)中，平均距離最小的焊點動態電阻曲線則為模型中需要的標準動態電 阻曲線； 6. 2)以上述確定的標準動態電阻曲線穩定點處時間坐標為界，將樣本內所有焊點動態 電阻曲線一分為二，分別找出每等分最大平均距離Dmaxl、Dmax2,則Dmaxl、Dmax2為閾值； 6. 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電阻點焊質量在線監測方法，其特征在于：包括如下步驟：1）建立用戶輸入模塊：在數據采集之前，輸入點焊焊接參數，包括：焊接電流I及其通電時間t、電極壓力P，；?2）焊接電流，電極間電壓，電極壓力以及動態電阻信息的獲取：2．1）通過電流傳感器進行焊接電流實時采集，通過監測加壓缸內流體壓力，間接對電極壓力進行實時采集，同時對電極間電壓實時采集；2.2）進行信號采集時，自動檢測焊接信號，通過設置閾值的方法，避免雜波信號對檢出焊接信號的影響；檢測出焊接信號后，依據每段脈沖間隔時間判斷是否為多段電流脈沖焊；?????????????????????????????????根據公式：每半個周波計算一次電流有效值，其中K為電流校正系數，n1為焊接開始點，n2為焊接結束點，In為電流信號的第n個采樣值；并將相關數據進行數據庫儲存；2.3）對焊接電流及電極間電壓的實時監測數據進行閾值濾波以及帶通濾波，繪出焊接電流曲線、計算出電流有效值以及通電時間；2.4）利用獲得的電流及電極間電壓實時波形數據進行V/I比值計算，得到點焊過程的動態電阻數據；3）提取建立系統所需數據；4）對建立系統的樣本篩選：4.1)從正常試驗片開始，監測程序認為焊接開始，默認焊接試驗片的動態電阻曲線為正常曲線；4.2)對讀入樣本進行篩選方法為驗證動態電阻曲線的穩定點數，正常無飛濺合格焊點動態電阻曲線只有一個穩定點數，若穩定點數不等于一，對樣本進行舍棄處理；5）自動尋找建立系統的最佳樣本數，把焊點樣本數據看作為一個焊點樣本數據集合，對該樣本集合的樣本數據采用增量式讀取處理方式，依據聚類分析的方法尋找最佳樣本數，?6）系統判斷條件的確定。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐國成，范秋月，谷曉鵬，周廣浩，
申請(專利權)人：吉林大學，
類型：發明
國別省市：吉林;22