镀锌钢板的焊点检测方法及焊点检测设备与流程

文档序号:16127394发布日期:2018-11-30 23:55阅读:559来源:国知局

本发明涉及焊接质量评估技术领域,具体而言,涉及一种镀锌钢板的焊点检测方法及焊点检测设备。

背景技术

镀锌钢板由于具有较好耐腐蚀性,在汽车等制造业中受到了越来越广泛地使用。

在镀锌钢板的使用当中,需要通过点焊连接多个镀锌钢板以形成需要的构造,例如,在汽车车身制造过程中,电阻点焊是必不可少的连接成型工艺,据统计一台汽车车身上具有3000-6000个焊点,而焊点的质量基本决定了车身的质量,因此焊点质量的检测显得至关重要。传统的镀锌钢板的焊点检测方法多为破坏性检测或半破坏性检测,例如敲击等,只适合于抽样检测,效率低下且会破坏焊件,并不适合作为点焊质量的在线检测方法。

有鉴于此,研发设计出一种能够解决上述技术问题的镀锌钢板的焊点检测方法及焊点检测设备显得尤为重要。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种镀锌钢板的焊点检测方法,该镀锌钢板的焊点检测方法能够对焊点进行多方面的无损检测,检测效率高,且检测的准确性和可靠性高。

本发明的另一目的在于提供一种焊点检测设备,该焊点检测设备能够对焊点进行多方面的无损检测,检测效率高,且检测的准确性和可靠性高。

本发明提供一种技术方案:

第一方面,本发明实施例提供了一种镀锌钢板的焊点检测方法,包括:

依据检测得到的电极总位移量和待焊材料的厚度得出压痕率,其中,所述电极总位移量表征点焊电极在对所述待焊材料进行预压过程和点焊过程中的所述点焊电极压入所述待焊材料的深度;

判断所述压痕率,并生成第一焊点质量合格信息;

依据环区加权系数和检测得到的焊点图像得出加权比例,其中,所述环区加权系数表征与其对应的所述焊点图像的面积与焊点的质量的关联程度;

判断所述加权比例,并生成第二焊点质量合格信息;

依据检测得到的飞溅痕迹和所述焊点图像得出飞溅比例;

判断所述飞溅比例,并生成第三焊点质量合格信息;

依据所述第一焊点质量合格信息、所述第二焊点质量合格信息及所述第三焊点质量合格信息并生成焊点质量合格信息。

结合第一方面,在第一方面的第一种实现方式中,所述判断所述压痕率,并生成所述第一焊点质量合格信息的步骤包括:

判断所述压痕率是否小于第一预设上阈值且大于第一预设下阈值,当所述压痕率小于所述第一预设上阈值且大于所述第一预设下阈值,生成所述第一焊点质量合格信息;

当生成所述第一焊点质量合格信息时,继续执行依据环区加权系数和所述焊点图像得出加权比例的步骤。

结合第一方面及其上述实现方式,在第一方面的第二种实现方式中,所述判断所述加权比例,并生成所述第二焊点质量合格信息的步骤包括:

判断所述加权比例是否大于第二阈值,当所述加权比例大于所述第二阈值,生成所述第二焊点质量合格信息;

当生成所述第二焊点质量合格信息时,继续执行依据所述飞溅痕迹和所述焊点图像得出所述飞溅比例的步骤。

结合第一方面及其上述实现方式,在第一方面的第三种实现方式中,所述判断所述飞溅比例,并生成所述第三焊点质量合格信息的步骤包括:

判断所述飞溅比例是否小于第三阈值,当所述飞溅比例小于所述第三阈值,生成所述第三焊点质量合格信息;

当生成第三焊点质量合格信息时,继续执行依据所述第一焊点质量合格信息、所述第二焊点质量合格信息及所述第三焊点质量合格信息生产所述焊点质量合格信息的步骤。

结合第一方面及其上述实现方式,在第一方面的第四种实现方式中,依据所述电极总位移量和所述待焊材料的厚度得出所述压痕率步骤包括:

