專(zhuān)利名稱(chēng)：控制電阻點(diǎn)焊質(zhì)量的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制電阻點(diǎn)焊質(zhì)量的裝置和方法，且更具體地，涉及一種利用一動(dòng)態(tài)電阻曲線控制焊接質(zhì)量的電阻點(diǎn)焊裝置和方法。
近來(lái)，電阻點(diǎn)焊被廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合，例如，用于連接汽車(chē)制造中使用的一對(duì)金屬板。如已公知的那樣，焊接過(guò)程中的質(zhì)量控制是與電阻點(diǎn)焊有關(guān)的主要困難之一。


圖1表示現(xiàn)有技術(shù)中的一種電阻點(diǎn)焊裝置100，該裝置能預(yù)測(cè)并控制電阻點(diǎn)焊的質(zhì)量，如在題目為“預(yù)測(cè)和控制電阻點(diǎn)焊質(zhì)量的方法和裝置”的美國(guó)專(zhuān)利No．4493965中所披露的那樣。該電阻點(diǎn)焊裝置100包括一配有一對(duì)焊接電極的點(diǎn)焊機(jī)110，一對(duì)金屬板112，一變壓器114，一控制器116，一電流傳感器120，一電壓傳感器122以及一微處理器130。
在這一電阻點(diǎn)焊裝置100中，與變壓器114配合的控制器116給要焊接的金屬板112供應(yīng)焊接電流和電壓。電流和電壓傳感器120，122分別產(chǎn)生與焊接電流和電壓成正比的模擬信號(hào)。最好是將電壓傳感器122的導(dǎo)線頭置于盡可能靠近焊接電極的位置以便在測(cè)量焊接電壓時(shí)消除點(diǎn)焊機(jī)110的電極臂分布電阻的影響。
電流傳感器120可置于電阻點(diǎn)焊裝置100的電路中的任何位置。微處理器130產(chǎn)生控制焊接電流的邏輯門(mén)信號(hào)，其中通過(guò)采用從電流和電壓傳感器120，122檢測(cè)到的電流和電壓來(lái)得到這一邏輯門(mén)信號(hào)?？刂破?16根據(jù)來(lái)自微處理器130的邏輯門(mén)信號(hào)控制被施加于電阻點(diǎn)焊機(jī)100的初級(jí)電路上的焊接電流。
上述電阻點(diǎn)焊裝置100的一個(gè)主要缺點(diǎn)是它需要將電流和電壓傳感器120，122在此結(jié)合并分別檢測(cè)焊接電流和電壓，這就使得電阻點(diǎn)焊裝置100變得復(fù)雜起來(lái)。
此外，上述現(xiàn)有技術(shù)中的裝置往往會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞電壓傳感器122的導(dǎo)線頭和焊接電極之間的連接，因?yàn)檫@種連接是通過(guò)將電壓傳感器122和其相應(yīng)的導(dǎo)線頭用機(jī)械的方法置于直接與焊接電極接觸的位置或置于與焊接電極非常接近的位置來(lái)作出的。
所以，本發(fā)明的主要目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的電阻點(diǎn)焊裝置，這種裝置通過(guò)使用一動(dòng)態(tài)電阻曲線，因而就減少了所需的傳感器數(shù)量。
本發(fā)明的另一目的是提供一種改進(jìn)的方法，該方法通過(guò)采用HMM(HiddenMarkov Model)方法估算電阻點(diǎn)焊的熔核尺寸和熔核熔透深度能夠準(zhǔn)確地估算點(diǎn)焊質(zhì)量。
