[发明专利]自冲摩擦铆焊质量在线检测及铆焊工艺控制方法和系统

权利要求书

1.一种铆焊质量在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤i：通过若干次测试获得不同工艺参数下的铆接力-时间曲线，扭矩-时间曲线和位移-时间曲线；

步骤ii：对接头质量进行筛选，计算得到质量合格的接头所对应的铆接力-位移曲线和总热输入值；

步骤iii：对合格接头的铆接力-位移曲线和总热输入值进行数值处理并计算确定特征值和特征值公差带的边界；

步骤iv：利用特征值和特征值公差带对自冲摩擦铆焊接头质量进行实时检测，该特征值和特征值公差带边界包括：

①铆接力-位移曲线中铆钉进入下层板前的最大铆接力值的上边界；

②铆接力-位移曲线中的最大铆接力值的上边界和下边界；

③整个工艺过程中的热输入量值的上边界和下边界；

④铆接力-位移曲线中铆钉进入下层板前的波峰数量的上边界和下边界；

所述的实时检测是指：当自冲摩擦铆焊接头的所有特征值在所述的公差带内，则检测结果为合格，否则：

1)当铆接力-位移曲线中铆钉进入下层板前的最大铆接力值在所述的特征值公差带边界①上方时，检测结果为铆钉体提前张开，接头中铆钉体与下层板间存在间隙；

2)当铆接力-位移曲线中的最大铆接力值在所述的特征值公差带边界②下方时，检测结果为铆钉体张开不足，机械互锁量小于容许值；

3)当铆接力-位移曲线中的最大铆接力值在所述的特征值公差带边界②上方时，检测结果为铆钉体出现镦粗；

4)当整个工艺过程中热输入量值在所述的特征值③公差带上方时，检测结果为热输入过大，接头中下层板材料被挤压流向接头底部边缘，导致接头底部剩余厚度不足；

5)当整个工艺过程中热输入量值在所述的特征值③公差带下方时，检测结果为热输入不足，接头中存在裂纹；

6)当铆接力-位移曲线中铆钉进入下层板前的波峰数量在所述的特征值④公差带上方时，检测结果为铆钉体尖端向外翻起，接头中铆钉体与上层板间、铆钉体与下层板间均存在间隙，且铆钉体出现镦粗；

7)当铆接力-位移曲线中铆钉进入下层板前的波峰数量在所述的特征值④公差带下方时，检测结果为铆钉无法穿透上层板；

8)当1)～7)中两个或两个以上条件同时满足时，检测结果为相应条件所对应的两个或两个以上单一检测结果的相加。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的若干次测试是指：针对同一种工件匹配，采用相同铆钉和模具组合，在不同工艺参数下进行的实验，工艺参数变化范围涵盖直线进给运动驱动装置和旋转运动驱动装置输出速度的整个范围。

3.一种实现权利要求1或2所述方法的在线检测系统，其特征在于，包括：与铆钉驱动杆相连的输出转速可调的旋转运动驱动装置、进给速度可调的直线进给运动驱动装置以及传感检测装置以及分别向旋转运动驱动装置和直线进给运动驱动装置输出控制指令，从传感检测装置采集控制信息的反馈控制装置，其中：待连接工件设置于铆钉驱动杆及铆钉下方；

所述的反馈控制装置用于对旋转运动驱动装置和直线进给运动驱动装置的输出速度进行分段控制，该分段方式包括：按位移分段，按铆接力分段或按时间分段。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征是，所述的传感检测装置包括：位移传感器、力传感器、扭矩传感器和数据采集卡；

所述的位移为采用所述的位移传感器和数据采集卡或直线运动装置检测得到的铆钉驱动杆沿轴线方向的位移值；

所述的铆接力为采用所述的力传感器和数据采集卡检测得到的铆钉驱动杆沿轴线方向的力值。