CN114769826A

CN114769826A - 电阻点焊监控系统、方法及其应用

Info

Publication number: CN114769826A
Application number: CN202210321609.3A
Authority: CN
Inventors: 曹彪; 林智楠; 黄增好; 曾家铨
Original assignee: GUANGZHOU JINGYUAN ELECTRICAL EQUIPMENT CO Ltd; South China University of Technology SCUT
Current assignee: GUANGZHOU JINGYUAN ELECTRICAL EQUIPMENT CO Ltd; South China University of Technology SCUT
Priority date: 2022-03-30
Filing date: 2022-03-30
Publication date: 2022-07-22
Anticipated expiration: 2042-03-30
Also published as: CN114769826B

Abstract

本发明公开了一种电阻点焊监控系统、方法及其应用。该系统包括传感器单元、调理电路单元、控制单元，传感器单元用于采集电阻点焊过程的焊接电流、焊接电压、电极压力、电极位移的点焊信号，传感器单元与调理电路单元电性连接，调理电路单元用于处理传感器单元相应采集到的点焊信号后输入控制单元，调理电路单元与控制单元电性连接，控制单元用于处理点焊信号对应的数据并判断电阻点焊的质量，控制单元设有包络线监测功能。本发明相比现有技术，无需与上位机进行通信，避免了数据丢包问题，通过包络线监测和动态时间规整算法衡量相似度实现动态监测点焊过程的质量。

Description

电阻点焊监控系统、方法及其应用

技术领域

本发明属于焊接工艺的技术领域，具体涉及一种电阻点焊监控系统、方法及其应用。

背景技术

在工程上，电极磨损、焊接材料差异、装配间隙变化以及工件表面污染等情况都会导致电阻点焊过程，特别是漆包线电阻点焊过程的质量不稳定。由于点焊过程的不可视性，现有技术是通过监测点焊过程的物理信息间接推断点焊质量结果。

目前，对电阻点焊主要利用焊接电流、焊接电压及动态电阻等来判断点焊的质量。现有技术中，监测电阻点焊质量的技术方案多以上位机结合信息采集设备的形式为主，信息采集设备实时监测点焊过程物理信息并传输至上位机，借助上位机的计算能力对数据通过设定的算法进行质量评估。现有技术中常用的算法多为直接比较所监测的单一的点焊过程物理信息的统计特征是否符合设定的情况，部分算法则使用神经网络来处理点焊过程生成的物理信息所形成的数据。

但是，直接使用单一物理信息容易造成信息遗漏或误判导致对点焊质量做出错误评估。此外，采用神经网络来处理点焊过程物理信息的数据则会存在延时较高的问题，难以在生产过程中达到实时监测的效果。另一方面，现有以上位机结合信息采集设备往往需要占用较大的空间不方便携带，也容易因通信问题引起数据丢失。

发明内容

为了克服现有技术存在的一个或者多个缺陷与不足，本发明的第一目的在于提供一种电阻点焊监控系统，第二目的在于提供一种电阻点焊监控方法，第三目的在于提供一种第二目的中电阻点焊监控方法在漆包线电阻点焊上的应用，第四目的在于提供另一种第二目的中电阻点焊监控方法在漆包线电阻点焊上的应用，通过对点焊过程的分析实现现场实时监控点焊质量的效果。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种电阻点焊监控系统，包括依次电性连接的传感器单元、调理电路单元、控制单元；

传感器单元用于采集点焊过程的点焊信号并传送到调理电路单元；

调理电路单元用于将点焊信号进行处理后输出入控制单元；

控制单元用于将输入的点焊信号转换为相应的数据，通过处理数据进行点焊质量监控；

控制单元包括质量监控模块，质量监控模块用于通过包络线监测处理传感器单元所采集点焊信号的数据来判断电阻点焊过程的质量是否合格，和/或通过动态时间规整算法衡量点焊过程的相似度来判断电阻点焊过程的质量是否合格。