按照本發(fā)明，提供了一電阻點(diǎn)焊裝置，該裝置包括一初級(jí)電路，一次級(jí)電路以及一變壓器，用來(lái)控制電阻點(diǎn)焊質(zhì)量，其中給初級(jí)電路施加一電壓以便由此產(chǎn)生一焊接電流，該焊接裝置還包括一用來(lái)從初級(jí)電路檢測(cè)焊接電流的電流傳感器；一根據(jù)焊接電流計(jì)算功率因數(shù)的功率因數(shù)計(jì)算器；一根據(jù)計(jì)算出的功率因數(shù)得到一動(dòng)態(tài)電阻曲線的動(dòng)態(tài)電阻計(jì)算器；一通過(guò)使用Hidden MarkovModel(HMM)方法由該動(dòng)態(tài)電阻曲線估算熔核尺寸和熔核熔透深度的熔核估算器；以及一通過(guò)使用上述熔核尺寸和熔核熔透深度來(lái)控制焊接電流的焊接電流控制器。
通過(guò)下述優(yōu)選實(shí)施例的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明的上述和其它目的及優(yōu)點(diǎn)就變得更加清楚明了，其中圖1表示現(xiàn)有技術(shù)中電阻點(diǎn)焊裝置的示意圖；圖2表示按照本發(fā)明的其中包含一焊接質(zhì)量控制器的電阻點(diǎn)焊裝置的示意圖；圖3是一描述按照輸入電壓Vm(x)作為其相角和其幅值的函數(shù)的焊接電流im(x)的變化圖形；圖4表示一作為引燃角和導(dǎo)通角函數(shù)的焊接電流中功率因數(shù)的圖形；圖5表示一通過(guò)使用圖2所示的Hidden Markov Model方法估算熔核尺寸和熔核熔透深度的本發(fā)明熔核估算器的框圖；圖6提供了一用來(lái)產(chǎn)生一系列離散的觀測(cè)信號(hào)以備圖5所示的HMM整理排序的本發(fā)明轉(zhuǎn)換器的圖解框圖；以及圖7A和7B表示一操作流程圖，該圖描述通過(guò)使用圖2所示的焊接質(zhì)量控制器控制電阻點(diǎn)焊質(zhì)量的程序。
圖2到圖7表示按照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的本發(fā)明電阻點(diǎn)焊裝置200和其方法的各種圖。
圖2描述了本發(fā)明包括一焊接質(zhì)量控制器270的電阻點(diǎn)焊裝置的圖解框圖，其中焊接質(zhì)量控制器270包括一功率因數(shù)計(jì)算器230，一動(dòng)態(tài)電阻計(jì)算器240，一熔核估算器250以及一焊接電流控制器260。該電阻點(diǎn)焊裝置200包括一有一初級(jí)繞組，一鐵芯和一次級(jí)繞組的變壓器216，一包括變壓器216的初級(jí)繞組和一有一SCR(SCR1)和另一SCR(SCR2)的SCR(半導(dǎo)體控制整流器)塊235的初級(jí)電路280，一包括一對(duì)電極210，214，一對(duì)夾持在電極210，214之間的金屬板212以及變壓器216的次級(jí)繞組的次級(jí)電路，和一電流傳感器220。
在焊接裝置200中，線201，202上的AC(交流)輸入電壓Vm(x)施加到SCR塊235一端和變壓器216的初級(jí)繞組一端之間，由此使得初級(jí)電流通過(guò)SCR塊235和變壓器216的初級(jí)繞組。該AC輸入電壓通常是220伏，380伏或440伏。變壓器216將初級(jí)電流280中的電能轉(zhuǎn)換到次級(jí)電路290中并使其電流和電壓發(fā)生變化，以使得次級(jí)電路290的電流比初級(jí)電路280上的大。在電阻點(diǎn)焊中，一對(duì)電極210，214夾持住金屬板212并使得次級(jí)電流通過(guò)金屬板的局部區(qū)域并加熱這些金屬板的所述局部區(qū)域。因此，如果電阻點(diǎn)焊結(jié)束后，就會(huì)在這些金屬板212的局部區(qū)域之間形成一熔核，即一焊點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)注意該熔核的尺寸δ，即焊點(diǎn)的直徑，熔核的熔透深度ρ，即焊點(diǎn)的深度，代表電阻點(diǎn)焊的質(zhì)量。SCR塊235用來(lái)控制傳送到變壓器216的初級(jí)繞組上的焊接電流。電流傳感器220連接到初級(jí)電路280上用于在電阻點(diǎn)焊裝置200操作期間檢測(cè)焊接電流。