测量并得到所述点焊电极在对所述待焊材料的预压过程中的预压电极位移量;

测量并得到所述点焊电极在对所述待焊材料的点焊过程中的点焊电极位移量;

对所述点焊电极位移量和所述预压电极位移量求和并得到所述电极总位移量;

依据所述电极总位移量和所述待焊材料的厚度得出压痕率,其中,计算公式为:

c=(d1+d2)/(2*h)

其中,d1表征所述预压电极位移量,d2表征所述点焊电极位移量,h表征所述待焊材料的厚度,c表征所述压痕率。

结合第一方面及其上述实现方式,在第一方面的第五种实现方式中,所述依据环区加权系数和所述焊点图像得出加权比例的步骤包括:

采集并得到焊点图像;

预处理所述焊点图像,并得到总特征环区;

依据像素灰度值分割所述总特征环区为三个环区,且由焊点中心向外依次为第一特征环区、第二特征环区及第三特征环区;

依据像素法分别计算所述总特征环区、所述第一特征环区、所述第二特征环区及所述第三特征环区的面积;

依据所述总特征环区、所述第一特征环区、所述第二特征环区、所述第三特征环区的面积及所述环区加权系数计算得出环区加权面积,其中,所述环区加权系数包括总特征环区加权系数、第一特征环区加权系数、第二特征环区加权系数及第三特征环区加权系数,

其中,计算公式为:

s=k1*s1+k2*s2+k3*s+k0*s0

其中,s1表征所述第一特征环区的面积,s2表征所述第二特征环区的面积,s3表征所述第三特征环区的面积,s0表征所述总特征环区的面积,所述总特征环区的面积为所述第一特征环区、所述第二特征环区及所述第三特征环区的面积和,k1表征第一特征环区加权系数,k2表征第二特征环区加权系数,k3表征第三特征环区加权系数,k0表征总特征环区加权系数,s表征所述环区加权面积;

依据所述环区加权面积和所述总特征环区的面积计算得出所述加权比例,其中,计算公式如下:

k4=s/s0

其中,k4表征所述加权比例。

结合第一方面及其上述实现方式,在第一方面的第六种实现方式中,依据所述总特征环区、所述第一特征环区、所述第二特征环区、所述第三特征环区的面积及所述环区加权系数计算得出所述环区加权面积的步骤之前还包括:

分别测量所述总特征环区、所述第一特征环区、所述第二特征环区及所述第三特征环区各自的环区面积序列x(n),以及与各自的所述环区面积序列x(n)对应的焊点参数序列y(n),其中,每个所述环区面积序列x(n)的自相关系数为ρx=1,每个所述焊点参数序列y(n)的自相关系数为ρy=1;

分别依据所述环区面积序列x(n)以及所述环区面积序列x(n)对应的所述焊点参数序列y(n)计算得出所述总特征环区加权系数、所述第一特征环区加权系数、所述第二特征环区加权系数及所述第三特征环区加权系数;

其中计算公式为:

其中k表征所述总特征环区加权系数、所述第一特征环区加权系数、所述第二特征环区加权系数或者所述第三特征环区加权系数。

结合第一方面及其上述实现方式,在第一方面的第七种实现方式中,所述依据检测得到的飞溅痕迹和所述焊点图像得出飞溅比例的步骤包括:

依据所述焊点图像得到飞溅痕迹;

依据像素法计算所述飞溅痕迹的面积;

依据所述飞溅痕迹的面积和所述总特征环区的面积计算得出所述飞溅比例;其中计算公式为:

k5=sf/s0

其中,k5表征所述飞溅比例,sf表征所述飞溅痕迹的面积。

第二方面,本发明实施例提供了一种焊点检测设备,包括:

存储器,用于存储一个或多个程序;

处理器;

当所述一个或多个程序被所述处理器执行时,实现所述的镀锌钢板的焊点检测方法。

结合第二方面,在第二方面的第一种实现方式中,所述焊点检测设备还包括图像传感器及位移传感器,所述处理器分别与所述图像传感器及所述位移传感器通讯连接;

通过所述位移传感器检测得到的所述电极总位移量;