优选地，质量监控模块还用于根据多个质量合格的点焊过程的数据生成表示点焊过程质量合格的基准曲线。

进一步地，传感器单元包括电流传感器、电压传感器、压力传感器、位移传感器；

调理电路单元包括电流调理电路、电压调理电路、压力调理电路、位移调理电路；电流调理电路、电压调理电路、压力调理电路、位移调理电路分别与控制单元电性连接；

电流传感器与电流调理电路电性连接，电压传感器与电压调理电路电性连接，压力传感器与压力调理电路电性连接，位移传感器与位移调理电路电性连接；

电流传感器、电压传感器、压力传感器、位移传感器分别用于采集电流、电压、电极压力、电极位移的点焊信号，电流调理电路、电压调理电路、压力调理电路、位移调理电路分别用于对电流信号、电压信号、电极压力信号、电极位移信号进行处理；

质量监控模块用于根据电流、电压、电极压力、电极位移对应的数据进行包络线监测处理和/或动态时间规整算法衡量相似度处理，然后判断电阻点焊过程的质量是否合格。

更进一步地，控制单元还包括采样模块、数据存储模块；

采样模块分别与电流调理电路、电压调理电路、压力调理电路、位移调理电路电性连接，采样模块用于根据设定的采样频率将点焊信号转换为相应类型的数据；

数据存储模块分别与采样模块、质量监控模块电性连接。

再进一步地，包络线监测的过程包括：

设定多个质量合格的点焊过程；

对多个质量合格的点焊过程的对应数据进行求和后计算平均值形成基准曲线，然后为基准曲线叠加设定的上限和下限从而形成包络线；

将本次点焊过程形成的焊接曲线与包络线进行比对，判断本次点焊过程形成的焊接曲线是否落入包络线的范围内；若落入，则本次点焊过程的质量合格；若没落入，则本次点焊过程的质量不合格。

再进一步地，动态时间规整算法衡量点焊过程的相似度的过程包括：

将本次点焊过程的对应数据与本次焊接前多个质量合格的点焊过程的对应数据进行基于时间序列的动态时间规整，通过计算多个时间序列之间的规整距离最小路径，由规整距离最小路径计算相似度均值并设定其误差的阈值；

判断相似度均值是否超出误差的阈值；若超出，则本次点焊过程的质量不合格；若没有超出，则本次点焊过程的质量合格。

一种电阻点焊监控方法，包括前述任一项的电阻点焊监控系统，电阻点焊监控方法的步骤如下：

设定电阻点焊过程包络线的上限和下限；各传感器分别采集对应信号后，单片机根据多个质量合格的点焊过程对应的数据，计算形成基准曲线，基准曲线与设定的上限和下限叠加得到包络线；

进行单次点焊的包络线监测，判断本次点焊的焊接曲线是否落入包络线的范围内；若落入，则判定本次点焊过程质量合格，然后将本次点焊过程的数据用于更新基准曲线及包络线；若没落入，则判定本次点焊过程质量不合格。

优选地，电阻点焊监控方法的步骤还包括：

当本次点焊的焊接曲线落入包络线范围内时，计算动态时间规整算法衡量本次点焊的焊接曲线与多个质量合格的点焊过程的焊接曲线的相似度均值是否超过设定的阈值；

若超过，则判定本次点焊过程的质量不合格；若没超过，则判定本次点焊过程的质量合格，然后将本次点焊过程的数据用于更新基准曲线及包络线。

一种电阻点焊监控方法在漆包线电阻点焊上的应用，包括前述的电阻点焊监控方法，应用具体包括：在对点焊过程进行包络线监测时，若点焊过程对应电极压力的焊接曲线超出包络线的范围、或由电流和电压计算得到动态电阻的焊接曲线超出包络线的范围，则相应判断出现漆包线脱离焊盘、焊接电源的电极直接接触焊盘的异常现象。

一种电阻点焊监控方法在漆包线电阻点焊上的应用，包括前述的电阻点焊监控方法，应用具体包括：在对点焊过程进行点焊过程相似度衡量时，若点焊过程对应的动态电阻的焊接曲线与本次焊点前多个质量合格的点焊过程的焊接曲线相似度均值差异超出设定阈值，则判断出现绝缘漆未熔化无法正常形成焊点的异常现象。

本发明的技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：

通过对焊接电流、电压、电极压力和电极位移等物理信息在单片机上实现包络线监测和相似度均值判断，用于实时判别点焊质量情况，同时实现在点焊过程中进行动态更新用于质量监控的基准曲线及包络线，使得监控动态适应生产现场由于电极磨损、热积累等因素导致点焊信号渐变，从而避免对点焊质量的误判；相比现有技术主要采用上位机与信号采集设备结合的方案，本发明可在生产现场无需依赖于上位机快速实现点焊质量监控，无需在信号采集后需要通过额外通信方式传输数据到上位机，方便现场实时管控焊点质量，也避免了数据丢包的问题；相比现有技术，本发明利用包络线监测和利用动态时间规整算法的相似度均值监测点焊过程，结合对基准曲线和包络线的动态更新，可较好反映点焊过程中多种类型的异常现象，实现对点焊过程的质量监控功能。