圖3示出一描述在初級(jí)電路280上由電流傳感器220測(cè)出的作為一給定輸入電壓Vm(x)相角函數(shù)的焊接電流im(x)的變化圖，其中x軸表示相角；y軸表示im(x)和Vm(x)值；α代表由一點(diǎn)限定的引燃角，焊接電流從該點(diǎn)起在一半周內(nèi)開(kāi)始；β代表一熄滅角，焊接電流im(x)從該點(diǎn)起在一半周內(nèi)消退；以及λ代表在一半周內(nèi)由α和β的差值限定的一導(dǎo)通角。全加熱電流由圖3中的虛線表示，θ是表示相對(duì)于輸入電壓Vm(x)的全加熱電流i的相角延遲的一個(gè)功率因數(shù)。在本發(fā)明的這一優(yōu)選實(shí)施例中，在一焊接周期的Vm(x)，即，焊接一個(gè)焊點(diǎn)期間的Vm(x)包括M數(shù)目的半周，而且一焊接周期的im(x)也包括與Vm(x)的半周數(shù)目相同的半周數(shù)目。焊接電流im(x)可由下列公式表示im(x)=(Vm／丨Z丨)(sin(x-θ)-sin(α-θ)e-(x-α)／tanθ)公式1其中，Z代表電阻點(diǎn)焊裝置200的阻抗。
在公式1中，假定x等于β，則im(x)變成0。所以，公式1可被重新寫(xiě)成sin(β-θ)-sin(α-θ)exp-(β-α)／tanθ)=0公式2在圖3中，因?yàn)棣说扔讦?α，公式2以公式3的形式給出sin(α+λ-θ)-sin(α-θ)exp-λ／tanθ)=0公式3在本發(fā)明的這一優(yōu)選實(shí)施例中，功率因數(shù)計(jì)算器230在每一半周從由電流傳感器220提供的im(x)獲得α和λ。因此，每一半周的功率因數(shù)θm可從公式3中獲得。該功率因數(shù)計(jì)算器230給動(dòng)態(tài)電阻計(jì)算器240提供θm。
按照本發(fā)明的實(shí)施例從公式3得到的θm的模擬結(jié)果在圖4中表示出來(lái)，其中θm表示為λ和α的函數(shù)。例如，如果λ和α分別為160度和100度，則θm為90度。本例的情況在圖4中由一虛線表示。
現(xiàn)在返回到圖2，動(dòng)態(tài)電阻計(jì)算器240通過(guò)由下列本領(lǐng)域公知的公式給定的功率因數(shù)計(jì)算器230，根據(jù)θm計(jì)算相應(yīng)動(dòng)態(tài)電阻Rdm的M數(shù)。
Rdm=WLcotθm公式4其中，Rdm是電阻點(diǎn)焊裝置200的動(dòng)態(tài)電阻；L是電阻點(diǎn)焊裝置200的電感；以及W是Vm(x)的頻率。此外，假定金屬板212的厚度是均勻的，則L變?yōu)楹愣〝?shù)。而且因?yàn)檩斎腚妷篤m(x)有一恒定頻率，所以W是恒定的。因此，該動(dòng)態(tài)電阻計(jì)算器240可以從公式4計(jì)算每一半周的Rdm。計(jì)算出的Rdm被傳送到熔核估算器250，用來(lái)估算電阻點(diǎn)焊的熔核尺寸δ和熔透深度ρ。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，是采用傳統(tǒng)的Hidden Markov Model(HMM)方法來(lái)估算熔核尺寸δ和熔核熔透深度ρ的。該HMM是可排成序列的統(tǒng)計(jì)模型，有兩個(gè)明顯的特點(diǎn)(1)對(duì)要進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分布沒(méi)有進(jìn)行先前的假設(shè)；(2)可由該HMM對(duì)一高級(jí)序貫結(jié)構(gòu)編碼。