CN110560859A - 一种电阻焊焊接***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电阻焊焊接***及方法,包括电脑处理机构所述电脑处理机构上设有红外CCD相机,所述电脑处理机构与电阻焊主机相连接,所述电阻焊主机的输出端设有数量为两个的电阻焊电极,所述电阻焊电极之间设有待焊工件,所述红外CCD相机对准所述待焊工件。本发明的有益效果为:通过红外CCD相机监测焊接的整个过程,然后自动提取焊接过程中热量信息,并将其传递给电脑处理机构,通过电脑处理机构来实现实时调整工艺参数,进而可以在线、实时工艺参数,使得焊接的温度需求能够尽量达到最佳,来保证焊接质量的一致性,增加焊接的质量稳定。

Description

一种电阻焊焊接***及方法
技术领域
本发明涉及电阻焊领域,具体来说,涉及一种电阻焊焊接***及方法。
背景技术
电阻焊是一种以电阻热为能源的焊接方法,因具有工艺优良、成本低、效率高,被广泛应用在车辆制造、航空、航天、家用电器以及电子工业等领域。电阻焊的实质是利用高电流产生热量,熔化待焊部位,从而使两个工件连接在一起。传统中都是依靠调整电阻焊焊机的工艺参数,保证焊接质量,但由于熔核的形成是热、电、力和冶金等多种因素的耦合作用,使用固定的参数难以保证质量的一致性。
针对相关技术中的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题,本发明提出一种电阻焊焊接***及方法,以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的:
根据本发明的一个方面,提供了一种电阻焊焊接***,包括电脑处理机构所述电脑处理机构上设有红外CCD相机,所述电脑处理机构与电阻焊主机相连接,所述电阻焊主机的输出端设有数量为两个的电阻焊电极,所述电阻焊电极之间设有待焊工件,所述红外CCD相机对准所述待焊工件。
可选的,所述电阻焊电极包括钨铜和铍青铜中的一种。
可选的,所述电脑处理机构包括:
初始化模块:首先设置串口及网络端口的初始参数,然后分别通过TCP/IP协议与红外CCD相机建立连接、通过串口协议与电阻焊主机建立连接,并读取当前电阻焊中设置的加工电流大小和加工时间;
获取图片模块:将红外CCD相机传输的数据转化为图像矩阵;
预处理模块:将图像矩阵进行去噪处理,主要包括高频噪声和椒盐噪声,分别采用维纳滤波和均值滤波实现;
特征提取模块:提取出受热区域的温度特性,首先采用candy边缘提取算子计算出受热区域,然后对受热区域中温度的最大值,最小值,平均值进行统计;
比较特征模块:将红外CCD相机传输的数据的图像矩阵与标准温度矩阵相比较;
发送参数控制指令孟婆模块,向电焊机主机发送新的工作电流。
根据本发明的另一方面,提供了一种电阻焊焊接工艺方法。
包括以下步骤:
将工件放置到电阻焊主机的电阻焊电极之间,并且相互连通;
启动电阻焊主机、红外CCD相机以及电脑处理机构;
待焊件焊接完成即可。
根据本发明的另一方面,提供了一种电阻焊焊接***中电脑处理机构的处理方法。
包括以下步骤:
首先设置主机的串口及网络端口的初始参数,然后分别通过TCP/IP协议与红外CCD相机建立连接、通过串口协议与电阻焊主机建立连接,并读取当前电阻焊中设置的加工电流大小和加工时间;
将红外CCD相机传输的数据转化为图像矩阵,发送给主机;
主机将图像矩阵进行去噪处理,得到数据;
提取数据中受热区域的温度特性,首先采用candy边缘提取算子计算出受热区域;
然后对受热区域中温度的最大值,最小值,平均值进行统计;
用上述处理第i张图片获取的最大值、最小值和平均值分别减去加工过程标准温度矩阵中的第i行第一列、第i行第二列、第i行第三列数值,然后除以标准温度矩阵中的第i行第一列、第i行第二列、第i行第三列数值,分别得到a,b,c;
计算d=w1a+w2b+w3c,其中w1、w2和w3为权重,由具体项目中通过调试获得最优;
