CN220020157U - 一种自冲铆接工艺质量状态监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自冲铆接工艺质量状态监控装置，包括：实时数据采集装置，用于实时采集自冲铆接过程中的铆接力与位移值的数据信息，包括测力传感器、位移传感器、数字量变送器、PLC、交换机；上位服务器，包括分析模块、标准值输入模块、质量判断模块，其中，所述分析模块用于自采集的数据信息中提取自冲铆接工艺多项参数的实测值并传输至质量判断模块，所述标准值输入模块用于输入自冲铆接工艺多项参数的标准值至质量判断模块，工艺质量状态显示终端，与上位服务器通信连接，包括实时结果输出模块，用于将质量判断模块的判断结果实时输出并显示。本实用新型监控装置实现铆点全检测并且给出详细的铆接质量缺陷，保证白车身铆接质量。

Description

一种自冲铆接工艺质量状态监控装置

技术领域

本实用新型涉及自冲铆接工艺设备(SPR)，尤其涉及一种自冲铆接工艺质量状态监控装置。

背景技术

自冲铆接工艺(SPR)是铝合金车身连接的常用工艺之一。

SPR是通过液压缸或伺服电机提供动力将铆钉直接压入待铆接板材，待铆接板材在铆钉的压力作用下和铆钉发生塑性变形，成型后充盈于铆模之中，从而形成稳定连接的一种全新的汽车白车身板材连接技术。

SPR铆接质量是否合格，对汽车的强度起着重要的作用。

判断铆接质量最基本的方法是将铆接处剖开，测量质量有关参数，包括头高、左右互锁值以及最小板厚等。该方法为破坏性检测，在实际生产中进行抽样检测，抽样破坏性检测效率低且成本高。

最近业内出现了一种非破坏性SPR铆接质量在线监测方法，参见中国专利文献CN111966062A，其通过数据采集系统实时获取铆接过程的铆接参数及过程曲线，再根据铆接压力曲线的实时变化以及铆接的板材搭接信息，计算出能判定铆接质量状态的实测值，并将该实测值与设定的标准值进行比较，能自动判断铆接工艺的质量状态。

上述自动判定方法在实施过程中，需要对现有自冲铆接工艺设备进行技术改造，为不影响现有生产进度，要求该自动判定方法的系统架构要契合现有的技术条件，为此本实用新型提出了一种方便设备升级改造的自动铆接工艺质量状态监控装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自冲铆接工艺质量状态监控装置，以使系统架构合理，契合技术现状，方便设备升级改造。

为此，本实用新型提供了一种自冲铆接工艺质量状态监控装置，包括：实时数据采集装置，用于实时采集自冲铆接过程中的铆接力与位移值的数据信息，包括测力传感器、位移传感器、数字量变送器、PLC、交换机，其中，所述测力传感器与位移传感器实时采集原始铆接力与位移信号，通过数字量变送器转换为数字信号，转换后的压力与位移数据存储于PLC中，通过交换机传输至上位服务器；上位服务器，包括分析模块、标准值输入模块、质量判断模块，其中，所述分析模块用于自采集的数据信息中提取自冲铆接工艺多项参数的实测值并传输至质量判断模块，所述标准值输入模块用于输入自冲铆接工艺多项参数的标准值至质量判断模块，工艺质量状态显示终端，与上位服务器通信连接，包括实时结果输出模块，用于将质量判断模块的判断结果实时输出并显示。

进一步地，上述自动判定装置包括通过网络连接的多套实时数据采集装置和多台上位服务器，其中，每台自冲铆接工艺设备设置一套实时数据采集装置。

进一步地，上述工艺质量状态显示终端为现场工位显示屏和/或远程监视屏。

进一步地，上述分析模块包括数据处理模块和数据提取模块。

本实用新型在原有自冲铆接工艺设备上配置了数据采集装置，该数据采集装置具备上网功能，由上位服务器来处理采集数据、判定质量缺陷，然后由工艺质量状态显示终端显示，该架构合理，契合技术现状，方便设备升级改造。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型的自冲铆接工艺质量状态监控装置的系统架构的框图一。

图2是根据本实用新型的自冲铆接工艺质量状态监控装置的系统架构的框图二。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

结合参照图1和图2，本实用新型的自冲铆接工艺质量状态监控装置包括实时数据采集装置1、上位服务器2、工艺质量状态显示终端3。

其中，实施数据采集装置1的数量若干，上位服务器数量2至少一台，工艺质量状态显示终端3实现工艺质量状态显示监控功能。

实时数据采集装置1用于实时采集SPR铆接过程中的铆接力与位移数据信息，由测力传感器，位移传感器，数字量变送器，PLC，交换机等设备组成。测力传感器与位移传感器实时采集原始铆接力与位移信号，通过数字量变送器转换为数字信号。转换后的压力与位移数据存储于PLC中，通过交换机传输至上位服务器。

