魏凌波[1]2009年在《基于动态电阻的点焊质量分析系统》文中研究表明本文详细研究了电阻点焊接头形成时各过程参数的变化规律,设计并完成了基于动态电阻的点焊质量在线分析系统。论文主要内容包括:硬件设计,主要完成了电流传感器的选择、信号调理板的开发及数据采集卡的选用等;软件设计,主要包括质量分析系统的训练模块、标定模块、监测模块、设参模块和查询模块的设计以及数据库的设计等;系统性能测试,主要包括质量分析系统的参数确定和运行试验等。该质量分析系统具有采集数据速度快、测量计算精度高、存储容量大、可靠性高的特点,作为点焊参数实时监测和质量分析的平台,适用于点焊试验研究和生产现场在线焊接质量监测。尤为突出的是系统通过一定数目焊点的训练,能够应用数理统计原理对采集的焊接过程参数进行智能分析,形成判断焊接质量是否合格的依据。该系统软件使用Visual C++语言编写,通用性好,对计算机硬件要求低,有较高的性价比,使得本系统在点焊质量在线智能分析领域具有广阔的发展前景。
谷晓鹏[2]2006年在《电阻点焊参数监测和质量分析系统研究》文中指出本文详细地研究了电阻点焊参数监测方法,设计并制作了电阻点焊参数监测和质量分析系统。该系统采用工业电脑作为监控平台,选用高速高精度的数据采集卡进行信号采集,并根据监测信号的特点,设计了电流信号积分还原电路和电压信号隔离放大电路对信号进行调理以满足数据采集的需要;采用Visual C++ 2003作为开发平台设计基于虚拟仪器技术的监测软件,实现了点焊过程电流信号和电极间电压信号的采集并将采集的数据进行处理,计算电流有效值、焊接周波数等质量信息,最后将结果存入数据库。为了进一步分析焊点质量,本系统还通过采集到的电压和电流信号计算动态电阻曲线和焊接热量,并根据电压信号自动判断焊接过程中的飞溅现象,为电阻点焊质量分析提供了更为丰富的手段。该电阻点焊监测系统功能比较齐全,采集速度快、计算精度高、存储容量大、可靠性高和具有良好的人机交互界面,适应于现场生产和实验研究等应用场合,具有较高的使用价值和较广的发展前景。
董娟[3]2008年在《电阻点焊电流及压力实时监测系统研究》文中进行了进一步梳理本文研究了电阻点焊电流、电极压力在线监测系统。本系统主要对点焊过程中的焊接电流和电极压力进行实时监测。系统以PC机为主体,外围设备包括高灵敏石英应变传感器和与之配套的电荷放大器、Rogowski线圈电流传感器及其后续处理电路和USB数据采集卡。采用Visual C++ 2003作为开发平台设计监测软件,实现了多路焊接参数信号的采集,并具有对采集结果进行数据处理、数据显示、数据存储的功能。采用Microsoft Access 2003作为数据库管理系统,开发数据库文件data.mdb,合理设计两个数据表Paramer和TestData,满足焊接各种形式质量信息的存储和管理要求;通过在Visual C++ 2003环境中调用Measurement Studio组件和控件,设计了基于虚拟仪器技术的监测软件,实现了电极压力波形信号和焊接电流波形信号的同步显示,并根据电极压力信号和电流信号自动判断焊接过程中的飞溅现象,为电阻点焊质量分析提供了更为丰富的手段。
李伟[4]2013年在《轿车白车身的电阻点焊质量监测系统设计的研究》文中认为电阻点焊由于其生产效率高、操作简单等优点而在工业生产中广泛应用，尤其是在汽车制造业中，轿车白车身的焊接几乎全部都靠点焊的方法来完成，点焊的质量对轿车车身的质量有很大的影响，因此保证点焊的质量就显得格外重要。点焊常见的质量问题主要有虚焊、脱焊、裂纹、缩孔等。目前对点焊质量的检测主要是通过人工进行破坏性实验的方法，这种方法效率低且浪费材料。为了能够达到快速、简便检测点焊质量的目的，本文研究了一套轿车白车身的电阻点焊质量监测系统。