通过串口协议向电阻焊主机发送新的电阻焊焊接工作电流Ii+1=Ii*(1+d);
电阻焊焊机根据该工作电流Ii+1进行工作。
该方法进一步的,所述主机将图像矩阵进行去噪处理中,噪音主要包括高频噪声和椒盐噪声。
该方法进一步的,所述高频噪声采用维纳滤波处理,所述椒盐噪声采用均值滤波处理。
该方法进一步的,所述标准温度矩阵由矩阵实验获得,矩阵实验的具体包括以下步骤:
准备1000件以上的待焊工件;
通过设置主机的串口及网络端口的初始参数,然后分别通过TCP/IP协议与红外CCD相机建立连接、通过串口协议与电阻焊主机建立连接,并读取当前电阻焊中设置的加工电流大小和加工时间;
将红外CCD相机传输的数据转化为图像矩阵,发送给主机;
主机将图像矩阵进行去噪处理,得到数据;
提取数据中受热区域的温度特性,首先采用candy边缘提取算子计算出受热区域;
然后对受热区域中温度的最大值,最小值,平均值进行统计;
记录下处理后获得各个工件温度的最大值,最小值和平均值,分别以图片中温度的最大值,最小值和平均值为第一列、第二列、第三列建立加工过程温度矩阵K(ij),其中i=1,2....100,表示第i张图片,j=1,2,3表示温度的最大值,最小值和平均值;
对工件进行拉拔力测试,检测出拉拔力最大的200个,并将这些工件加工过程中得到的加工过程温度矩阵记作Kn (ij)其中,n=1,2....200;
求得取加工过程标准温度矩阵:
本发明的有益效果为:通过红外CCD相机监测焊接的整个过程,然后自动提取焊接过程中热量信息,并将其传递给电脑处理机构,通过电脑处理机构来实现实时调整工艺参数,进而可以在线、实时工艺参数,使得焊接的温度需求能够尽量达到最佳,来保证焊接质量的一致性,增加焊接的质量稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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的附图。
图1是根据本发明实施例的一种电阻焊焊接***的***结构示意图;
图2是根据本发明实施例的一种电阻焊焊接工艺方法的流程图;
图3是根据本发明实施例的一种电阻焊焊接***中电脑处理机构的处理方法流程图之一;
图4是根据本发明实施例的一种电阻焊焊接***中电脑处理机构的处理方法流程图之二;
图5是根据本发明实施例的矩阵实验的实验步骤之一;
图6是根据本发明实施例的矩阵实验的实验步骤之二。
附图标记;
1、电脑处理机构;2、红外CCD相机;3、电阻焊主机;4、电阻焊电极;5、待焊工件。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,根据本发明的实施例,提供了一种电阻焊焊接***,包括电脑处理机构1,所述电脑处理机构1上设有红外CCD相机2,所述电脑处理机构1与电阻焊主机3相连接,所述电阻焊主机3的输出端设有数量为两个的电阻焊电极4,所述电阻焊电极4之间设有待焊工件5,所述红外CCD相机2对准所述待焊工件5。
另外,在具体应用中,对于电阻焊电极4来说,所述电阻焊电极4包括钨铜和铍青铜中的一种。
另外,在具体应用中,对于电脑处理机构来说,所述电脑处理机构包括:
初始化模块:首先设置串口及网络端口的初始参数,然后分别通过TCP/IP协议与红外CCD相机建立连接、通过串口协议与电阻焊主机建立连接,并读取当前电阻焊中设置的加工电流大小和加工时间;
获取图片模块:将红外CCD相机传输的数据转化为图像矩阵;
预处理模块:将图像矩阵进行去噪处理,主要包括高频噪声和椒盐噪声,分别采用维纳滤波和均值滤波实现;
特征提取模块:提取出受热区域的温度特性,首先采用candy边缘提取算子计算出受热区域,然后对受热区域中温度的最大值,最小值,平均值进行统计;
比较特征模块:将红外CCD相机传输的数据的图像矩阵与标准温度矩阵相比较;
发送参数控制指令孟婆模块,向电焊机主机发送新的工作电流。
如图2所示,根据本发明的实施例,还提供了一种电阻焊焊接工艺方法。