附图说明

图1为本发明的一种电阻点焊监控系统的结构框图；

图2为图1中传感器单元、调理电路单元与控制单元的电路结构框图；

图3为基于图1中电阻点焊监控系统的一种电阻点焊监控方法的流程图；

图4为基于图3中电阻点焊监控方法的进一步改进的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及其优点更加清楚明白，以下结合附图及其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例的一种电阻点焊监控系统包括传感器单元、调理电路单元、控制单元和外设电路单元。传感器单元用于采集电阻点焊过程的焊接电流、焊接电压、电极压力、电极位移点焊信号，传感器单元与调理电路单元电性连接。调理电路单元用于处理传感器单元相应采集到的物理信号后输入控制单元，调理电路单元与控制单元电性连接，调理电路单元用于接入外部焊接电源。控制单元用于处理物理信号对应的数据并判断电阻点焊的质量，控制单元与外设电路单元电性连接。外设电路单元用于进行供电、显示数据、对外数据交互、对外通信。

传感器单元包括电流传感器、电压传感器、压力传感器和位移传感器，分别对应采集点焊过程的焊接电流、焊接电压、电极压力、电极位移点焊信号。电流传感器具体类型优选为Rs10k型罗氏线圈、电压传感器具体类型优选为双绞线电压传感器、压力传感器具体类型优选为DYHW-113型应变片式压力传感器、位移传感器具体类型优选为线性可变差动变压器(LVDT位移传感器)。电流传感器、电压传感器、压力传感器和位移传感器均分别与调理电路单元电性连接，用于分别传输相应的物理信号。

控制单元通过在MCU硬件内设置可执行程序来实现质量监控的功能。控制单元采用高性能单片机以实现对数据的快速处理，通过烧录用于电阻点焊质量监控的可执行程序，从而在单片机内集成采样模块、存储模块和质量监控模块。采样模块用于对物理信号进行采样转换为对应的数据，采样模块分别与调理电路单元和存储模块电性连接。存储模块用于存储电流、电压、电极压力和电极位移的数据。质量监控模块用于执行电阻点焊质量监控的程序，将数据输入可执行程序中运行得到相应的电阻点焊质量监控的结果，判断电阻点焊的质量是否在设定范围内。单片机在接受传感器采集到的物理信号时，基于奈奎斯特采样定理设置采样频率为40kHz，对于逆变频率低于20kHz的焊接电源则完整保留信号，从而将物理信号转换为对应的数据，为获得更好的数据精度，单片机采用稳定的内部参考电压作为物理信号进行A/D转换的参考电压。

由于单次电阻点焊的过程实际是上经过一个短暂的时长，点焊过程的各类点焊信号与点焊的加热、变形及焊点形成相关联，单次点焊的各阶段有其相对应的特征，因此每次点焊过程所采集到的点焊信号均可以表示为一段在时间上的短曲线。本实施例优选在质量监控模块中，电阻点焊质量监控的可执行程序具体采用包络线监测来实现对电阻点焊过程的不同类型物理信号进行质量监控。本实施例还优选在包络线监测的基础上利用动态时间规整算法(DTW)衡量不同焊点在电阻点焊过程相似度的方式来进一步优化电阻点焊质量监控的过程。

包络线监测的过程为：记录本次点焊前质量合格的点焊过程对应的数据，并计算这些数据于各自时间点的均值，由此形成基准曲线，计算公式为：

其中，t表示每次点焊时对应的时刻，此处的i表示多个合格点焊过程的数据，N_c表示合格焊点的总数且最大值为100，f(i,t)表示不同焊点的点焊信号在t时刻上对应的数值，f_m(t)表示基准曲线；再接着，为基准曲线设置一个可接受的上下限波动范围从而形成点焊质量合格包络线；监测本次点焊与前述基准曲线相同类型点焊信号对应的数据得到本次点焊的焊接曲线；最后判断本次点焊的焊接曲线是否落入前述包络线的范围内。包络线监测能反映出在固定工艺参数的情况下，批量焊接同一批次工件所表现出来的共同特征。为使包络线监测灵活性更高，在判定本次点焊合格时，监测的过程数据加入新的基准曲线及包络线，从而在连续生产过程中避免由于电极磨损导致曲线逐渐偏移而产生质量误判的问题，进一步提高质量监控的准确性。

