[发明专利]电极帽修磨周期能耗计算系统及方法

说明书

本发明公开了一种电极帽修磨周期能耗计算系统及方法，它的特征信息获取模块用于通过大数据分析软件从需要分析的焊点所对应的焊点主文件数据和相应焊点索引文件中得到电极帽修磨周期基本特征信息，并利用电极帽修磨周期基本特征信息计算需要分析的每个焊点在三个阶段的电极帽修磨周期能耗计算的衍生特征信息；能耗计算模块利用每个焊点在三个阶段的电极帽修磨周期基本特征信息和电极帽修磨周期能耗计算的衍生特征信息，通过自适应辛普森算法得到每个焊点在三个阶段的电极帽修磨周期能耗。本发明通过大数据数理统计分析手段，对海量的焊点数据进行数理统计分析，对焊接机器人在焊点焊接过程中的电极帽修磨周期能耗进行准确计算。

技术领域

本发明涉及汽车零部件制造技术领域，具体地指一种电极帽修磨周期能耗计算系统及方法。

背景技术

焊接是现代机械制造业的一种常用工艺，在汽车制造中应用十分广泛。焊接工艺以焊枪为工具，以焊点的形式将两种或两种以上同种或异种金属材料连接成一体，焊点质量的优劣对汽车整体质量影响巨大。随着智能制造的深入，可以通过大数据技术和人工智能手段，让焊接数据产生更大的价值。如实现快速找到质量缺陷问题，查找影响质量异常的主要因素，实现质检、工艺等预测性维护，以达到增效、节能，降本目的。

一个完整的焊接过程通常包含金属贴合致密(第一阶段)、金属升温融化(第二阶段)、焊核形成焊接完毕(第三阶段)三部分，总体耗时约400ms以内，焊接过程特征变化以焊接曲线形式表征，焊接曲线中包括了焊接区域电流、电压、电阻和功率随时间变化的曲线，如图1所示；

焊接过程中，金属贴合致密过程末期，随金属贴合情况的变化，如图1所示，焊接过程中焊接区域电阻随时间变化曲线相对低点R1，对应时间为t1；进入金属升温融化阶段后，随着金属板间温度升高，焊接区域电阻随时间变化曲线出现阻值相对高点R2，对应时间为t2，之后进入焊核形成阶段，对应的焊接区域电阻随时间变化曲线从R2高点逐步降低；当焊接电流为0时，焊接结束，对应时间为t3，对应的焊接区域电阻随时间变化曲线阻值为R3。图1标注的焊接区域电阻随时间变化曲线的异常波动(不平滑)，表明在当前焊接过程中出现了“飞溅”的现象，波动跳跃越大，“飞溅”现象越严重，从而引发较差的焊点质量和较高的使用能耗。

现有技术方案中，关于焊点状态的判断，主要是通过安装相应装置、传感器，在线采集焊点数据和焊点飞溅姿态照片并进行能耗方面的研究；此种方法，要安装相应装置和传感器，并在线采集焊点数据和焊点飞溅姿态信息，通过CAN线传输到计算机，方法复杂。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种电极帽修磨周期能耗计算系统及方法，本发明通过大数据数理统计分析手段，对海量的焊点数据进行数理统计分析，对焊接机器人在焊点焊接过程中的电极帽修磨周期能耗进行准确计算。

为实现此目的，本发明所设计的电极帽修磨周期与能耗相关性分析系统，它包括数据预处理模块、预处理数据加载模块、特征信息获取模块和电极帽修磨周期能耗计算模块；

数据预处理模块用于对焊接机器人在预设时间段内形成的焊点主文件数据进行数据预处理，删除焊接失败形成的主文件数据、焊枪断电形成的主文件数据和焊接结束后形成的主文件数据；

预处理数据加载模块用于利用焊点索引文件通过大数据分析软件将需要分析的焊点对应的数据预处理后的焊点主文件数据进行提取得到需要分析的焊点所对应的焊点索引文件的相关字段和相应焊点主文件数据；

特征信息获取模块用于通过大数据分析软件从需要分析的焊点所对应的焊点主文件数据和相应焊点索引文件中得到每个焊点在金属贴合致密阶段、金属升温融化阶段和焊核形成焊接完毕阶段的电极帽修磨周期基本特征信息，并利用电极帽修磨周期基本特征信息计算需要分析的每个焊点在金属贴合致密阶段、金属升温融化阶段和焊核形成焊接完毕阶段的电极帽修磨周期能耗计算的衍生特征信息；