包括以下步骤:
步骤S101,将工件放置到电阻焊主机的电阻焊电极之间,并且相互连通;
步骤S103,启动电阻焊主机、红外CCD相机以及电脑处理机构;
步骤S105,待焊件焊接完成即可。
如图3-4所示,根据本发明的实施例,还提供了一种电阻焊焊接***中电脑处理机构的处理方法。
包括以下步骤:
步骤S201,首先设置主机的串口及网络端口的初始参数,然后分别通过TCP/IP协议与红外CCD相机建立连接、通过串口协议与电阻焊主机建立连接,并读取当前电阻焊中设置的加工电流大小和加工时间;
步骤S203,将红外CCD相机传输的数据转化为图像矩阵,发送给主机;
步骤S205,主机将图像矩阵进行去噪处理,得到数据;
步骤S207,提取数据中受热区域的温度特性,首先采用candy边缘提取算子计算出受热区域;
步骤S209,然后对受热区域中温度的最大值,最小值,平均值进行统计;
步骤S211,用上述处理第i张图片获取的最大值、最小值和平均值分别减去加工过程标准温度矩阵中的第i行第一列、第i行第二列、第i行第三列数值,然后除以标准温度矩阵中的第i行第一列、第i行第二列、第i行第三列数值,分别得到a,b,c;
步骤S213,计算d=w1a+w2b+w3c,其中w1、w2和w3为权重,由具体项目中通过调试获得最优;
步骤S215,通过串口协议向电阻焊主机发送新的电阻焊焊接工作电流Ii+1=Ii*(1+d);
步骤S217,电阻焊焊机根据该工作电流Ii+1进行工作。
另外在具体应用的时候,所述主机将图像矩阵进行去噪处理中,噪音主要包括高频噪声和椒盐噪声。所述高频噪声采用维纳滤波处理,所述椒盐噪声采用均值滤波处理。
如图5-6所示,根据本发明的实施例,还提供了一种矩阵实验。
包括以下步骤:
步骤S301,准备1000件以上的待焊工件;
步骤S303,通过设置主机的串口及网络端口的初始参数,然后分别通过TCP/IP协议与红外CCD相机建立连接、通过串口协议与电阻焊主机建立连接,并读取当前电阻焊中设置的加工电流大小和加工时间;
步骤S305,将红外CCD相机传输的数据转化为图像矩阵,发送给主机;
步骤S307,主机将图像矩阵进行去噪处理,得到数据;
步骤S309,提取数据中受热区域的温度特性,首先采用candy边缘提取算子计算出受热区域;
步骤S311,然后对受热区域中温度的最大值,最小值,平均值进行统计;
步骤S313,记录下处理后获得各个工件温度的最大值,最小值和平均值,分别以图片中温度的最大值,最小值和平均值为第一列、第二列、第三列建立加工过程温度矩阵K(ij),其中i=1,2....100,表示第i张图片,j=1,2,3表示温度的最大值,最小值和平均值;
步骤S315,对工件进行拉拔力测试,检测出拉拔力最大的200个,并将这些工件加工过程中得到的加工过程温度矩阵记作Kn (ij)其中,n=1,2....200;
步骤S317,求得取加工过程标准温度矩阵:
综上所述,借助于本发明的上述技术方案,通过红外CCD相机监测焊接的整个过程,然后自动提取焊接过程中热量信息,并将其传递给电脑处理机构,通过电脑处理机构来实现实时调整工艺参数,进而可以在线、实时工艺参数,使得焊接的温度需求能够尽量达到最佳,来保证焊接质量的一致性,增加焊接的质量稳定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,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。

Claims (8)

1.一种电阻焊焊接***,其特征在于,包括电脑处理机构(1),所述电脑处理机构(1)上设有红外CCD相机(2),所述电脑处理机构(1)与电阻焊主机(3)相连接,所述电阻焊主机(3)的输出端设有数量为两个的电阻焊电极(4),所述电阻焊电极(4)之间设有待焊工件(5),所述红外CCD相机(2)对准所述待焊工件(5)。
