[发明专利]基于电极位移波动的电阻点焊质量实时检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种焊接技术领域的方法，具体是一种基于电极位移波动的电阻点焊质量 实时检测方法。

背景技术

交流电阻点焊因高效率、低成本、高自动化程度等优点在工业生产中应用广泛，但同时因 为焊点形成过程的不可观测性和瞬时性使焊接质量难以监控。在所研究的电阻点焊监控参数 中，电极位移因能较直观地反应熔核在形成过程中热膨胀位移的变化，而被认为是反映焊点熔 核质量的理想参数之一。因此，许多研究者开发了基于电极位移的电阻点焊质量监控系统。

现有技术表明，交流电阻点焊过程中伴随有振动现象，该振动现象是由高峰值电流引起的， 而这种振动现象在检测到的电极位移曲线上也有明显特征——即位移波动。同时发现，由于交 流焊接电流的作用，使焊接过程中检测到的熔核大小发生相应的脉冲变化，且在焊接前期熔核 大小的脉冲变化较大，而在熔核长大并达到饱和后，这种脉冲变化较小。这说明因交流焊接电 流引起的熔核大小脉冲变化的幅度与熔核的长大过程密切相关，而熔核大小脉冲变化的幅度可 以用电极位移的波动特征进行检测，因此建立电极位移波动特征与熔核形成与长大之间的关系 可以对焊接质量进行实时检测。

经对现有技术的文献检索发现，中国专利公开号：CN1766587A，名称为：用于轿车车身点 焊的实时质量检测与报警的方法，该方法提供了一种利用电极位移信号检测焊接质量并报警的 方法，具体步骤如下：a、依据激光感应测量，得到点焊机电极的位移量，并生成电子模拟信 号；b、将采集到的位移信号转化为数字系统能识别的数字信号；c、将实时采集的电极位移曲 线与实验得出的标准电极位移曲线图进行比较，依据质量判定准则，判定合格、不合格，同时， 依据判定不合格焊点状态的判定准则，判定焊点飞溅或焊点过小，按设定的不合格焊点次数发 出警报。该方法根据采集的电极位移曲线与标准的电极位移曲线进行比较来检测点焊的质量， 但在焊点质量检测时需要使用公差带，所需的信息量大，效率低，且只能对最终焊点质量进行 判定，不能在焊接过程中进行预检测。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于电极位移波动的电阻点焊质量实时 检测方法。本发明通过提取电极位移曲线上的位移波动峰值来实时检测熔核形成的各个阶段， 从而检测焊点的质量。

本发明是通过以下技术方案实现的，包括以下步骤：

第一步，利用光栅位移传感器测量电极位移，得到点焊过程中上下电极相离的实时位移信 号，即电极位移信息。

第二步，将得到的电极位移信息传给工控机，由工控机进行数据采集，进而以时间为横坐 标、电极位移信息为纵坐标得到电极位移曲线，提取电极位移曲线上的位移波动峰值，并按照 时间先后对位移波动峰值编辑序列号，以序列号为横坐标、以位移波动峰值为纵坐标得到位移 波动峰值曲线。

所述的提取电极位移曲线上的位移波动峰值是：搜索电极位移曲线上每个位移波动的起始 波谷值和波峰值，波峰值与起始波谷值的差就是位移波动峰值。

所述的序列号是从1开始的阿拉伯数字。

第三步，将位移波动峰值曲线上第一个点、第一个拐点、第二个拐点和最后一个点分别标 定为第一个特征点、第二个特征点、第三个特征点和第四个特征点，并提取每个特征点的序列 号和位移波动峰值。

第四步，根据第二个特征点、第三个特征点和第四个特征点的序列号和位移波动峰值作为 实时检测依据，对应给出焊点的质量是虚焊、熔核过小、合格和飞溅中的一种检测结果。

所述的给出焊点的质量，具体步骤为：

1)当待检测焊点的第二特征点的位移波动峰值大于或者等于第一标准焊点的第二特征点 的位移波动峰值且其序列号小于或者等于第一标准焊点的第二特征点的序列号，同时待检测焊 点的第三特征点的位移波动峰值大于或者等于第一标准焊点的第三特征点的位移波动峰值且 其序列号小于或者等于第一标准焊点的第三特征点的序列号时，该待检测焊点为合格焊点或者 是飞溅焊点，继续执行2)；否则该待检测焊点为虚焊焊点或者是熔核过小焊点，继续执行3)；

所述的第一标准焊点是：低碳钢板在标准焊接条件下，焊接电流由4.6kA到9.5kA变化过 程中，最早出现的熔核直径大于的焊点就是第一标准焊点，其中t为焊件厚度。

所述的标准焊接条件是通过查询美国RWMA(电阻焊接协会)推荐的低碳钢点焊规范得到的。