[发明专利]基于电极间位移信号的焊点表面压痕深度的在线测量方法

说明书

一种基于电极间位移信号的焊点表面压痕深度的在线测量方法，通过测量电阻点焊过程中的两个电极的相对位置的实时变化以形成位移‑时间曲线图，根据该图上的曲线特征将曲线分为五个阶段，运用最小二乘法对焊后保压阶段的曲线进行曲线拟合并获得拟合函数表达式，计算并修正该拟合函数的极限值，将此极限值减去焊前预压阶段的电极间位移测量值即可得到焊点的预测表面压痕深度。本发明压痕深度预测值与实测值之间呈现良好的线性关联，能够在线高精度预测焊点表面压痕的深度；预测方法的计算速度快，对硬件系统要求低；考虑了电极离开工件后因工件冷却收缩导致厚度变化的问题，使得压痕深度的预测更加准确。

技术领域

本发明涉及的是一种焊接领域的技术，具体是一种基于电极间位移信号的焊点表面压痕深度的在线测量方法。

背景技术

金属在高温下发生软化，在电极压力的作用下会形成焊点表面压痕。焊点压痕深度是评价电阻点焊接头质量的重要参数指标。无压痕或压痕太浅，表明接头熔核形成或熔核太小，接头的力学性能无法达标；压痕太深会影响工件的表面质量，增大工件的翘曲变形，影响零部件的尺寸精度，实际生产中往往将其判定为一种点焊接头外观缺陷。现有技术中，多采用人工抽样检测的方法检查压痕深度，这种方法效率极低，且结果受人为因素的影响大，难以满足大批量的自动化生产需要。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于电极间位移信号的焊点表面压痕深度的在线测量方法，能够实时、准确地测量点焊接头的表面压痕深度，实现了焊点质量的自动化检测，提高了质检效率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明通过测量电阻点焊过程中的两个电极的相对位置的实时变化以形成位移-时间曲线图，根据该图上的曲线特征将曲线分为五个阶段，运用最小二乘法对焊后保压阶段的曲线进行曲线拟合并获得拟合函数表达式，计算并修正该拟合函数的极限值，将此极限值减去焊前预压阶段的电极间位移测量值即可得到焊点的预测表面压痕深度。

所述的两个电极的相对位置的实时变化，通过位移测量装置测量得到，该装置包括：两个电极、两个安装辅具、两个位移传感器、信号采集模块和计算分析模块，其中：两个电极相互对应，两个位移传感器通过安装辅具与两个电极对应相连，信号采集模块分别与两个位移传感器和计算分析模块相连以实现将两个电极之间的位移值转换为电压或电信号。

所述的五个阶段为：电极闭合、焊前预压、通电焊接、焊后保压和电极张开，其中：电极闭合为两个电极自相互靠近到接触工件的阶段；焊前预压为电极自接触工件到导通焊接电流的阶段；通电焊接为自焊接电流导通到焊接电流关断的阶段；焊后保压为自焊接电流关断到两个电极离开工件的阶段；电极张开为两个电极离开工件后的阶段。

技术效果

与现有技术相比，本发明压痕深度预测值与实测值之间呈现良好的线性关联，能够在线高精度预测焊点表面压痕的深度；预测方法的计算速度快，对硬件系统要求低；考虑了电极离开工件后因工件冷却收缩导致厚度变化的问题，使得压痕深度的测量更加准确。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明的系统结构图；

图3为本发明的电极位移-时间演化曲线图；

图中包括：第一电极1、第二电极2、第一位移传感器3、第二位移传感器4、信号采集模块5、计算分析模块6、安装辅具7、工件8；

图4为本发明的曲线拟合过程示意图；

图中：实线为电极间位移-时间演化曲线；虚线为拟合函数曲线；

图5为实施例1的电极位移-时间演化曲线图。

图6为实施例1中焊点实测表面压痕深度与预测表面压痕的关系散点图；