所述处理器依据所述电极总位移量和所述待焊材料的厚度得出压痕率;

通过所述图像传感器采集焊点图像;

所述处理器依据所述焊点图像得到总特征环区;

所述处理器依据环区加权系数和所述总特征环区得出加权比例;

所述处理器依据所述焊点图像得到所述飞溅痕迹;

所述处理器依据所述飞溅痕迹得出所述飞溅痕迹的面积;

所述处理器依据所述飞溅痕迹的面积和所述总特征环区的面积得出所述飞溅比例;

所述处理器判断所述压痕率、所述加权比例及所述飞溅比例,并生成焊点质量合格信息。

相比现有技术,本发明实施例提供的镀锌钢板的焊点检测方法及焊点检测设备的有益效果是:

依据检测得到的电极总位移量和待焊材料的厚度得出压痕率,再判断压痕率,并生成第一焊点质量合格信息。依据环区加权系数和检测得到的焊点图像得出加权比例,进一步判断加权比例,并生成第二焊点质量合格信息;依据检测得到的飞溅痕迹和焊点图像得出飞溅比例;进一步判断飞溅比例,并生成第三焊点质量合格信息;依据第一焊点质量合格信息、第二焊点质量合格信息及第三焊点质量合格信息并生成焊点质量合格信息,在得到三个质量合格信息后,即得到第一焊点质量合格信息、第二焊点质量合格信息及第三焊点质量合格信息后,可生成焊点质量合格信息,进而判断焊点的质量合格,由于在检测过程中使用了压痕率、加权比例及飞溅比例三个参数的无损检测,所以该镀锌钢板的焊点检测方法能够对焊点进行多方面的无损检测,具有较高的检测效率,且检测的准确性和可靠性高。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种焊点检测设备的一种示意性结构图。

图2为本发明实施例所提供的一种焊点检测设备的一种示意性流程图。

图3为图2中步骤s100的子步骤的一种示意性流程图。

图4为图2中步骤s200的子步骤的一种示意性流程图。

图5为图2中步骤s300的子步骤的一种示意性流程图。

图6为图2中步骤s400的子步骤的一种示意性流程图。

图7为图2中步骤s500的子步骤的一种示意性流程图。

图8为图2中步骤s600的子步骤的一种示意性流程图。

图标:70-焊点检测设备;710-存储器;720-处理器;730-存储控制器;740-外设接口;750-射频单元;760-通讯总线/信号线;770-位移传感器;780-图像传感器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,“设置”、“连接”等术语应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接连接,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

目前,在镀锌钢板的使用当中,需要通过点焊连接多个镀锌钢板以形成需要的构造,例如,在汽车车身制造过程中,电阻点焊是必不可少的连接成型工艺,据统计一台汽车车身上具有3000-6000个焊点,而焊点的质量基本决定了车身的质量,因此焊点质量的检测显得至关重要。传统的镀锌钢板的焊点检测方法多为破坏性检测或半破坏性检测,例如敲击等,只适合于抽样检测,效率低下且会破坏焊件,并不适合作为点焊质量的在线检测方法。

本发明实施例提供一种镀锌钢板的焊点检测方法及焊点检测设备,焊点检测设备使用上述的镀锌钢板的焊点检测方法对焊点进行质量检测,且该镀锌钢板的焊点检测方法能够对焊点进行多方面的无损检测,提高了检测效率,且检测的准确性和可靠性高。

下面结合附图,对本发明的具体实施方式进行详细说明。

实施例:

请参阅图1,图1为本发明实施例所提供的一种焊点检测设备70的一种示意性结构图。

所述焊点检测设备70可以是,但不限于是智能手机、个人电脑(personalcomputer,pc)、平板电脑、个人数字助理(personaldigitalassistant,pda)、穿戴式移动终端等等,所述焊点检测设备70包括存储器710、存储控制器730,一个或多个(图中仅示出一个)处理器720、射频单元750及外设接口740等。这些组件通过一条或多条通讯总线/信号线760相互通讯。