动态时间规整算法(DTW)衡量不同焊点在电阻点焊过程相似度的过程为：首先，列出两个焊点之间点焊过程的某个类型信号的时间序列分别为X＝(x₁,x₂,…,x_i,…x_m)、Y＝(y₁,y₂,…,y_j,…y_n)，其中x和y表示取值，此处的i和j分别为X和Y的时间节点，m和n表示X和Y的最大个数；接着，根据下式计算动态时间规整的路径值：

f(i,j)＝d(x_i,y_j)+min{f(i-1,j),f(i,j-1),f(i-1,j-1)}

其中，d(x_i,y_j)表示x和y之间的欧氏距离，f(i,j)表示本时刻的路径值；然后，列出动态时间规整的全部路径如下：

L＝(l₁,l₂,…l_K),K∈[max(n,m),m+n-1]

其中，L＝(l₁,l₂,…l_K)表示路径序列，l_K表示的值；再接着，根据下式求解DTW距离：

其中，DTW(X,Y)表示序列X和Y之间的DTW距离，d(l_k)表示l_K的值，由此可见，DTW(X,Y)为X和Y之间的最短路径；最后，将DTW(X,Y)作为相似度均值，根据计算DTW(X,Y)的方法，计算本次点焊与先前质量合格点焊过程的焊接曲线的相似度均值，计算公式如下：

其中，X_i表示先前点焊过程的焊接曲线，X_test表示本次点焊过程的焊接曲线，

表示相似度均值。

调理电路单元包括电流调理电路、电压调理电路、压力调理电路和位移调理电路。电流调理电路与罗氏线圈电性连接，用于处理罗氏线圈采集到的焊接电流信号。电压调理电路与双绞线电压传感器电性连接，用于处理双绞线电压传感器采集到的焊接电压信号。压力调理电路与应变片式压力传感器电性连接，用于处理应变片式压力传感器采集到的电极压力信号。位移调理电路与线性可变差动变压器电性连接，用于处理线性可变差动变压器采集到的电极位移信号。

电流调理电路由模拟开关电路、固定积分电路、滤波及多路复用放大电路组成。罗氏线圈的输出端分别与模拟开关电路的输入端、固定积分电路的输入端电性连接，模拟开关电路的输出端与固定积分电路的输入端电性连接，固定积分电路的输出端与滤波及多路复用放大电路的输入端电性连接，滤波及多路复用放大电路的输出端与单片机电性连接，罗氏线圈采集到的焊接电流信号依次经过模拟开关电路、固定积分电路、滤波及多路复用放大电路处理后输入单片机中形成焊接电流的数据。由于罗氏线圈的输出具有输出电压信号正比于所测电流信号的微分的特征，所以对焊接电流信号做积分处理并结合模拟开关来切换固定积分电路的工作状态，而由于罗氏线圈动态测量范围大，为保证采集焊接电流信号时的测量精度，使用滤波及多路复用放大电路能到达多个档位放大增益有级切换的功能，拓宽采集焊接电流的适用范围。罗氏线圈具有与测量回路电气绝缘，反应灵敏，结构简单及动态测量范围大等优点，可实现次级大电流的精确测量。本实施例采用的罗氏线圈量程为10kA、测量误差为量程的0.8％。

电压调理电路由差动放大电路、同相比例放大电路、低通滤波电路组成。差动放大电路的输入端与双绞线电压传感器电性连接，输出端与同相比例放大电路的输入端电性连接。同相比例放大电路的输出端与低通滤波电路的输入端电性连接。低通滤波电路的输出端与单片机电性连接。双绞线电压传感器采集到的焊接电压信号依次经过差动放大电路、同相比例放大电路、低通滤波电路处理后输入单片机中形成焊接电压的数据。在进行电压采集时，由于大电流会造成较大电磁干扰，所以本实施例优选抗高共模的差动放大器来确保信号采集的准确性，本实施例优选的抗高共模的差动放大器最大可承受±270V共模电压，在没有电流隔离需求的情况下，使用抗高共模的差动放大器可用于取代昂贵的隔离器件，实现精准测量的功能。

