CN113634863A - 一种基于次级电流检测的电阻焊质量监控方法 - Google Patents
一种基于次级电流检测的电阻焊质量监控方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113634863A CN113634863A CN202110936319.5A CN202110936319A CN113634863A CN 113634863 A CN113634863 A CN 113634863A CN 202110936319 A CN202110936319 A CN 202110936319A CN 113634863 A CN113634863 A CN 113634863A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- value
- current
- welding
- time
- sampling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 65
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 9
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 5
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/36—Auxiliary equipment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Resistance Welding (AREA)
Abstract
本发明提供了一种基于次级电流检测的电阻焊质量监控方法，包括以下步骤：步骤S01：通过采样系统采集焊接时间T和焊接过程中的电流值数组IN；步骤S02：通过计算在焊接时间T内电流的均方根值，得到电流的有效值I，步骤S03：计算在焊接过程中的热量等效值W，W=W=I2*R*T；步骤S04：将I值或W值和设置的上下限阈值对比，如果超出范围则发出警报。本发明针对不同电流特性的电阻焊接设备，拥有广泛的自适应性，同时采用嵌入式采集，用软件算法替代传统的电流测试仪的复杂电路，有效降低了成本，使得电阻焊接大规模使用第三方电流热量监控成为可能，并且采用对于不同特性电流的自适应算法使得用户不需要对采集层面的参数做任何设置。
Description
技术领域
本发明属于电阻焊接工程领域，涉及一种基于次级电流检测的电阻焊质量监控方法。
背景技术
电阻焊接是基于大电流瞬时加热被焊工件的接触电阻从而产生融合的焊接技术，该技术优点是不需要辅助焊料，成本低，速度快；但该焊接技术的稳定性取决于焊接电流的稳定性。该稳定性分为电流数值大小和时间长短。焊接电流通常是数万安培的电流，如此大的电流一直是测试的难点，同时随着电阻焊接技术的发展，焊接电流的特性也出现了各种特征，如正弦交流、修正波交流、脉冲直流、直流、群脉冲直流等各种波形。对于如此大的（数万）安培级且种类众多的电流波形，目前没有相应的自适应的大电流检测设备，更没有基于大电流检测的焊接质量监控装置。
目前电流检测的常见方法是，电流互感器，霍尔传感器，罗氏线圈配积分器的方式。电流互感器通常是用于千安培以下交流电流的采集，霍尔传感器通常用于数千安培以下交直流电流的采集，罗氏线圈配积分器的方案通常应用在数万安培的交流正弦电流的采集场合。
发明内容
1.所要解决的技术问题：
在电阻焊接中，不同级别的电流采集需要对应的采集工具，没有相应的自适应的大电流检测设备，更没有基于大电流检测的焊接质量监控装置。
2.技术方案：
为了解决以上问题，本发明提供了一种基于次级电流检测的电阻焊质量监控方法，包括以下步骤：步骤S01：通过采样系统采集焊接时间T和焊接过程中的电流值数组IN；步骤S02：通过计算在焊接时间T内电流的均方根值，得到电流的有效值I，步骤S03：计算在焊接过程中的热量等效值W，W = W=I2*R*T；步骤S04：将I值或W值和设置的上下限阈值对比，如果超出范围则发出警报。
在步骤S01中，通过罗氏线圈采集被测电流数据，通过计时器采集焊接时间数据。
所述采样系统为嵌入式CPU和并行AD的采样系统。
所述罗氏线圈通过阻抗匹配，具备一致性。
在步骤S01中，在采集时间内并行采集多组罗氏线圈输出数据进行滤波算法，所述滤波算法为去除多个采样值当中的最大值和最小值，对剩余的值做平均数，得到采集时间内的电流微分值，再通过积分方式获取电流值，存入相应的采集数组IN。
采集焊接时间的方法为：对采样的电流值和设定的阈值进行比对，当大于设定阈值时，作为焊接的起始时标，记为TON，并记录到存储空间中，在焊接过程中，判断当前线圈采样值是否满足采集结束阈值，如果没有则更新计数器TP，将线圈的采样值记录保存到存储空间中；如满足采集结束阈值，则停止采集，计数器TP停止更新，获取TP计数值记为TOFF，根据T= TOFF-TON得到整个电流持续时间，也即焊接时间。如不满足启动阈值要求则将S01中存储的IN清零。
在步骤S04中，超过上限判定为超限报警，低于下限判定为欠限报警，上下限为客户根据实际产品工艺进行预设。
所述报警为独立蜂鸣器加独立LED灯组合方式配合液晶显示报警内容的方式。
3.有益效果：
本发明针对不同电流特性的电阻焊接设备，拥有广泛的自适应性。本发明采用嵌入式采集，用软件算法替代传统的电流测试仪的复杂电路，有效降低了成本，使得电阻焊接大规模使用第三方电流热量监控成为可能。本发明采用对于不同特性电流的自适应算法使得用户不需要对采集层面的参数做任何设置。本发明设计的装置基于大电流检测监测电阻焊接质量，对电流有效值或热量等效值超出预置报警上下限的焊接能够产生报警信号，方便用户筛选出不合格的焊接工件。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来对本发明进行详细说明。