存储器710可用于存储软件程序以及模组,如本发明实施例所提供的点云配准装置对应的程序指令/模组,处理器720通过运行存储在存储器710内的软件程序以及模组,从而执行各种功能应用以及数据处理,如本发明实施例所提供的点云配准方法。

其中,所述存储器710可以是,但不限于,随机存取存储器710(randomaccessmemory,ram),只读存储器710(readonlymemory,rom),可编程只读存储器710(programmableread-onlymemory,prom),可擦除只读存储器710(erasableprogrammableread-onlymemory,eprom),电可擦除只读存储器710(electricerasableprogrammableread-onlymemory,eeprom)等。

处理器720可以是一种集成电路芯片,具有信号处理能力。上述的处理器720可以是通用处理器720,包括中央处理器720(centralprocessingunit,cpu)、网络处理器720(networkprocessor,np)、语音处理器720以及视频处理器720等;还可以是数字信号处理器720、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器720可以是微处理器720或者该处理器720也可以是任何常规的处理器720等。

外设接口740将各种输入/输入装置耦合至处理器720以及存储器710。在一些实施例中,外设接口740,处理器720以及存储控制器730可以在单个芯片中实现。在本发明其他的一些实施例中,他们还可以分别由独立的芯片实现。

射频单元750用于接收以及发送电磁波,实现电磁波与电信号的相互转换,从而与通讯网络或者其他设备进行通讯。

可以理解,图1所示的结构仅为示意,焊点检测设备70包括比图1中所示更多或者更少的组件,或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

请继续参阅图1,焊点检测设备70还可以包括图像传感器780及位移传感器770,处理器720分别与图像传感器780及位移传感器770通讯连接,可以理解的是,处理器720可以依次通过外接接口和通讯总线/信号线760分别与图像传感器780及位移传感器770通讯连接;

通过位移传感器770检测得到的电极总位移量;处理器720接收电极总位移量,并依据电极总位移量和待焊材料的厚度得出压痕率;

通过图像传感器780采集焊点图像,可以理解的是该焊点图像也可以为将要通过预处理的包含焊点环区处的焊点图像,也可以是包含焊点环区和焊点环区附近的飞溅痕迹的较大范围的图像;处理器720接收焊点图像并依据焊点图像得到总特征环区;处理器720再依据环区加权系数和总特征环区得出加权比例;

处理器720依据焊点图像得到飞溅痕迹;处理器720依据飞溅痕迹得出飞溅痕迹的面积;处理器720依据飞溅痕迹的面积和总特征环区的面积得出飞溅比例;

最后,处理器720判断压痕率、加权比例及飞溅比例,并生成焊点质量合格信息。完成焊点质量检测,由于在检测过程中使用了压痕率、加权比例及飞溅比例三个参数的无损检测,所以该焊点检测设备70能够对焊点进行多方面的无损检测,具有较高的检测效率,且检测的准确性和可靠性高。

以下将具体介绍本发明实施例提供的镀锌钢板的焊点检测方法的工作原理及有益效果。

请参阅图2,图2为本发明实施例所提供的一种焊点检测设备70的一种示意性流程图。该镀锌钢板的焊点检测方法,包括以下步骤:

步骤s100:依据检测得到的电极总位移量和待焊材料的厚度得出压痕率;其中,电极总位移量表征点焊电极在对待焊材料进行预压过程和点焊过程中的点焊电极压入待焊材料的深度。

步骤s200:判断压痕率,并生成第一焊点质量合格信息。

在进行点焊作业时,点焊电极向预压至待焊材料的相对的两侧,点焊电极再向待焊材料馈电,以在待焊材料上形成反应熔核,即焊点,由于在预压和点焊过程中,点焊电极将对待焊材料施加一定的压力,且在形成反应熔核时待焊材料因高温而变软,所以点焊电极将在待焊材料上留下压痕,而压痕的深度与焊点质量有着密切的关系,例如:

压痕的深度过小时,说明在焊接过程中产生的焊接热量过小,点焊电极与待焊材料接触处的金属熔化不充分,只有较少的熔融金属在点焊电极作用下向四周推移,反应熔核没有成型或者成型不足,焊点的连接强度不高,断裂模式常为结合面断裂;