压力调理电路由采样电阻、差动放大电路、二阶低通滤波电路、同相比例放大电路组成，采样电阻输入端与应变片式压力传感器电性连接，采样电阻输出端与差动放大电路电性连接，差动放大电路输出端与二阶低通滤波电路输入端电性连接，二阶低通滤波电路输出端与同相比例放大电路输入端电性连接，同相比例放大电路输出端与单片机电性连接。本实施例优选应变片式压力传感器的量程为0至5kg、测量误差为量程的0.3％。采集到的电极压力信号依次经采样电阻、差动放大电路、二阶低通滤波电路、同相比例放大电路后进入单片机形成电极压力的数据。

位移调理电路的结构和压力调理电路一样，也由采样电阻、差动放大电路、二阶低通滤波电路、同相比例放大电路组成，采样电阻输入端与线性可变差动变压器电性连接，采样电阻输出端与差动放大电路电性连接，差动放大电路输出端与二阶低通滤波电路输入端电性连接，二阶低通滤波电路输出端与同相比例放大电路输入端电性连接，同相比例放大电路输出端与单片机电性连接。本实施例优选线性可变差动变压器的量程为0至5mm、测量误差为量程的0.2％、输出为4-20mA电流，采集到的电极位移信号依次经采样电阻、差动放大电路、二阶低通滤波电路、同相比例放大电路后进入单片机形成电极位移的数据。

外设电路单元包括触控显示屏、USB驱动电路、RS-485通信电路、供电电路。触摸显示屏、USB驱动电路、RS-485通信电路、供电电路均分别与单片机电性连接，与存储模块进行数据交互。触摸显示屏用于显示质量监控过程的数据和曲线、提供操作界面。USB驱动电路用于传输数据。RS-485通信电路用于与外部进行通信以传递质量监控的过程和结果。供电电路用于接入外部电源向单片机供电。

本实施例的电阻点焊监控系统与现有技术相比，其有益效果在于：

通过对焊接电流、电压、电极压力和电极位移等物理信息基于单片机进行包络线监测和相似度均值判断的结合，可反映出在固定工艺参数的情况下，批量焊接的点焊质量特征，同时实现在点焊过程中进行动态更新质量判断的数据；相比现有技术主要采用上位机与信号采集设备结合的方案，本发明可在生产现场无需依赖于上位机快速实现点焊质量监控，并且通过一个完整的设备就可将数据采集存储后进行分析，无需在信号采集后需要通过额外通信方式传输数据到上位机，方便现场实时管控焊点质量，也避免了数据重复，丢包的问题；相比现有技术，本发明利用包络线监测和利用动态时间规整算法的相似度均值结合，可很好的反映点焊过程异常的异常现象，实现对点焊过程的质量监控。

实施例2

如图3所示，本实施例提供一种电阻点焊监控方法，本实施例的电阻点焊监控方法基于实施例1中的电阻点焊监控系统进行，电阻点焊监控方法的步骤依次如下：

S1、准备阶段：给电阻点焊监控系统上电，设定点焊过程的电流量程、电压量程、电极压力量程、电极位移量程，电流传感器、电压传感器、压力传感器、位移传感器分别接入焊接电源，设定电阻点焊过程包络线的上限阈值和下限阈值；

S2、初始阶段：焊接电源通电且保持焊接工艺参数不变后，各传感器分别相应的采集焊接点焊信号后，经过各自对应的调理电路将物理信号传入单片机，由单片机将物理信号转换为对应的电流数据、电压数据、电极压力数据和电极位移数据；然后通过人工判断识别得出一百次点焊质量合格焊点的点焊过程，将这这些点焊过程标记为初始阶段的电阻点焊过程质量合格的样本；

S3、对电阻点焊过程质量合格的样本通过求和后计算平均值得到与其对应的基准曲线和包络线；

S4、连续点焊阶段：焊接电源开始进行本次点焊过程，电阻点焊监控系统对本次点焊过程的焊点质量合格进行包络线监测；

若监测到本次点焊的焊接曲线落入包络线的范围内，则判定本次点焊质量合格，记录合格焊点并将其加入电阻点焊过程质量合格的样本中，接着对更新的样本计算基准曲线及包络线，然后执行步骤S4；

