基于電極位移曲線的點(diǎn)焊過程故障診斷.pdf

1、電阻點(diǎn)焊是一種高效、易于實(shí)現(xiàn)自動化的焊接方法，因而被廣泛地應(yīng)用于汽車制造和航空航天工業(yè)。由于電阻點(diǎn)焊熔核形成時間短，溫度分布窄，焊接過程存在大量隨機(jī)影響因素，僅通過穩(wěn)定工藝參數(shù)無法完全避免焊接過程故障的產(chǎn)生，以及質(zhì)量不合格焊點(diǎn)的出現(xiàn)。焊后檢驗(yàn)作為質(zhì)量保證體系雖必不可少，但其不具實(shí)時性。特別對于大量使用電阻焊的場合，發(fā)展一種點(diǎn)焊過程故障診斷和質(zhì)量實(shí)時監(jiān)控方法，取代或減少目前采用的焊后探傷和破壞性抽檢，對提高生產(chǎn)率、降低成本，保證焊接質(zhì)量具

2、有重要意義。在點(diǎn)焊過程中，影響焊接質(zhì)量的多種故障因素如工件翹曲、工件表面問題、網(wǎng)壓波動和電極軸向錯位等，均直接或間接地蘊(yùn)涵在焊接電流、焊接電壓、電極位移等信號的動態(tài)變化之中。本文以電極位移信號為主要信息源，通過對信號時域和波形特征分析，探索了一種基于信號實(shí)時監(jiān)測和特征提取，對點(diǎn)焊過程故障進(jìn)行在線診斷的新方法。論文工作內(nèi)容包括： 1)搭建以AC6115(A/D)卡為核心的計算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，同步采集點(diǎn)焊過程中的焊接電流、焊接電壓、

3、電極位移信號，通過對上述信號的處理和分析表明：實(shí)時采集的焊接信號可以作為焊接故障分類和在線診斷的信息源。 2)針對實(shí)際生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的故障因素，如工件翹曲、電極軸向錯位、網(wǎng)壓波動和表面問題等，將故障狀態(tài)下的電極位移信號與正常焊接時的電極位移信號進(jìn)行比較，結(jié)果表明各種故障因素均引起了電極位移信號的奇異性變化，造成焊點(diǎn)質(zhì)量的變化。將這種奇異性變化作為點(diǎn)焊過程故障診斷的依據(jù)。 3)針對電極位移曲線，劃分熔核形成的不同階段，提取

4、位移曲線中能描述故障狀態(tài)下奇異性變化的特征參量，確定表征故障狀態(tài)的電極位移特征向量集合。 4)以焊接電流、焊接時間和電極間壓力為輸入向量，以電極位移的特征參量上升斜率V1、上升斜率V2、下降斜率V3、峰值位移sl和結(jié)束位移S2作為輸出向量，建立了基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電極位移曲線預(yù)測模型。將預(yù)測的電極位移特征參量作為判別依據(jù)，建立了點(diǎn)焊過程故障分類規(guī)則。建立的這種故障分類方法，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)焊過程嚴(yán)重故障和一般故障的分類。 5)