而压痕的深度过大时,将会影响焊点表面美观及光滑度,减小断面尺寸,造成应力集中,使得焊点的连接强度下降。

所以判断由电极总位移量和待焊材料的厚度得出的压痕率,来生成第一焊点质量合格信息,直接反映了焊点的质量情况,其该步骤为无损检测的方法,电极位移传感器770可以直接安装于点焊电极,检测过程并不会影响焊点质量。

步骤s300:依据环区加权系数和检测得到的焊点图像得出加权比例;其中,环区加权系数表征与其对应的焊点图像的面积与焊点的质量的关联程度。

步骤s400:判断加权比例,并生成第二焊点质量合格信息;

由于在焊点形成过程,反应熔核的温度变化和压力变化等将直接反应至焊点的表面颜色上,所以焊点的颜色和颜色区域对应的面积的差异可以用于表征焊点在不同点焊过程以及工艺条件变化下的差异,将直接反应焊点质量,而焊点图像的采集等动作并不会影响焊点质量,且采集焊点图像所需时间少,所以该步骤能够对焊点进行快速的、无损的检测。

步骤s500:依据检测得到的飞溅痕迹和焊点图像得出飞溅比例;

步骤s600:判断飞溅比例,并生成第三焊点质量合格信息;

在点焊过程中,当形成最小反应熔核后继续馈电,将使得反应熔核和塑性环不断向外扩展,当反应熔核的扩展速度大于塑性环的扩展速度时,熔化的液态金属就会从待焊材料飞出形成飞溅,在飞溅的过程中,飞溅的熔融液态金属将在焊点周围留下些许飞溅出来的液滴,熔融的液滴逐渐凝固并在焊点周围形成灰黑色的飞溅痕迹,飞溅的程度越大,会在焊点周围留下更大的飞溅痕迹。由飞溅痕迹和焊点图像得出的飞溅比例可以大致判断飞溅的情况,进而反应焊点的质量。而飞溅比例的判断过程中,焊点图像的采集动作快,且不会影响焊点质量,所以该步骤能够对焊点进行快速的、无损的检测。

步骤s700:依据第一焊点质量合格信息、第二焊点质量合格信息及第三焊点质量合格信息并生成焊点质量合格信息。

在得到三个质量合格信息后,即得到第一焊点质量合格信息、第二焊点质量合格信息及第三焊点质量合格信息后,可生成焊点质量合格信息,进而判断焊点的质量合格,由于在检测过程中使用了压痕率、加权比例及飞溅比例三个参数的无损检测,所以该镀锌钢板的焊点检测方法能够对焊点进行多方面的无损检测,具有较高的检测效率,且检测的准确性和可靠性高。

请参阅图3,图3为图2中步骤s100的子步骤的一种示意性流程图。在本发明实施例中,步骤s100还可以包括以下子步骤:

子步骤s101:测量并得到点焊电极在对待焊材料的预压过程中的预压电极位移量;

子步骤s102:测量并得到点焊电极在对待焊材料的点焊过程中的点焊电极位移量;

子步骤s103:对点焊电极位移量和预压电极位移量求和并得到电极总位移量;电极总位移量基于点焊过程中的预压过程和形成反应熔核的过程中的点焊电极的移动距离,能够更加全面的反应压痕的深度情况,

子步骤s104:依据电极总位移量和待焊材料的厚度得出压痕率,其中,计算公式为:

c=(d1+d2)/(2*h)

其中,d1表征预压电极位移量,d2表征点焊电极位移量,h表征待焊材料的厚度,c表征压痕率。

以对厚度为1.4mm的dp600+z镀锌钢板进行点焊为例,在点焊过程中利用位移传感器770检测预压过程中电极的位移量d1=0.02mm和在形成反应熔核的过程中的位移量d2=0.106mm,则压痕率c=(d1+d2)/(2*h)=4.5%。