如图1所示，一种基于次级电流检测的电阻焊质量监控方法，包括以下步骤：步骤S01：通过采样系统采集焊接时间T和焊接过程中的电流值数组IN；步骤S02：通过计算在焊接时间T内电流的均方根值，得到电流的有效值I，步骤S03：计算在焊接过程中的热量等效值W，W=I2*R*T；步骤S04：将I值或W值和设置的上下限阈值对比，如果超出范围则发出警报。
本发明通过采集焊接时间和焊接电流，得到热量等效值，通过将电流有效值和热量等效值与预置的报警上下限做对比，满足报警条件时产生报警信号，使得用户可以根据报警信号筛选出不合格的焊接工件，本发明采用对于不同特性电流的自适应算法使得用户不需要对采集层面的参数做任何设置，针对不同电流特性的电阻焊接设备，拥有广泛的自适应性。
在一个实施例中，通过罗氏线圈采集被测电流数据，选用适合匝比的罗氏线圈，匹配相应的线圈阻抗，由于罗氏线圈本质是空心电感，空心电感的电感值受电感的总长、截面面积、形状、电感线圈的绕制工艺的影响，尤其在不同批次不同生产厂家的产品中很难做到高一致性，而传统的罗氏线圈的使用方法都是罗氏线圈生产企业配置匹配的积分器，而在本应用中不需要使用硬件积分器环节，因此需要对采购的罗氏线圈做阻抗匹配，调整罗氏线圈的内阻，从而使得罗氏线圈具备高一致性。
在一个实施例中，采样系统为嵌入式CPU和并行AD的采样系统，本发明采用嵌入式采集，用软件算法替代传统的电流测试仪的复杂电路，有效降低了成本，使得电阻焊接大规模使用第三方电流热量监控成为可能。
罗氏线圈输出值高速采集，通过并行多路采集同源信号的方法为CPU提供快速滤波采样原始数据，CPU根据该组原始数据快速滤波计算获得精确采样值，该处理可以尽可能消除AD采样的系统误差，大大减少后续滤波时的计算强度，可靠地提高实时性。
在采集时间内并行采集多组罗氏线圈输出数据进行滤波算法，所述滤波算法为去除多个采样值当中的最大值和最小值，对剩余的值做平均数，得到采集时间内的电流微分值，再通过积分方式获取电流值，存入相应的采集数组IN。
所述的采集时间为10us，算成采集频率就是100khz。
在一个实施例中，采集焊接时间的方法为：对采样的电流值和设定的阈值进行比对，当大于设定阈值时，作为焊接的起始时标，记为TON，并记录到存储空间中，TON可具体实现为一个计数器清零的操作，该计数器计数长度为32位字长，足够支持焊接电流工作过程中的时间累计。
在焊接过程中，判断当前线圈采样值是否满足采集结束阈值，如果没有则更新计数器TP，将线圈的采样值记录保存到存储空间中；如满足采集结束阈值，则停止采集，计数器TP停止更新，获取TP计数值记为TOFF，根据T= TOFF-TON得到整个电流持续时间，也即焊接时间。
在步骤S02中，记录数据IN基于T时间做均方根运算，其中IN为采集数组，N的取值从0到本次采集结束点的计数值，
获取整个电流过程的有效值I。
基于实际应用场景，生产过程中同批次材料一致性很高，因此焊接过程中的接触电阻几乎一致，在电阻默认为一致的情况下，可以假设本次接触电阻的阻值为常数R，，根据公式W = I2*R*T获得本次焊接热量值，零件焊接中只要压力正常，材料批次相同，R可视为恒定常数，因此W可视为对于电阻R的等效值W=I2×T。
在步骤S04中，对获得的I和W做上下限比较，超过上限判定为超限报警，低于下限判定为欠限报警，上下限以用户预设的规范方式存于监控器中，使用时只需要根据实际产品的工艺选择即可，报警产生后运用声光报警和屏幕提示相配合的方式产生提示信息。声光报警为独立蜂鸣器加独立LED灯组合方式配合液晶显示报警内容的方式。出现超限报警时蜂鸣器鸣响，LED灯点亮，同时屏幕出现“超限报警”四个字，蜂鸣器鸣叫2秒后停止，LED灯则一直维持到下个焊接符合检测规范为止，屏幕字样和LED显示时间同步。出现欠限报警类似动作，区别在于屏幕显示“欠限报警”字样。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。
Claims (10)
1.一种基于次级电流检测的电阻焊质量监控方法，包括以下步骤：步骤S01：通过采样系统采集焊接时间T和焊接过程中的电流值数组IN；步骤S02：通过计算在焊接时间T内电流的均方根值，得到电流的有效值I，步骤S03：计算在焊接过程中的热量等效值W，W=I2*R*T；步骤S04：将I值或W值和设置的上下限阈值对比，如果超出范围则发出警报。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤S01中，通过罗氏线圈采集被测电流数据，通过计时器采集焊接时间数据。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述计时器的计数长度为32位字长。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述采样系统为嵌入式CPU和并行AD的采样系统。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述罗氏线圈通过阻抗匹配，具备一致性。
6.如权利要求1-5任一项权利要求所述的方法，其特征在于：在步骤S01中，在采集时间内并行采集多组罗氏线圈输出数据进行滤波算法，所述滤波算法为去除多个采样值当中的最大值和最小值，对剩余的值做平均数，得到采集时间内的电流微分值，再通过积分方式获取电流值，存入相应的采集数组IN。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：采集时间为10us。