点焊的焊接参数主要有焊接电流、电极间电压及电极位移、电极压力、点焊时间等，这些参数与点焊的质量密切相关。该点焊质量监测系统主要监测点焊过程中的焊接电流、电极电压和电极位移叁个参数，通过对这叁个参数进行实时、在线监测，并从这叁个参数中提取出和点焊质量相关的特征值并对其进行判断，从而达到监测点焊质量的目的。该轿车白车身的电阻点焊质量监测系统主要分为硬件部分和软件部分，系统的硬件主要包括：LHA-8000A型霍尔电流传感器、LE-300型光栅位移传感器、电极间电压测量装置及USB08222C10数据采集卡；软件部分主要包括：用LabVIEW软件编写的数据采集程序和质量判断程序。在TN-100工频交流气动式点焊机上对该质量监测系统进行了测试，测试结果表明，该质量监测系统能够准确、可靠地获得点焊过程中的特征信号，通过对这些特征信号的处理便可以判断点焊的质量。
李敬[5]2006年在《基于SOC的电阻点焊监测系统研究》文中研究说明本文研究了基于SOC的CAN网络电阻点焊监测系统,用于对焊接生产中的焊接参数进行实时监测。系统采用单片机系统作下位机,PC机作上位机的结构。其功能主要包括:参数采集、数据处理、LCD显示、数据存储和数据通信。本系统采用Silicon公司的SOC系列单片机C8051F020作下位机主控单元,利用其内部集成A/D对焊接电流、极间电压、电极压力进行参数采集,然后将采集的数据进行处理并实时显示。为实现监测功能更加强大的分布式监控系统,本文选用CAN总线作为通信手段,采用工业PC机加CAN适配卡作上位机,实现与单片机下位节点间的数据和命令通讯。其中选用Phillips公司的SJA1000和PCA82C250芯片实现CAN通信电路。该电阻点焊参数监测系统功能比较齐全,具有体积小、功耗低、采集速度快、采集效率高、具有良好的人机交互界面等特点,适应于机械制造、汽车、轮船、航天航空等现代点焊生产领域,具有较高的使用价值和广阔的发展前景。
范秋月[6]2017年在《基于动态电阻与超声波检测的不锈钢电阻点焊质量评估研究》文中认为电阻点焊是不锈钢城轨客车制造过程中主要的焊接方法,其质量对车体结构的安全性有重要影响。点焊形成过程是热、电、力等多物理场的综合作用,且熔核成型过程完全处于封闭状态,这为电阻点焊质量评估带来一定难度。目前,虽然众多学者在点焊质量评估中取得了卓有成效的研究成果,但大部分处于试验阶段,实际生产中如何对点焊产品进行全面的质量评估一直未得到满意的解决,主要的难题是缺乏合理、高效、经济的点焊质量评估手段。本文结合电阻点焊过程中的动态电阻监测信号与超声波检测信号,对SUS301-HT不锈钢双脉冲电阻点焊质量评估工作展开综合研究。在工业生产中经常把拉剪载荷作为评价点焊接头质量的指标,因此本文在电阻点焊质量评估中以点焊接头的拉剪载荷作为衡量点焊接头质量的标准。在监测焊接电流、电极间电压及电极压力信号基础之上,获得不锈钢电阻点焊过程中的动态电阻曲线,分别研究了不锈钢电阻点焊飞溅情况下与电极端面磨损情况下动态电阻曲线的变化规律。通过研究飞溅情况下的焊接工艺参数对动态电阻曲线的影响,发现动态电阻曲线的骤降次数与点焊的飞溅次数相吻合。本文首次提出以飞溅次数、首次飞溅发生的时间和动态电阻的骤降幅值来表征飞溅的严重程度,对基于动态电阻的点焊质量评估有一定的指导作用。为了研究电极磨损与动态电阻曲线之间的关系,采用不同尺寸端面的电极模拟电极磨损情况。由于点焊动态电阻曲线存在一定的分散性,电极端面尺寸的微小变化可能对动态电阻影响并不明显,文中采用多个点焊样本的平均动态电阻值曲线代表同一工艺参数下的动态电阻曲线。研究结果表明,在双脉冲不锈钢电阻点焊过程中,随着电极端面尺寸的增加,二次脉冲的平均动态电阻曲线中部分阻值逐渐下降。