CN101862888B - 轿车车身电阻点焊工艺自动化监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轿车车身电阻点焊工艺自动化监控系统，由硬件和软件系统实现，其特征在于：硬件终端采集显示装置由两部分组成，即点焊机监控器主机和焊接运算后实际参数显示分机；其中点焊监控器主机上安装有霍尔传感器采集电参数，执行焊接过程中电参数的采集处理，并具备将处理后的数据结果上传网络上微机进行再处理；具有如下优点：不停止生产进程，同时使得每个焊点的质量都有可追溯性；可以即时反馈出焊点质量状态，通过语音及时告知操作人员，在焊接过程中通过跟踪和控制电流补偿消减焊接开焊缺陷的发生；及时告知操作人员修锉电极，实现对电极端面状态的管理减少焊接质量缺陷；并且系统为生产管理目视化提供了服务。

Description

轿车车身电阻点焊工艺自动化监控方法

技术领域

本发明涉及一种轿车车身电阻点焊工艺自动化监控方法，是针对轿车车身生产过程中杜绝点焊焊接工艺的漏焊、开焊的焊接质量缺陷，属于轿车整车监控领域。

背景技术

车身是轿车整车重要的一个组成部分，车身制造质量的好坏直接影响到轿车的使用寿命。车身装焊质量取决于以电阻点焊工艺为主的（约占轿车白车身焊接工艺的96%）焊接工艺，但是焊接过程中，点焊质量受到电网电压波动、压缩空气气压波动、焊接回路阻抗、人为操作等多个复杂因素影响，容易出现质量缺陷，主要表现为焊点的开焊和漏焊。通过同行业内检索，当前国内外汽车行业普遍采用焊后抽检，方法包括：人为破坏性检查的损坏性监检测，采用仪器实施声发射控制、红外检测等无损检测，以上检测受到检测人员技术、检测设备昂贵、检测工艺复杂，检测周期长等因素制约，无法及时反馈出产品质量状态。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轿车车身电阻点焊工艺自动化监控方法，是一种全新的检测手段，具有如下优点：⑴无损伤在线逐个焊点的质量状态确认和记录，不停止生产进程，同时使得每个焊点的质量都有可追溯性；⑵可以即时反馈出焊点质量状态，通过语音及时告知操作人员，在线弥补焊接缺陷；⑶在焊接过程中通过跟踪和控制电流补偿消减焊接开焊缺陷的发生；⑷及时告知操作人员修锉电极，实现对电极端面状态的管理减少焊接质量缺陷；并且系统为生产管理目视化提供了服务。

本发明的技术方案是这样实现的：轿车车身电阻点焊工艺自动化监控方法，由硬件和软件系统实现，其特征在于：硬件终端采集显示装置由两部分组成，即点焊机监控器和硬件系统的窗口；其中点焊机监控器上安装有霍尔传感器采集电参数，执行焊接过程中电参数的采集处理，并具备将处理后的数据结果经网络上传给微机进行再处理；

其具体步骤如下：

（1）首先将焊接工件放置在夹具上定位，夹具在人为操作下闭合后，工件的各处定位点被夹紧，系统获得了夹具夹紧到位传感器的信号后，开始准备对开始出现的焊接过程进行监控，其分步如下：首先调取设定完成的数据，确认焊枪应该采用哪一组焊接工艺参数开始对工件施加焊接电流，并通过硬件系统开始执行这一指令，当操作人员使用焊枪开始焊接第一个焊点时，焊接的实际电参数被传输到系统的终端采集处理器中即点焊机监控器，通过运算，在该焊点完成后的0.01秒后即显示在硬件系统的窗口上，同时对这一焊点的质量判断也有了结果，如果不符合质量确认，系统立刻触发内部语音，提示操作人员进行质量检查和现场补救，包括通过显示的导通角数值判断焊接电缆状态，同时作为报告经网络上传微机，并将获得的数据进行记录、存储，以备调用候查；如果各项参数符合质量要求，立刻记入合格焊点显示数量，并准备对下一焊点进行监测，以此类推，当操作人员操作焊枪焊接完成这一工件后，操作人员“人为”操作打开夹具开关，此时的系统立刻完成对所有设定系数的扫描；如果此时，该夹具工位所有焊枪都正确的完成了焊接点数的工作，将出现所有的点焊机监控器显示工件完成数值显示界面正计数加一，电极修锉数值显示界面反计数减1处理，如果此时电极修锉数值出现设定值，按归零处理，系统会及时的输出语音，告知操作人员修锉电极和做质量的半破坏检查，并准备对下一轮该修锉的电极进行倒计数；同时，系统会输出指令，控制焊机完成对焊接电流补偿的归零处理；（2）当出现工作人员或现场管理人员需要对焊接各系数关系、质量报警情况进行修改和查询时，此时夹具不可以闭合，需要查询和修改系数的人员可以通过两个途径完成其工作：其一，点焊机监控器的人机界面按键组合和LED显示部分配合使用，可以调取记录和修改相关的系数；其二：进入上微机用户识别窗口，通过认证识别后，进入基于LabVIEW软件设计的界面，进行相关的数据查询和修改相关系统的系数。