请参阅图4,图4为图2中步骤s200的子步骤的一种示意性流程图。在本发明实施例中,步骤s200还可以包括以下子步骤:

子步骤s201:判断压痕率是否小于第一预设上阈值且大于第一预设下阈值,

子步骤s202:当压痕率小于第一预设上阈值且大于第一预设下阈值,生成第一焊点质量合格信息。

由于压痕的深度过小或者压痕的深度过大时,均意味着焊点形成过程中,出现了焊接热量过小、焊点处金属熔化不充分、反应熔核没有成型或者成型不足、焊点的连接强度不高及造成应力集中等问题,所以需要使用预设压痕率的范围来判断实际检测的压痕率是否合格,且本发明实施例中第一预设上阈值为15%,第一预设下阈值为5%。

还是以上述的厚度为1.4mm的dp600+z镀锌钢板点焊过程为例,压痕率c=(d1+d2)/(2*h)=4.5%小于第一预设下阈值,则不生成第一焊点质量合格信息,该焊点为不合格。

且在执行子步骤s202后,执行步骤s300,也就是说,当生成第一焊点质量合格信息时,继续执行步骤s300。

仅在生成第一焊点质量合格信息后才进行步骤s300,也就是说在焊点质量不合格的情况下不进行之后的步骤,节约检测时间。

请参阅图5,图5为图2中步骤s300的子步骤的一种示意性流程图。在本发明实施例中,步骤s300还可以包括以下子步骤:

子步骤s307:采集并得到焊点图像;

子步骤s308:预处理焊点图像,并得到总特征环区;便于后续分割,其中预处理包括对焊点图像依次进行格式转化、灰度处理、均衡化处理、线形滤波及边缘检测,进而得到总特征环区。

子步骤s309:依据像素灰度值分割总特征环区为三个环区;且由焊点中心向外依次为第一特征环区、第二特征环区及第三特征环区;例如,设定的阈值t1为50、阈值t2为150。将总特征环区的图像通过两个阈值分割成三个部分,像素灰度值小于t1的区域为第一特征环区,像素灰度值大于t1小于t2的区域为第三特征环区,像素灰度值大于t2的区域为第二特征环区。

子步骤s310:依据像素法分别计算总特征环区、第一特征环区、第二特征环区及第三特征环区的面积;

上述s308-s310的子步骤为上述处理器依据焊点图像得到总特征环区的过程。其中,锌钢板的焊点处表面可以分为多个环区,便于对环区对应参数进行精细评价,提高镀锌钢板的焊点检测方法的准确度,对于第一特征环区,其位于焊点表面的中心区域,是焊点电极在焊接过程中直接接触待焊材料而形成的,其形状近似为圆形,点焊过程中,第一特征环区的温度最高,焊接时产生的热量将使待焊材料镀层熔化并被电极挤走,导致基材裸露出来,而对于上述的dp600+z镀锌钢板来说,由于锌的熔点较低,焊接时产生的热量更易使锌层熔化并被电极挤走,导致基材裸露出来,所以,对于第一特征环区,其面积直接反映了焊接过程的温度情况,以及焊接时的时间是否合适等。

对于第二特征环区,其在第一特征环区外侧,它的截面轮廓线与焊点处的压痕的深度及点焊电极的帽端面形状有很大关系,在点焊电极为球形,且点焊电极帽的尺寸一定时,压痕的深度越大,第二特征环区的弧形轮廓线曲率就越大。所以,对于第二特征环区,其面积进一步反应了与压痕的深度相关的点焊过程的质量,以及第一特征环区所反映的焊接等情况。

对于第三特征环区,其为焊点外沿的热影响区,这部分的镀层金属在受热后将部分被氧化,生成对应的氧化物,对于上述的dp600+z镀锌钢板来说,其镀层的部分金属在受热后部分被氧化,生成氧化锌。所以,对于第三特征环区,其面积进一步反应点焊过程中的点焊时间和温度等情况。

此外,步骤s300的子步骤还包括:

子步骤s311:依据总特征环区、第一特征环区、第二特征环区、第三特征环区的面积及环区加权系数计算得出环区加权面积;