双脉冲不锈钢电阻点焊的动态电阻与点焊接头拉剪载荷的相关性分析表明,预热期间的动态电阻曲线与点焊接头拉剪载荷相关性较小,二次脉冲期间的动态电阻曲线(除了最大接触电阻外)与点焊接头拉剪载荷相关性较明显,可作为建立不锈钢电阻点焊质量评估模型的特征量。基于同一焊接工艺参数下正常点焊过程的动态曲线相似度较高,实际生产中的工艺参数都经过大量工艺评估试验,合格点焊接头百分比较高的事实,以动态电阻特征量建立电阻点焊质量评估模型。离线聚类算法建立的点焊质量评估模型验证了聚类算法对点焊质量分类的可行性,在此基础上使用基本的leader-follower算法在线建立的点焊接头质量评估模型,弥补了离线聚类固定划分类个数的局限性,但基本的leader-follower算法分类数目较多,需要后续分析各类标识号代表的含义,不利于自动识别合格点焊接头。因此,文中提出了改进的leader-follower在线聚类算法,综合考虑了类的更新与融合,避免受样本顺序的影响。采用蒙特卡洛方法对200个样本数据进行随机排列,分类的试验结果表明该算法对样本顺序具有很好的鲁棒性,除了在创建新类过程中存在少数样本误分类的情况外,都能够正确地划分样本。超声波信号对点焊接头质量的评估主要是检测点焊熔核及缩孔等缺陷。文中使用小波包对超声波A扫描信号进行分解,每个分解节点中表征缩孔与熔核特征的采样区间内的方差之比作为该节点的系数对扫描信号进行重构,获得信噪比高、缩孔特征明显的A扫描信号。此方法获得的点焊内缩孔尺寸与金相测量的缩孔尺寸吻合良好,与时域和频域方法相比,该算法受工件表面状态影响小、精度高。目前以超声波检测信号对电阻点焊接头质量的评估方法,主要是通过界面反射波法识别熔核特征。但是当压痕较深时,该方法计算的“熔核”面积一般与实际差别较大,与点焊接头拉剪载荷呈负相关性。本文根据所采用超声波探头的频率和带宽参数设计了小波分解函数,利用小波原理提取有效熔核面积。试验结果表明,该方法比现有方法具有明显优势,提取出的有效熔核面积与点焊接头拉剪载荷之间的关系可利用线性回归模型描述。为获得高效、经济的电阻点焊质量评估方法,提出以不锈钢电阻点焊过程中的动态电阻曲线信号与超声波检测信号相结合的检测方案,自动建立不锈钢电阻点焊在线质量评估模型。模型的建立以动态电阻特征量作为输入,拉剪载荷类别作为输出。在模型学习过程中,以超声波对点焊拉剪载荷的评估结果为学习标识。基于动态电阻的质量评估模型无法判定的点焊质量使用超声波信号对拉剪载荷类别进行评估。该方法的提出充分发挥两种点焊质量评估方法的优点,既弥补了单探头超声波检测效率低的不足,又解决了仅以动态电阻特征量建立质量模型时依据相关经验参数的局限性,两种评估方法相辅相成。综上所述,本文在电阻点焊质量评估研究领域取得了以下创新性研究成果:基于点焊过程中动态电阻曲线变化规律,在线建立了以动态电阻为特征量的点焊质量评估模型。解决了超声波信号定量检测缩孔尺寸的难题,提高了对熔核尺寸的检测精度,基于超声波检测信号计算分析有效熔核与拉剪载荷的关系,为实现高效全面评估点焊质量奠定了基础,提出的动态电阻信号与超声波信号相结合的检测方法,实现了高效、经济的电阻点焊质量评估。
文静[7]2010年在《电阻点焊质量监测智能化及系统研究》文中研究指明本文以SUS304奥氏体不锈钢(0Cr18Ni9)点焊过程为研究对象,利用先进传感技术和数据采集技术实时采集点焊过程中伴随的电学、力学、热学等物理量的变化,如焊接电流、电极间电压、动态电阻、动态电极压力。建立点焊生产的信息化管理系统,实时显示点焊工艺参数,存储焊点生产相关信息,实现了点焊生产的信息化管理。通过大量工艺试验研究影响点焊质量的各种因素,寻找点焊过程中的各种动态信号与点焊质量之间的关系,提取点焊质量特征值。使用数理统计、神经网络等现代研究方法建立点焊质量预测模型。本文分别采用多元线性回归分析和BP神经网络建立点焊质量预测模型,从整体上看,神经网络模型的预测值与实测值更为接近,其最大预测误差为5.6%,远小于回归模型10.2%的误差。