8.如权利要求1-5任一项权利要求所述的方法，其特征在于：采集焊接时间的方法为：对采样的电流值和设定的阈值进行比对，当大于设定阈值时，作为焊接的起始时标，记为TON，并记录到存储空间中，在焊接过程中，判断当前线圈采样值是否满足采集结束阈值，如果没有则更新计数器TP，将线圈的采样值记录保存到存储空间中；如满足采集结束阈值，则停止采集，计数器TP停止更新，获取TP计数值记为TOFF，根据T= TOFF-TON得到整个电流持续时间，也即焊接时间。
9.如权利要求1-5任一项权利要求所述的方法，其特征在于：在步骤S04中，超过上限判定为超限报警，低于下限判定为欠限报警，上下限为客户根据实际产品工艺进行预设。
10.如权利要求1-5任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述报警为独立蜂鸣器加独立LED灯组合方式配合液晶显示报警内容的方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110936319.5A CN113634863A (zh) | 2021-08-16 | 2021-08-16 | 一种基于次级电流检测的电阻焊质量监控方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110936319.5A CN113634863A (zh) | 2021-08-16 | 2021-08-16 | 一种基于次级电流检测的电阻焊质量监控方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113634863A true CN113634863A (zh) | 2021-11-12 |
Family
ID=78421947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110936319.5A Pending CN113634863A (zh) | 2021-08-16 | 2021-08-16 | 一种基于次级电流检测的电阻焊质量监控方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113634863A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116345399A (zh) * | 2023-05-31 | 2023-06-27 | 深圳中宝新材科技有限公司 | 基于智能键合金丝焊接设备的过电流自动保护方法及装置 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5913585A (ja) * | 1982-07-15 | 1984-01-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 抵抗溶接良否判別方法 |
| EP0256183A1 (en) * | 1986-08-15 | 1988-02-24 | Dynamic Systems Inc. | RMS current determination by sampling current differential |
| JPS63299871A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-07 | Miyachi Electric Co | 抵抗溶接制御装置及び抵抗溶接監視装置 |
| US5866866A (en) * | 1995-09-20 | 1999-02-02 | Miyachi Technos Corporation | Inverter seam resistance welding electric power supply apparatus |
| JP2000301348A (ja) * | 1999-04-26 | 2000-10-31 | Dengensha Mfg Co Ltd | 抵抗溶接機用電流制御方法と装置 |
| CN201098775Y (zh) * | 2007-09-13 | 2008-08-13 | 上海梅达焊接设备有限公司 | 监测焊接设备状态的系统 |
| CN204913048U (zh) * | 2015-09-11 | 2015-12-30 | 沈阳科威电气设备有限公司 | 电阻焊二次电流检测系统 |
| JP2020075265A (ja) * | 2018-11-06 | 2020-05-21 | マツダ株式会社 | 抵抗溶接装置及びそれを用いた抵抗溶接方法 |
| JP2020093287A (ja) * | 2018-12-13 | 2020-06-18 | 本田技研工業株式会社 | 抵抗溶接評価装置及び抵抗溶接評価方法 |
| CN111579853A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-08-25 | 国家电网有限公司 | 一种Rogowski线圈的纯软件积分算法的装置及方法 |
-
2021
- 2021-08-16 CN CN202110936319.5A patent/CN113634863A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5913585A (ja) * | 1982-07-15 | 1984-01-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 抵抗溶接良否判別方法 |
| EP0256183A1 (en) * | 1986-08-15 | 1988-02-24 | Dynamic Systems Inc. | RMS current determination by sampling current differential |