其中,环区加权系数包括总特征环区加权系数、第一特征环区加权系数、第二特征环区加权系数及第三特征环区加权系数,

其中,计算公式为:

s=k1*s1+k2*s2+k3*s3+k0*s0

其中,s1表征第一特征环区的面积,s2表征第二特征环区的面积,s3表征第三特征环区的面积,s0表征总特征环区的面积,总特征环区的面积为第一特征环区、第二特征环区及第三特征环区的面积和,k1表征第一特征环区加权系数,k2表征第二特征环区加权系数,k3表征第三特征环区加权系数,k0表征总特征环区加权系数,s表征环区加权面积。

子步骤s312:依据环区加权面积和总特征环区的面积计算得出加权比例。

其中,计算公式如下:

k4=s/s0

其中,k4表征加权比例。

由于第一特征环区、第二特征环区及第三特征环区以及三个特征环区的和来说,他们分别对应焊接过程中不同的情况或者与焊接过程中的参数相关数不同,所以采用使用对应的加权系数,以更加正确的反应焊点的质量。

例如,在k1=0.935,k2=0.863,k3=0.942,k0=0.966时,且计算出焊点的第一特征环区、第二特征环区及第三特征环区的面积为s1=21.24mm2,s2=26.54mm2,s3=30.76mm2时,则总特征环区为s0=78.54mm2,因此环区加权面积为s=k1s1+k2s2+k3s3+k0s0=147.61mm2,则,加权比例为k4=s/s0=1.88。

可以理解的是,步骤s302之前还可以包括:

子步骤s301:分别测量总特征环区、第一特征环区、第二特征环区及第三特征环区各自的环区面积序列x(n),以及与各自的环区面积序列x(n)对应的焊点参数序列y(n)。需要说明的是,上述焊点参数序列可以是焊点处的拉剪载荷的序列等。

其中,每个环区面积序列x(n)的自相关系数为ρx=1,每个焊点参数序列y(n)的自相关系数为ρy=1;

子步骤s302:分别依据环区面积序列x(n)以及环区面积序列x(n)对应的焊点参数序列y(n)计算得出总特征环区加权系数、第一特征环区加权系数、第二特征环区加权系数及第三特征环区加权系数。

其中计算公式为:

其中k表征总特征环区加权系数、第一特征环区加权系数、第二特征环区加权系数或者第三特征环区加权系数。

子步骤s302能够提高镀锌钢板的焊点检测方法的准确性,特别是对于批量采购待焊材料来说,分别采集多组焊接样本,测量焊接样本的总特征环区、第一特征环区、第二特征环区及第三特征环区各自的环区面积序列x(n),以及与各自的环区面积序列x(n)对应的焊点参数序列y(n),以反映批量采购待焊材料的响应的加权系数,进而更加准确的通过镀锌钢板的焊点检测方法反应焊接质量。

请参阅图6,图6为图2中步骤s400的子步骤的一种示意性流程图。在本发明实施例中,步骤s400还可以包括以下子步骤:

子步骤s401:判断加权比例是否大于第二阈值;

子步骤s402:当加权比例大于第二阈值,生成第二焊点质量合格信息;其中,第二阈值1.85。

例如,前期实验通过检测30组对厚度为1.4mm的dp600+z镀锌钢板的焊点的总特征环区、第一特征环区、第二特征环区及第三特征环区各自的环区面积序列x(n),以及与各自的环区面积序列x(n)对应的焊点参数序列y(n),其中,焊点参数序列y(n)表征焊点的抗拉剪载荷数据序列,并通过上述公式推导出相应的加权系数。得到k1=0.935,k2=0.863,k3=0.942,k0=0.966。

在计算出焊点的第一特征环区、第二特征环区及第三特征环区的面积为s1=21.24mm2,s2=26.54mm2,s3=30.76mm2,则总特征环区为s0=78.54mm2,因此环区加权面积为s=k1s1+k2s2+k3s+k0s0=147.61mm2大于1.85*s0=145.299mm2,加权比例为k4=s/s0=1.88,所以该焊点的加权比例合格。