若监测到本次点焊的焊接曲线落入包络线的范围外，则判定本次点焊质量不合格，本次点焊过程数据不参与基准曲线及包络线更新，并且通过触控显示屏发出警报，然后执行步骤S5；

S5、判断警报是否复位；若是，则执行步骤S6；若否，则持续等待至警报复位。

S6、记录不合格焊点，返回步骤S4执行下一次点焊，直到全部电阻都完成点焊。

本实施例的电阻点焊监控方法与现有技术相比，其有益效果在于：

包络线监控功能可不依赖于上位机就实时分析电阻点焊过程质量的功能，同时能动态更新判断点焊质量的包络线范围，增强电阻点焊监控系统的自我纠偏能力，包络线能够表征点焊过程的多种焊接异常，实现多维度监控点焊过程质量的效果，特别是对漆包线电阻点焊过程的脱焊现象有较高的识别度。

实施例3

如图4所示，本实施例提供一种电阻点焊监控方法，本实施例的电阻点焊监控方法基于实施例1中的电阻点焊监控系统进行，电阻点焊监控方法的步骤依次如下：

S2、初始阶段：焊接电源通电且保持焊接工艺参数不变后，各传感器分别相应的采集焊接电源对应的物理信号后，经过各自对应的调理电路将物理信号传入单片机，由单片机将物理信号转换为对应的电流数据、电压数据、电极压力数据和电极位移数据；然后通过人工判断识别得出一百次点焊质量合格焊点的点焊过程，将这这些点焊过程标记为初始阶段的电阻点焊过程质量合格的样本；

S3、对电阻点焊过程质量合格的样本通过求和后计算平均值得到与其对应的基准曲线和包络线

若监测到本次点焊的焊接曲线落入包络线的范围内，则执行步骤S5；

若监测到本次点焊的焊接曲线落入包络线的范围外，则判定本次点焊质量不合格，本次点焊过程数据不参与基准曲线及包络线更新，并且通过触控显示屏发出警报，然后执行步骤S6；

S5、点焊过程相似度衡量：利用动态时间规整算法(DTW)计算本次点焊过程的焊接曲线与前一百次电阻点焊过程的焊接曲线的相似度均值；

若相似度均值的大小超过了设定的阈值，则判定本次点焊质量不合格，通过触控显示屏发出警报，然后执行步骤S6；

若相似度均值的大小处于设定的范围内，则判定本次点焊质量合格，并将其加入电阻点焊过程质量合格的样本中，接着对更新的样本计算基准曲线及包络线，然后执行步骤S4；

S6、判断警报是否复位；若是，执行步骤S7，；若否，则持续报警等待至警报复位。

S7、记录不合格焊点，返回步骤S4执行下一次点焊，直到全部电阻都完成点焊。

对于漆包线点焊，DTW算法的引入能很好地监测漆包线点焊放电过程因加热熔化绝缘漆后暴露出铜丝与焊盘连接造成电极的电流会出现分流的现象，判断出因电阻曲线会出现先上升后下降的点焊异常，弥补现有技术对电阻点焊过程中电流没有分流的现象不灵敏的缺点。

实施例4

本实施例提供了基于实施例2或实施例3中电阻点焊监控方法在漆包线电阻点焊上的应用，具体应用为：在对点焊过程进行包络线监测时，若本次点焊过程对应电极压力的焊接曲线超出包络线的范围、或由电流和电压数据计算得到动态电阻的焊接曲线超出包络线的范围，则可相应判断出现漆包线脱离焊盘、焊接电源的电极直接接触焊盘的异常现象。

本实施例的电阻点焊监控方法在漆包线电阻点焊上的应用，与现有技术相比，其有益效果在于：

能够灵活对漆包线点焊过程的异常现象做出判断；漆包线点焊过程为电流通过电极尖端产生电阻热，漆包线表面绝缘漆受热熔化后金属丝裸露，随后通过电极持续加压传热使焊盘与金属丝形成点焊接头，包络线监测对漆包线电阻的点焊过程中，针对漆包线脱离焊盘，电极未压好直接接触到焊盘，则放电过程仅有锡层熔化，由于锡层厚度较小且漆包线形变过程缺失，电极压力的焊接曲线表现为震荡幅度减小且相位发生变化，较正常点焊时存在明显差异且超出包络线范围的现象，针对焊接动态电阻，由于电极直接接触焊盘，锡层导热性能强于漆包线表面绝缘漆，因而放电过程电极散热增强，温升速度下降，动态电阻的焊接曲线表现为上升趋势及最终值较正常点焊时的动态电阻的焊接曲线偏小，超出电阻包络线范围。