韩广超[8]2012年在《基于无线网络的电阻点焊参数监测系统研究》文中研究指明电阻焊技术自发明以来，由于其能量集中、变形量小、辅助工序少、不须添加填充材料、生产效率高、操作简单和容易实现自动化等优越性，得到了突飞猛进的发展，其中电阻点焊是最常用的电阻焊技术之一。由于电阻点焊的焊接过程是一个高度非线性、多变量耦合作用并伴随大量的随机因素的动态热过程，因此对电阻点焊过程焊接参数进行实时监控是焊接质量的重要保障。在焊接监控过程的信号传输中通常采用有线传输技术，然而有线传输在实际应用中会带来布线困难以及安全隐患等众多问题，无线传输技术能够很好地解决这些难题，与此同时采用无线传输技术在很大程度上提高了生产效率，降低了生产成本。采用无线通信技术进行监测，技术人员可以安全方便的远程监测并控制生产系统和焊接设备的运行状态及参数。针对电阻点焊实际生产对焊接参数的实时监控的要求，以及无线信号传输较有线传输的突出优势，本文研究了基于ZigBee协议的无线网络的点焊监测系统。系统使用的下位机为单片机，用以对焊接电流、焊接电压及电极压力等焊接参数进行数据采集、处理，用工业PC机作为系统上位机，对下位机发送的数据进行显示及存储，上位机与下位机之间通过ZigBee无线模块实现无线通信。整个监测系统具有对点焊过程焊接参数的采集、处理、存储及无线传送等主要功能。论文使用CYGNAL公司的C8051F020单片机作为下位机的中心控制单元，它与电流传感器、电压传感器、压力传感器、信号调理板、外接存储器及无线模块共同构成下位机。本文使用Keil μVision2对下位机进行程序编译，实现了下位机对焊接参数的数据采集、处理及存储。上位机使用Visual C++6.0进行主程序界面设计开发，完成对下位机发送的数据进行进一步处理及存储，并显示相应焊接参数的波形和焊接时间，可以对焊接参数实时表征。本文选用Jennic公司基于ZigBee PRO技术的JN5148无线模块进行上位机和下位机之间的无线通信。ZigBee是新兴的一种短距离低速率无线通信技术，具有低功耗、低成本、组网灵活及高可靠性等优势。本文主要研究了基于ZigBee技术的无线网络的组建及无线模块的程序设计，实现了上位机与下位机之间的无线通信，并对无线通信能力进行测试，测试表明系统的无线通信能力可以保证监测系统对焊接过程的实时监测。通过对监测系统的测试可以发现本系统对焊接参数具有较强的实时监测能力，该系统具有稳定性强、成本低、维护方便等特点，尤其是在恶劣的工厂环境中更能体现出其优势，可以用在汽车、轮船及航空航天等工业领域，能提高电阻点焊生产效率及焊接质量，可以为电阻点焊在实际生产中的应用提供更切实的帮助。
李志明[9]2014年在《基于动态电阻的点焊质量在线分析研究》文中指出电阻点焊是一种广泛应用于工业各领域的焊接成型方法，具有焊接时间短、成本低、效率高、操作简单、机械化和自动化程度高等优点。精益生产促使各企业在点焊生产过程中对点焊质量的控制与监测提出了更高的要求。传统的点焊接头质量监测主要有周期取样进行破坏性试验和无损检测两种方法，但是周期取样进行破坏性试验存在焊接材料浪费、焊接成本增加等弊端，而材料无损检测由于检测方法自身的特点而无法广泛应用于点焊质量监测中。因此，研究可用于点焊质量在线分析的方法具有非常重要的意义。点焊熔核的形成和长大的过程是在完全封闭的状态下进行的，且影响焊点质量的因素具有偶然性。因此，直接监测点焊质量比较困难，必须通过监测可以反映点焊质量的动态信息才能较好地解决该问题。经分析研究表明，点焊过程的动态电阻能够很好地反映点焊熔核的形成和长大过程，和点焊质量有着非常密切的关系。