此外,步骤s400的子步骤还可以包括:

且在执行子步骤s402后,执行步骤s500,也就是说,当生成第二焊点质量合格信息时,继续执行依据飞溅痕迹和焊点图像得出飞溅比例的步骤。

仅在生成第二焊点质量合格信息后才进行步骤s500,也就是说在焊点质量不合格的情况下不进行之后的步骤,节约检测时间。

请参阅图7,图7为图2中步骤s500的子步骤的一种示意性流程图。在本发明实施例中,步骤s500还可以包括以下子步骤:

子步骤s501:依据焊点图像得到飞溅痕迹;

子步骤s502:依据像素法计算飞溅痕迹的面积;

子步骤s503:依据飞溅痕迹的面积和总特征环区的面积计算得出飞溅比例;其中计算公式为:

k5=sf/s0

其中,k5表征飞溅比例,sf表征飞溅痕迹的面积。

例如,对某个采集到的dp600+z焊点周围的图像进行预处理,得到飞溅痕迹的面积sf=2.13mm2,而总特征环区的面积s0=78.54mm2,因此飞溅痕迹面积率d=sf/s0=2.71%。

通过飞溅比例,以反应在点焊过程中,熔化的液态金属从待焊材料飞出形成飞溅,其飞溅的程度,进而反应焊点的质量。而飞溅比例的判断过程中,焊点图像的采集动作快,且不会影响焊点质量,所以该步骤能够对焊点进行快速的、无损的检测。

此外,请参阅图8,图8为图2中步骤s600的子步骤的一种示意性流程图。在本发明实施例中,步骤s600还可以包括以下子步骤:

子步骤s601:判断飞溅比例是否小于第三阈值;

子步骤s602:当飞溅比例小于第三阈值,生成第三焊点质量合格信息;在本发明实施例中,第三阈值为10%。

例如,飞溅痕迹面积率d=sf/s0=2.71%﹤10%,所以该焊点处的飞溅比例合格。

且在执行子步骤s602后,执行步骤s700,也就是说,当生成第三焊点质量合格信息时,依据第一焊点质量合格信息、第二焊点质量合格信息及第三焊点质量合格信息生产焊点质量合格信息。即,在得到三个质量合格信息后,即得到第一焊点质量合格信息、第二焊点质量合格信息及第三焊点质量合格信息后,可生成焊点质量合格信息,进而判断焊点的质量合格,由于在检测过程中使用了压痕率、加权比例及飞溅比例三个参数的无损检测,所以该镀锌钢板的焊点检测方法能够对焊点进行多方面的无损检测,具有较高的检测效率,且检测的准确性和可靠性高。

本发明实施例提供的镀锌钢板的焊点检测方法的工作原理是:

依据检测得到的电极总位移量和待焊材料的厚度得出压痕率,再判断压痕率,并生成第一焊点质量合格信息。依据环区加权系数和检测得到的焊点图像得出加权比例,进一步判断加权比例,并生成第二焊点质量合格信息;依据检测得到的飞溅痕迹和焊点图像得出飞溅比例;进一步判断飞溅比例,并生成第三焊点质量合格信息;依据第一焊点质量合格信息、第二焊点质量合格信息及第三焊点质量合格信息并生成焊点质量合格信息,在得到三个质量合格信息后,即得到第一焊点质量合格信息、第二焊点质量合格信息及第三焊点质量合格信息后,可生成焊点质量合格信息,进而判断焊点的质量合格,由于在检测过程中使用了压痕率、加权比例及飞溅比例三个参数的无损检测,所以该镀锌钢板的焊点检测方法能够对焊点进行多方面的无损检测,具有较高的检测效率,且检测的准确性和可靠性高。

综上所述:

本发明实施例提供的镀锌钢板的焊点检测方法,该镀锌钢板的焊点检测方法能够对焊点进行多方面的无损检测,检测效率高,且检测的准确性和可靠性高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,在不冲突的情况下,上述的实施例中的特征可以相互组合,本发明也可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。并且,应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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