上位服务器2包括分析模块、标准值输入模块、质量判断模块，其中，所述分析模块用于提取自冲铆接工艺多项参数的实测值并传输至质量判断模块，所述标准值输入模块用于输入自冲铆接工艺多项参数的标准值至质量判断模块，所述质量判断模块用于将实时值与标准值通过特定算法进行比对，判断出对应的质量缺陷。

标准值包括铆接压力FB、FC、FD、斜率Kmax、Kmax/2、以及位置Xkmax、Xkmax/2、KCDmin；斜率指F-X力与位移曲线中铆接力F的斜率值，Kmax指最大斜率值、Kmax/2指最大斜率一半值，KCDmin指位移C点和D点间对应标准铆接力的斜率值。Xkmax、Xkmax/2是指斜率处于Kmax和Kmax/2时对应的位置。Tmin是铆接剩余厚度。

其中标准值由在所述铆接数据库中选取铆钉屈服合格、Tmin穿刺合格、互锁合格、无边缘开裂等质量缺陷的铆接点的铆接数据所得。

分析模块根据采集信息以及铆接的板材搭接信息，计算出能判定铆接质量状态的实测值。与计算相关的板材搭接信息包括上层板厚度，铆钉长度，铆模深度、板件总厚度。提取的实测值包括铆接压力FB1、FC1、FD1、斜率Kmax1、Kmax1/2、KCDmin1、以及位置Xkmax、Xkmax/2。

判定策略如下：

若实测值FB1、FC1均大于系统配置标准值FB、FC则判定铆钉屈服不合格。

若实测值FD1大于配置值FD且实测值Xkmax1/2是大于配置值标准值Xkmax/2在0.5以上，则判定Tmin不合格。

若实测值Fmax1是系统配置标准值Fmax的1.2倍，且实测值Kmax1是系统配置标准值Kmax的1.4倍，则判定互锁不合格。

若实测值KCDmin1小于系统配置标准值KCDmin则判定边缘开裂质量缺陷。

若实测值Fmax1是系统配置标准值Fmax的m倍，且m∈[1,﹢∞)，则判定铆模开裂质量缺陷。

若实测值Fmax1是系统配置标准值Fmax的m倍，且m∈(0,1)，且满足其余判定条件，判定铆接合格；反之铆接不合格。

工艺质量状态显示终端3与上位服务器2通信连接，包含实时结果输出模块，用于将质量判断模块的判断结果实时输出并显示，以达到实时质量监控的目的。其中工艺质量状态显示终端为现场工位显示屏、远程监视屏、或二者的组合使用。

本实用新型在原有自冲铆接工艺设备上配置了数据采集装置，该数据采集装置具备上网功能，由上位服务器来处理采集数据，然后再集中进行工艺质量状态监控，该架构合理，契合技术现状，方便设备升级改造。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种自冲铆接工艺质量状态监控装置，其特征在于，包括：

实时数据采集装置，用于实时采集自冲铆接过程中的铆接力与位移值的数据信息，包括测力传感器、位移传感器、数字量变送器、PLC、交换机，其中，所述测力传感器与位移传感器实时采集原始铆接力与位移信号，通过数字量变送器转换为数字信号，转换后的压力与位移数据存储于PLC中，通过交换机传输至上位服务器；

上位服务器，包括分析模块、标准值输入模块、质量判断模块，其中，所述分析模块用于自采集的数据信息中提取自冲铆接工艺多项参数的实测值并传输至质量判断模块，所述标准值输入模块用于输入自冲铆接工艺多项参数的标准值至质量判断模块，

工艺质量状态显示终端，与上位服务器通信连接，包括实时结果输出模块，用于将质量判断模块的判断结果实时输出并显示。

2.根据权利要求1所述的自冲铆接工艺质量状态监控装置，其特征在于，包括通过网络连接的多套实时数据采集装置和多台上位服务器，其中，每台自冲铆接工艺设备设置一套实时数据采集装置。

3.根据权利要求1所述的自冲铆接工艺质量状态监控装置，其特征在于，所述工艺质量状态显示终端为现场工位显示屏和/或远程监视屏。

4.根据权利要求1所述的自冲铆接工艺质量状态监控装置，其特征在于，所述分析模块包括数据处理模块和数据提取模块。