2.根据权利要求1所述的一种电阻焊焊接***,其特征在于,所述电阻焊电极(4)包括钨铜和铍青铜中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种电阻焊焊接***,其特征在于,所述电脑处理机构包括:
初始化模块:首先设置串口及网络端口的初始参数,然后分别通过TCP/IP协议与红外CCD相机建立连接、通过串口协议与电阻焊主机建立连接,并读取当前电阻焊中设置的加工电流大小和加工时间;
获取图片模块:将红外CCD相机传输的数据转化为图像矩阵;
预处理模块:将图像矩阵进行去噪处理,主要包括高频噪声和椒盐噪声,分别采用维纳滤波和均值滤波实现;
特征提取模块:提取出受热区域的温度特性,首先采用candy边缘提取算子计算出受热区域,然后对受热区域中温度的最大值,最小值,平均值进行统计;
比较特征模块:将红外CCD相机传输的数据的图像矩阵与标准温度矩阵相比较;
发送参数控制指令孟婆模块,向电焊机主机发送新的工作电流。
4.一种电阻焊焊接工艺方法,其特征在于,用于权利要求3所述的一种电阻焊焊接***的使用,包括以下步骤:
将工件放置到电阻焊主机的电阻焊电极之间,并且相互连通;
启动电阻焊主机、红外CCD相机以及电脑处理机构;
待焊件焊接完成即可。
5.一种电阻焊焊接***中电脑处理机构的处理方法,其特征在于,用于权利要求3所述的一种电阻焊焊接***的使用,包括以下步骤:
首先设置主机的串口及网络端口的初始参数,然后分别通过TCP/IP协议与红外CCD相机建立连接、通过串口协议与电阻焊主机建立连接,并读取当前电阻焊中设置的加工电流大小和加工时间;
将红外CCD相机传输的数据转化为图像矩阵,发送给主机;
主机将图像矩阵进行去噪处理,得到数据;
提取数据中受热区域的温度特性,首先采用candy边缘提取算子计算出受热区域;
然后对受热区域中温度的最大值,最小值,平均值进行统计;
用上述处理第i张图片获取的最大值、最小值和平均值分别减去加工过程标准温度矩阵中的第i行第一列、第i行第二列、第i行第三列数值,然后除以标准温度矩阵中的第i行第一列、第i行第二列、第i行第三列数值,分别得到a,b,c;
计算d=w1a+w2b+w3c,其中w1、w2和w3为权重,由具体项目中通过调试获得最优;
通过串口协议向电阻焊主机发送新的电阻焊焊接工作电流Ii+1=Ii*(1+d);
电阻焊焊机根据该工作电流Ii+1进行工作。
6.根据权利要求5所述的一种电阻焊焊接***中电脑处理机构的处理方法,其特征在于,所述主机将图像矩阵进行去噪处理中,噪音主要包括高频噪声和椒盐噪声。
7.根据权利要求6所述的一种电阻焊焊接***中电脑处理机构的处理方法,其特征在于,所述高频噪声采用维纳滤波处理,所述椒盐噪声采用均值滤波处理。
8.根据权利要求7所述的一种电阻焊焊接***中电脑处理机构的处理方法,其特征在于,所述标准温度矩阵由矩阵实验获得,所述矩阵实验的具体包括以下步骤:
准备1000件以上的待焊工件;
通过设置主机的串口及网络端口的初始参数,然后分别通过TCP/IP协议与红外CCD相机建立连接、通过串口协议与电阻焊主机建立连接,并读取当前电阻焊中设置的加工电流大小和加工时间;
将红外CCD相机传输的数据转化为图像矩阵,发送给主机;
主机将图像矩阵进行去噪处理,得到数据;
提取数据中受热区域的温度特性,首先采用candy边缘提取算子计算出受热区域;
然后对受热区域中温度的最大值,最小值,平均值进行统计;
记录下处理后获得各个工件温度的最大值,最小值和平均值,分别以图片中温度的最大值,最小值和平均值为第一列、第二列、第三列建立加工过程温度矩阵K(ij),其中i=1,2....100,表示第i张图片,j=1,2,3表示温度的最大值,最小值和平均值;
对工件进行拉拔力测试,检测出拉拔力最大的200个,并将这些工件加工过程中得到的加工过程温度矩阵记作Kn (ij)其中,n=1,2....200;
求得取加工过程标准温度矩阵:
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