所述的点焊机监控器监控焊接过程包括焊机原边电压、原边电流、电极间电压参数，推算出焊接过程的动态电阻、导通角、焊接周波数，记录并可以在线逐个焊点进行质量状态确认，并且配合车辆数、焊点数记录，使得每个焊点的质量都可追溯。

本发明的有益效果是其采用通用性好的霍尔传感器采集电参数，以高速运算单片机为硬件，开发出一套适合于工业现场使用的数字化电阻点焊数据采集系统，与以上无损抽检方法比较具有如下优点：⑴在线逐个焊点的质量状态确认，使得每个焊点的质量都有可追溯性。⑵可以即时反馈出焊点质量在线弥补缺陷；⑶在焊接过程中通过控制电流补偿消减焊接缺陷的发生；⑷通过对电极端面状态的管理减少焊接质量缺陷；设备造价低廉。

附图说明

图1为本发明系统关系流程图。

图 2为采集处理子程序框图。

图3系统输出控制子程序框图。

图4、图5为系统主程序框图。

图6为显示子程序。

图7为焊接数据采集到后的比对存储子程序。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：轿车车身电阻点焊工艺自动化监控方法，由硬件和软件系统实现，其特征在于：硬件终端采集显示装置由两部分组成，即点焊机监控器和硬件系统的窗口；其中点焊机监控器上安装有霍尔传感器采集电参数，执行焊接过程中电参数的采集处理，并具备将处理后的数据结果经网络上传给微机进行再处理；

其具体步骤如下：

（1）首先将焊接工件放置在夹具上定位，夹具在人为操作下闭合后，工件的各处定位点被夹紧，系统获得了夹具夹紧到位传感器的信号后，开始准备对开始出现的焊接过程进行监控，其分步如下：首先调取设定完成的数据，确认焊枪应该采用哪一组焊接工艺参数开始对工件施加焊接电流，并通过硬件系统开始执行这一指令，当操作人员使用焊枪开始焊接第一个焊点时，焊接的实际电参数被传输到系统的终端采集处理器中即点焊机监控器，通过运算，在该焊点完成后的0.01秒后即显示在硬件系统的窗口上，同时对这一焊点的质量判断也有了结果，如果不符合质量确认，系统立刻触发内部语音，提示操作人员进行质量检查和现场补救，包括通过显示的导通角数值判断焊接电缆状态，同时作为报告经网络上传微机，并将获得的数据进行记录、存储，以备调用候查；如果各项参数符合质量要求，立刻记入合格焊点显示数量，并准备对下一焊点进行监测，以此类推，当操作人员操作焊枪焊接完成这一工件后，操作人员“人为”操作打开夹具开关，此时的系统立刻完成对所有设定系数的扫描；如果此时，该夹具工位所有焊枪都正确的完成了焊接点数的工作，将出现所有的点焊机监控器显示工件完成数值显示界面正计数加一，电极修锉数值显示界面反计数减1处理，如果此时电极修锉数值出现设定值，按归零处理，系统会及时的输出语音，告知操作人员修锉电极和做质量的半破坏检查，并准备对下一轮该修锉的电极进行倒计数；同时，系统会输出指令，控制焊机完成对焊接电流补偿的归零处理；（2）当出现工作人员或现场管理人员需要对焊接各系数关系、质量报警情况进行修改和查询时，此时夹具不可以闭合，需要查询和修改系数的人员可以通过两个途径完成其工作：其一，点焊机监控器的人机界面按键组合和LED显示部分配合使用，可以调取记录和修改相关的系数；其二：进入上微机用户识别窗口，通过认证识别后，进入基于LabVIEW软件设计的界面，进行相关的数据查询和修改相关系统的系数。

所述的点焊机监控器监控焊接过程包括焊机原边电压、原边电流、电极间电压参数，推算出焊接过程的动态电阻、导通角、焊接周波数，记录并可以在线逐个焊点进行质量状态确认，并且配合车辆数、焊点数记录，使得每个焊点的质量都可追溯。

如图1所示，为了更好的控制焊接质量，系统首先尽可能多的检测到那些与点焊质量有关的参数，其次是找到这些参数与点焊质量的关系，即提取对象特征信息。同时要有标准的工艺参数值，来对一次焊接过程的参数值进行校对分析，来评估焊接过程的稳定性，最终获得点焊质量的有效描述。方案分两个阶段进行。第一阶段：采集生产现场每一个点焊的工艺参数信息并存储到数据库，然后根据点焊质量进行数据分析，找到此焊点的最佳工艺参数，建立每一个焊点的基准工艺参数数据库。第二阶段是系统根据每一个焊点的基准参数对点焊过程进行点焊过程的在线质量监控。

