[发明专利]一种基于动态电阻信号的电阻点焊质量在线评估系统和方法

权利要求书

1.一种基于动态电阻信号的电阻点焊质量在线评估系统，其特征在于，包括数据采集与信号处理系统和计算机，其中：

所述数据采集与信号处理系统通过双绞屏蔽线测量电阻点焊机两电极间的焊接电压，所述数据采集与信号处理系统通过霍尔电流传感器测量电阻点焊机的焊接电流，所述数据采集与信号处理系统对同步获得的焊接电压和焊接电流进行预处理后发送至所述计算机；

所述计算机根据所述焊接电压和焊接电流得到动态电阻曲线，提取动态电阻曲线中的特征点，通过所提取的特征点，输入人工神经网络中检测，计算并输出电阻点焊焊点的接头强度，如小于设定阈值，该焊点被判定为不合格；如不小于设定阈值，该焊点被判定合格，进入下一次焊接。

2.根据权利要求1所述的基于动态电阻信号的电阻点焊质量在线评估系统，其特征在于，所述数据采集与信号处理装置的ADC分辨率为16位。

3.根据权利要求1所述的基于动态电阻信号的电阻点焊质量在线评估系统，其特征在于，所述数据采集与信号处理装置的采样率为100KHz。

4.根据权利要求1所述的基于动态电阻信号的电阻点焊质量在线评估系统，其特征在于，所述数据采集与信号处理装置对对同步获得的焊接电压和焊接电流进行预处理，具体为：

采用小波去噪技术对获得的焊接电压和焊接电流中的感应噪声进行滤波。

5.根据权利要求1所述的基于动态电阻信号的电阻点焊质量在线评估系统，其特征在于，所述计算机根据所述焊接电压和焊接电流得到动态电阻曲线，具体为：

将焊接电流I(t)和焊接电压V(t)信号转换为解析信号：

式中，h[]表示希尔伯特变换，分别表示焊接电流I(t)和焊接电压V(t)的解析信号；

令I(t)＝I_msinωt、则是焊接电压和电流之间的相位差，I_m、V_m分别表示焊接电流I(t)和焊接电压V(t)的幅值，则分别写成：

复电阻抗Z为：

其中，复电阻抗Z的实部是对应于动态电阻，虚部对应于动态电抗。

6.根据权利要求5所述的基于动态电阻信号的电阻点焊质量在线评估系统，其特征在于，所述计算机还对求解出来的动态电阻曲线采用FRR零相位滤波技术去除次谐波分量。

7.根据权利要求6所述的基于动态电阻信号的电阻点焊质量在线评估系统，其特征在于，所述FRR零相位滤波技术具体为：

首先对信号数据进行因果实系数滤波器，称为第一滤波，然后对第一滤波输出进行时间反波，用同一滤波器进行滤波，称为第二滤波，最后再对第二滤波输出进行时间反波；

对于长度为N+1的输入样本序列x(n)，第一个滤波输出写为：

y₁(n)＝x(n)*h(n)

式中，h(n)是所使用的数字滤波器的脉冲响应序列；

第一个时间反转序列y₂(n)表示为：

y₂(n)＝y₁(N-n)

当y₂(n)通过相同的数字滤波器进行处理时，滤波器输出的y₃(n)为：

y₃(n)＝y₂(n)*h(n)

因此，第二个时间反转序列y(n)为：

y(n)＝y₃(N-n)。

8.根据权利要求1所述的基于动态电阻信号的电阻点焊质量在线评估系统，其特征在于，所述提取动态电阻曲线中的特征点，具体包括：

从焊接过程开始到峰值点之间的采样数据数D1、波谷点和峰值点之间的电阻差值D2、从波谷点到峰值点之间的采样数据数D3、波谷点的电阻值D4、峰值点到结束点的电阻变化量比峰值点到结束点的采样时间D5、结束点的电阻值D6、整个过程电阻的平均值D7和整个过程电阻的均方根值D8。