本文以SUS301-HT不锈钢电阻点焊过程为研究对象，从焊接电流、电极间电压及动态电阻中提取了5个特征参量，分别为：焊接电流有效值，电极间电压平均值，动态电阻平均值、最小值、最大值。以点焊接头的拉剪强度作为点焊质量的评价指标，通过分析研究发现所提取的5个特征量与焊点的拉剪强度有密切关系。以5个特征量为输入向量，焊点的拉剪强度为输出向量，建立了基于动态电阻的点焊质量预测的BP神经网络模型。以焊接电流有效值及焊机实际输出电极压力作为辅助分析信息，实现点焊质量的在线分析。基于先进传感技术和数据采集技术，本文设计了一套数据采集与处理的硬件系统，对点焊过程的动态信息进行了实时同步数据采集。选用罗氏线圈电流传感器和积分模块电路采集点焊过程的焊接电流；采用屏蔽双绞线电极引线和隔离运放模块电路实现点焊电极间电压的隔离与采集；选用气体压力变送器采集点焊设备的实际输出压力，通过数据采集卡将传感器转化的电信号传送到工业计算机。本文开发的点焊质量在线分析软件系统，包含了数据采集、数据处理、质量分析、数据存储、信息显示及数据查询等功能，并设计了点焊质量分析及智能管理的数据库支持，实现了点焊质量的智能在线分析功能。为了检验所建立基于动态电阻的点焊质量在线分析系统的精确性和可靠性，本文设计了相应的试验进行验证，通过对实验结果的分析可知，该系统具有监测精度高、抗干扰性好等特点。
徐梦妍[10]2017年在《基于点焊电流信息的焊接工艺参数监测与分析系统研究》文中认为电阻点焊在焊接领域中具备应用技术成熟、机械自动化效率高、成本低廉等优点,因此被广泛应用于工业制造领域。点焊的焊接质量检测有破坏性检测和无损检测两种方法,即是否存在焊接材料破坏。结合无损检测的优点,提出一种对焊接电流信息实时监测与分析的方法。本文应用先进的传感器与数据采集技术,设计制作了一套电阻点焊质量在线电流监测与分析系统。该系统以工控机为平台,选用霍尔电流传感器监测电流数据,使用研华数据采集卡实现高速高精度信号采集,构建整个系统电流监测硬件平台。基于虚拟仪器LabVIEW软件平台,建立了数据库介入窗口及波形显示的高适用性用户使用界面。设计开发数据采集卡采集通道、数据修正及数据门槛值,保证了数据采集的准确高效性。利用LabVIEW软件滤波器选择了适用于本研究应用的数字低阶的切比雪夫低通拓扑结构滤波器并创建电流监测系统数据存储与报警模块,建立了电阻点焊质量在线电流监测与质量管理系统。搭建了实验平台,利用交流电阻点焊机对汽车白车身部件进行焊接实验,经监测系统调试优化后,达到对电流实时监测的目的,并对焊接不符合工艺参数要求的工件进行实时报警,为焊接质量做了初步的判断,提高了生产的工作效率和焊接质量。
参考文献：
[1]. 基于动态电阻的点焊质量分析系统[D]. 魏凌波. 吉林大学. 2009
[2]. 电阻点焊参数监测和质量分析系统研究[D]. 谷晓鹏. 吉林大学. 2006
[3]. 电阻点焊电流及压力实时监测系统研究[D]. 董娟. 吉林大学. 2008
[4]. 轿车白车身的电阻点焊质量监测系统设计的研究[D]. 李伟. 沈阳大学. 2013
[5]. 基于SOC的电阻点焊监测系统研究[D]. 李敬. 吉林大学. 2006
[6]. 基于动态电阻与超声波检测的不锈钢电阻点焊质量评估研究[D]. 范秋月. 吉林大学. 2017
[7]. 电阻点焊质量监测智能化及系统研究[D]. 文静. 吉林大学. 2010
[8]. 基于无线网络的电阻点焊参数监测系统研究[D]. 韩广超. 吉林大学. 2012
[9]. 基于动态电阻的点焊质量在线分析研究[D]. 李志明. 吉林大学. 2014
[10]. 基于点焊电流信息的焊接工艺参数监测与分析系统研究[D]. 徐梦妍. 沈阳工业大学. 2017
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