| JPS63299871A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-07 | Miyachi Electric Co | 抵抗溶接制御装置及び抵抗溶接監視装置 |
| US5866866A (en) * | 1995-09-20 | 1999-02-02 | Miyachi Technos Corporation | Inverter seam resistance welding electric power supply apparatus |
| JP2000301348A (ja) * | 1999-04-26 | 2000-10-31 | Dengensha Mfg Co Ltd | 抵抗溶接機用電流制御方法と装置 |
| CN201098775Y (zh) * | 2007-09-13 | 2008-08-13 | 上海梅达焊接设备有限公司 | 监测焊接设备状态的系统 |
| CN204913048U (zh) * | 2015-09-11 | 2015-12-30 | 沈阳科威电气设备有限公司 | 电阻焊二次电流检测系统 |
| JP2020075265A (ja) * | 2018-11-06 | 2020-05-21 | マツダ株式会社 | 抵抗溶接装置及びそれを用いた抵抗溶接方法 |
| JP2020093287A (ja) * | 2018-12-13 | 2020-06-18 | 本田技研工業株式会社 | 抵抗溶接評価装置及び抵抗溶接評価方法 |
| CN111318796A (zh) * | 2018-12-13 | 2020-06-23 | 本田技研工业株式会社 | 电阻焊评价装置和电阻焊评价方法 |
| CN111579853A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-08-25 | 国家电网有限公司 | 一种Rogowski线圈的纯软件积分算法的装置及方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 曾庆东等: "电阻焊焊机微机监测与控制系统", 《辽宁工学院学报》 * |
| 谭义明，吴禄，赵亚光，贺耀华: "电阻焊多参数监测仪研制", 《航空制造技术》 * |
| 陈益平等: "次级整流电阻焊焊接电流有效值的检测", 《航空工程与维修》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116345399A (zh) * | 2023-05-31 | 2023-06-27 | 深圳中宝新材科技有限公司 | 基于智能键合金丝焊接设备的过电流自动保护方法及装置 |
| CN116345399B (zh) * | 2023-05-31 | 2023-08-22 | 深圳中宝新材科技有限公司 | 基于智能键合金丝焊接设备的过电流自动保护方法及装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106990324B (zh) | 一种配电网接地故障检测定位方法 | |
| CN113634863A (zh) | 一种基于次级电流检测的电阻焊质量监控方法 | |
| CN105259527B (zh) | 一种对不同紫外成像仪检测结果进行校准的测试方法 | |
| CN105718748B (zh) | 一种在线监测数据处理方法 | |
| CN111025022B (zh) | 一种变压器短路故障定位检测方法及系统 | |
| CN109975716A (zh) | 一种锂离子电池内阻波动的检测方法 | |
| CN106405280A (zh) | 一种智能变电站在线监测参数趋势预警方法 | |
| CN111830438B (zh) | 一种变压器故障检测方法及变压器 | |
| CN113406502A (zh) | 基于机器学习的缺陷电池筛选方法、设备及介质 | |
| CN109507558A (zh) | 一种含铁芯线圈的匝绝缘缺陷定位方法、装置及系统 | |
| CN109738686B (zh) | 一种电力系统暂态过电压快速判别方法及装置 | |
| CN104714100B (zh) | 一种用于含水量分析的绝缘电阻测量数据处理方法 | |
| CN109457276B (zh) | 一种电极短路检测方法及系统 | |
| CN116366756A (zh) | 一种手机智能化测试运行监控系统 | |
| WO2017161870A1 (zh) | 一种频率调节的方法及装置 | |
| CN209087095U (zh) | 一种用电安全探测器 | |
| CN116976754B (zh) | 一种高精度电容测量方法 | |
| TW202227842A (zh) | 一種晶片測試機測量晶片內阻的方法 | |
| CN114167246B (zh) | 防雷元件测试仪检定参数电压上升速率的测量方法及评估 | |
| CN111861974B (zh) | 应用大数据服务器的分布均匀等级测量方法 | |
| CN218974449U (zh) | 一种信号采集电路及信号采集装置 | |
| CN212433315U (zh) | 电子枪放电信号的检测与收集系统 | |
| CN118091520B (zh) | 一种10us方波浪涌测试设备智能调控方法及系统 | |
| CN113820570B (zh) | 基于三角波宽度比和双门限设定的弧光放电故障识别方法 | |
| CN118091300B (zh) | 基于数据分析的贴片电阻故障诊断方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211112 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |