电阻点焊过程与质量监测方法研究

发布时间：2020-09-02 13:50

　　电阻点焊质量的不稳定和难以控制，严重影响了点焊技术的广泛应用，因此发展一种在线的、非破坏性的、低成本、诊断可靠性高的焊点质量评判系统对于现实生产是非常有意义的。在点焊过程中，导致焊点质量不合格的因素除工艺参数外，焊接过程中出现的诸多故障因素，如电源电压不稳定、被焊工件翘曲、电极装配不对中等，使焊接过程不正常，严重时甚至引起喷溅等缺陷的产生，造成焊点质量不合格。因此保证焊接过程稳定至关重要。对故障的诊断是进行焊接过程控制与质量监测的基础。本课题以电阻点焊过程诊断与质量监测为目的，针对点焊过程电极间电压、焊接电流、动态电阻和电极位移信号，提取时域描述特征，构造多信息融合的特征向量集合表征点焊过程。利用模式识别、故障诊断、人工神经网络等领域的分析方法，实现对焊接过程的诊断及焊点质量的预测。论文工作内容包括： 1)通过搭建的数据采集系统，同步无相差采集点焊过程次级电流、电压及电极位移信号波形，作为监测点焊过程的信息源。对采集的焊接电流、电极间电压及电极位移信号进行预处理，消除信号中的噪音，重新绘制半周波的信号波形；从时域角度分析信号特征，将经过时域变换获得的半周波电流有效值、电压有效值、动态电阻和电极位移信号波形作为分析焊接过程与焊点质量的依据。 2)搭建了能模拟实际生产中电源电压波动的电路，研究了网压波动对点焊过程信号及质量的影响。网压波动引起了信号的奇异性变化，造成焊点质量变化。信号的这种奇异性变化可作为监测网压波动发生的依据。 3)设计了正常焊接试验以及焊接过程中发生故障的试验。通过与正常焊接时的监测信号比较，分析了故障发生时对信号特征参数的影响。建立了基于故障树理论的点焊过程诊断模型，对引起喷溅的故障因素作出了推断。 4)基于动态电阻和电极位移信号提取特征参数，利用相关性分析方法对数据进行约简、信息降维，确定了能够用于质量评价的因子，建立模糊神经网络质量预测模型。通过预测样本的抗剪强度值与实测值之间的仿真分析结果表明，建立的模型可以实现对焊点质量的预测。
【学位单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2007
【中图分类】：TG443;TH165.3
【部分图文】：

主界面,软件,板卡

包括检测AC61巧卡是否存在;获得PCI板卡ID(所有的操作都是通过板卡功来识别的);选定板卡进行具体操作(可以进行多卡操作);执行用户自己的应用程序;退出时关闭驱动，卸载动态链接库等过程。图2.2为试验所用的采集软件主界面。图2.2采集软件主界面由图2.2监测到的信号表明，搭建的试验电路可满足对信号的采集要求。2.2信号预处理由于点焊过程伴随着高频机械震动和交变电磁场的剧烈变化，严重干扰了监测信号的获取，只有对焊接电流、电极间电压和电极位移信号进行合理的降噪、滤波处理，消除附加在采集数据中的干扰，才可作为监测系统的信号源。即首先对采集到的原始信号进行预处理。预处理的内容主要包括:1)数据类型的转换。由AC61，5卡采集的信号是CH3类型的文件，无法直接利用MATLAB软件处理，因此要对信号进行掐头、去尾、找零点等处理

流程图,数据预处理,流程,信号波形

数据预处理流程

统计直方图,动态电阻,特征参数,网压波动

别代表正常焊接、工件翘曲、表面有绝缘物、表面未处理、表面凹凸不平、电极装配不对中和网压波动几种状态。对应的3个点焊过程中采集特征参数自下向上排序分别为样本1、2、3。图3.12和图3.13分别为动态电阻和电极位移信号的特征参数的统计直方图。

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