实施例5

本实施例提供了实施例3中电阻点焊监控方法在漆包线电阻点焊上的应用，具体应用为：在对点焊过程进行点焊过程相似度衡量时，若本次点焊过程对应的动态电阻的焊接曲线与先前点焊质量合格的点焊过程的焊接曲线相似度均值差异超出设定的范围，则可相应判断出现本次点焊过程中绝缘漆未熔化无法正常形成焊点的异常现象。

漆包线点焊在放电过程会加热熔化绝缘漆后暴露出铜丝与焊盘进行连接，在绝缘漆熔化后流经电极的电流会出现分流现象，一部分电流流向铜丝及镀锡焊盘，因此正常的动态电阻的焊接曲线会出现先上升后下降的情况，通过比较曲线的相似度能够灵敏地监控到漆包线电阻点焊过程中出现的绝缘漆未熔化的异常。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种电阻点焊监控系统，其特征在于，包括依次电性连接的传感器单元、调理电路单元、控制单元；

所述传感器单元用于采集点焊过程的点焊信号并传送到调理电路单元；

所述调理电路单元用于将点焊信号进行处理后输出入控制单元；

所述控制单元用于将输入的点焊信号转换为相应的数据，通过处理数据进行点焊质量监控；

控制单元包括质量监控模块，所述质量监控模块用于通过包络线监测处理传感器单元所采集点焊信号的数据来判断电阻点焊过程的质量是否合格，和/或通过动态时间规整算法衡量点焊过程的相似度来判断电阻点焊过程的质量是否合格。

2.根据权利要求1所述电阻点焊监控系统，其特征在于，质量监控模块还用于根据多个质量合格的点焊过程的数据生成表示点焊过程质量合格的基准曲线。

3.根据权利要求2所述电阻点焊监控系统，其特征在于，传感器单元包括电流传感器、电压传感器、压力传感器、位移传感器；

所述调理电路单元包括电流调理电路、电压调理电路、压力调理电路、位移调理电路；所述电流调理电路、电压调理电路、压力调理电路、位移调理电路分别与控制单元电性连接；

所述电流传感器与电流调理电路电性连接，所述电压传感器与电压调理电路电性连接，所述压力传感器与压力调理电路电性连接，所述位移传感器与位移调理电路电性连接；

4.根据权利要求3所述电阻点焊监控系统，其特征在于，控制单元还包括采样模块、数据存储模块；

所述采样模块分别与电流调理电路、电压调理电路、压力调理电路、位移调理电路电性连接，采样模块用于根据设定的采样频率将点焊信号转换为相应类型的数据；

所述数据存储模块分别与采样模块、质量监控模块电性连接。

5.根据权利要求4所述电阻点焊监控系统，其特征在于，包络线监测的过程包括：

设定多个质量合格的点焊过程；

6.根据权利要求4所述电阻点焊监控系统，其特征在于，动态时间规整算法衡量点焊过程的相似度的过程包括：

7.一种电阻点焊监控方法，其特征在于，包括权利要求5或6所述的电阻点焊监控系统，电阻点焊监控方法的步骤如下：

8.根据权利要求7所述电阻点焊监控方法，其特征在于，电阻点焊监控方法的步骤还包括：

9.一种电阻点焊监控方法在漆包线电阻点焊上的应用，其特征在于，包括权利要求7中所述的电阻点焊监控方法，应用具体包括：在对点焊过程进行包络线监测时，若点焊过程对应电极压力的焊接曲线超出包络线的范围、或由电流和电压计算得到动态电阻的焊接曲线超出包络线的范围，则相应判断出现漆包线脱离焊盘、焊接电源的电极直接接触焊盘的异常现象。

10.一种电阻点焊监控方法在漆包线电阻点焊上的应用，其特征在于，包括权利要求8中所述的电阻点焊监控方法，应用具体包括：在对点焊过程进行点焊过程相似度衡量时，若点焊过程对应的动态电阻的焊接曲线与本次焊点前多个质量合格的点焊过程的焊接曲线相似度均值差异超出设定阈值，则判断出现绝缘漆未熔化无法正常形成焊点的异常现象。