如图 2所示焊接数据以模拟量采集后经过AD转换为数字信号后，在系统中进行处理。如图3所示，系统分析后经过DA转换为模拟量对焊接进行控制。如图4、图5所示的系统主程序框图；为减轻系统计算和上传数据压力，在夹具未关闭过程中，系统处于休眠状态，当夹具关闭后，车型识别传感器检索信号上传系统，系统识别当前焊接的工件车型为一或二，然后调用相配套的数据库资源，以焊接一车型为例：当系统识别到当前为焊接一车型后，焊接一车型数据采集采集后数据调用图2所示的子程序，数据经过处理分析后，与标准数据库比对，结果不符合将触发焊接电流报警，符合标准计入合格焊点数量，同时上传微机备案，此时焊点数加一处理同时，焊接电流补偿步增进行减一处理第一组工艺参数减一并根据调用的数据库判断是否需要跳转为工艺参数二，以此类推完成二十组焊接参数的自动跳转，当所有组数焊接完成后，调用工作完成系数进行后续程序判断，此时夹具打开确认完成一个工件的焊接，并判断完成，如工作完成系数确认没有按照数据库资料完成一次完整的工件焊接将调用报警子程序，发出语音告知报警，已完成的将计入工件（车辆数）加一，同时半破坏数减一，当半破坏减至系数清零时，调用半破坏语音告知子程序，发出半破坏提示语音并等待下一次的焊接工作。此时如出现与数据库资料比对多计入数量工作，步增系数会调用步增语音报警提示关闭夹具，此时按动取反功能键四秒钟调用取反成功语音告知，同时工艺计数加一实现步增同步，如此时打开夹具按动取反功能按键四秒钟，将完成所有数据的复位清零，数据库中的数据除外。并等待下一次夹具关闭和焊接的开始。如图6所示的显示子程序，所有显示界面的移位寄存都将调用该子程序。如图7所示所有上述描述的数据调用存储都将按照该步骤，完成，即数据地址、数据内容长程度、交换标志等执行。并完成与上微机数据交换。

Claims (1)

1.轿车车身电阻点焊工艺自动化监控方法，由硬件和软件系统实现，其特征在于：硬件终端采集显示装置由两部分组成，即点焊机监控器和硬件系统的窗口；其中点焊机监控器上安装有霍尔传感器采集电参数，执行焊接过程中电参数的采集处理，并将处理后的数据结果经网络上传给上微机进行再处理；

其具体步骤如下：

（1）首先将焊接工件放置在夹具上定位，夹具在人为操作下闭合后，工件的各处定位点被夹紧，系统获得了夹具夹紧到位传感器的信号后，开始准备对开始出现的焊接过程进行监控，其分步如下：首先调取设定完成的数据，确认焊枪应该采用哪一组焊接工艺参数开始对工件施加焊接电流，并通过硬件系统开始执行这一指令，当操作人员使用焊枪开始焊接第一个焊点时，焊接的实际电参数被传输到系统的终端采集处理器中即点焊机监控器，通过运算，在该焊点完成后的0.01秒后即显示在硬件系统的窗口上，同时对这一焊点的质量判断也有了结果，如果不符合质量确认，系统立刻触发内部语音，提示操作人员进行质量检查和现场补救，包括通过显示的导通角数值判断焊接电缆状态，同时作为报告经网络上传上微机，并将获得的数据进行记录、存储，以备调用候查；如果各项参数符合质量要求，立刻记入合格焊点显示数量，并准备对下一焊点进行监测，以此类推，当操作人员操作焊枪焊接完成这一工件后，操作人员“人为”操作打开夹具开关，此时的系统立刻完成对所有设定系数的扫描；如果此时，该夹具工位所有焊枪都正确的完成了焊接点数的工作，将出现所有的点焊机监控器显示工件完成数值显示界面正计数加一，电极修锉数值显示界面反计数减1处理，如果此时电极修锉数值出现设定值，按归零处理，系统会及时的输出语音，告知操作人员修锉电极和做质量的半破坏检查，并准备对下一轮该修锉的电极进行倒计数；同时，系统会输出指令，控制焊机完成对焊接电流补偿的归零处理；（2）当出现工艺人员或现场管理人员需要对焊接各系数关系、质量报警情况进行修改和查询时，此时夹具不可以闭合，需要查询和修改系数的人员可以通过两个途径完成其工作：其一，点焊机监控器的人机界面按键组合和LED显示部分配合使用，可以调取记录和修改相关的系数；其二：进入上微机用户识别窗口，通过认证识别后，进入基于LabVIEW软件设计的界面，进行相关的数据查询和修改相关系统的系数。

2. 根据权利要求1所述的轿车车身电阻点焊工艺自动化监控方法，其特征在于所述的点焊过程中的监控参数包括焊机原边电压、原边电流、电极间电压参数，推算出焊接过程的动态电阻、导通角、焊接周波数，记录并可以在线逐个焊点进行质量状态确认，并且配合车辆数、焊点数记录，使得每个焊点的质量都可追溯。

Images