對(duì)各種各樣的隨機(jī)信號(hào)處理已成功地應(yīng)用了這種HMM，包括語(yǔ)音識(shí)別、手勢(shì)識(shí)別以及開(kāi)環(huán)人體動(dòng)作技能和反作用人體控制對(duì)策類(lèi)。關(guān)于HMM的細(xì)節(jié)，例如可參見(jiàn)IEEE學(xué)報(bào)(Proceedingsof the IEEE)的第77卷No．2，PPS 257-286(1989年2月)中L．R．Rabinerd“有關(guān)Hidden Markov Models的指導(dǎo)和在語(yǔ)音識(shí)別方面的選擇應(yīng)用”(“A Tutorial OnHidden Markov Models and Selected Applications in Speech Recognition”)。
圖5是表示通過(guò)利用本發(fā)明的HMM方法估算熔核尺寸δ和熔核熔透深度ρ的方框圖。其中熔核估算器250包括一個(gè)轉(zhuǎn)換器251，一個(gè)HMM(HiddenMarkov Model)塊255和一個(gè)估算器256。在本發(fā)明的這一優(yōu)選實(shí)施例中，輸入信號(hào)代表具有在動(dòng)態(tài)電阻計(jì)算器240上計(jì)算出的Rdm的Rd曲線。將該輸入信號(hào)提供給轉(zhuǎn)換器251。
圖6是表示轉(zhuǎn)換器251的方框圖，該轉(zhuǎn)換器251用來(lái)產(chǎn)生一離散的觀測(cè)信號(hào)序列以備用圖5所示的HMM塊255估算熔核。該離散的觀測(cè)信號(hào)序列用符號(hào)“0”表示。轉(zhuǎn)換器251包含一濾波器252和一矢量數(shù)字轉(zhuǎn)換器253。在濾波器252中，所述輸入信號(hào)被濾波，由此產(chǎn)生一濾波后的輸入信號(hào)。矢量數(shù)字轉(zhuǎn)換器253利用一種矢量數(shù)字化(VQ)方法，例如利用一種通用的LBQ VQ算法把濾波后的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字，以便由此產(chǎn)生所述離散的觀測(cè)符號(hào)序列“0”由矢量數(shù)字轉(zhuǎn)換器253分成nw級(jí)中的其中之一級(jí)。
返回到圖5，該離散觀測(cè)符號(hào)序列“0”被輸入到HMM塊255。該HMM塊255包含有nw個(gè)組μi，其中i∈{1，2，…nw}。該HMM方法的μi由一組排序觀測(cè)序列Ωi來(lái)排序。該Ωi可以是這樣的Ωi={Oi(1)，Oi(2)，…Oi(i)}，其中Ωi(k)是在wi組中的第k個(gè)排序觀測(cè)序列，ni是在wi組中的排序觀測(cè)序列的總數(shù)。通過(guò)采用例如一自在向右的用來(lái)計(jì)算一相應(yīng)概率P(O丨μi)的模型在每一個(gè)μi對(duì)所述離散觀測(cè)符號(hào)序列“0”進(jìn)行處理，為估算器256提供每一個(gè)概率P(O丨μi)。該估算器256在這些概率P(O丨μi)中選擇一最大值并從具有該最大值的組μn中估算電阻點(diǎn)焊的熔核尺寸δ和熔透深度ρ。該估算器256輸出一估算的δ和ρ作為電阻點(diǎn)焊的熔核尺寸和熔透深度。
返回到圖2，焊接電流控制器260從該熔核估算器250中接收估算的δ和ρ。焊接電流控制器260檢測(cè)這一估算的δ和ρ是否小于或大于一組預(yù)定閾值TH1和TH2。該δ和ρ值分別與TH1和TH2相比較。如果估算值δ和ρ兩者都大于閾值TH1和TH2，焊接電流控制器260產(chǎn)生一個(gè)用來(lái)在下一個(gè)焊接周期將焊接電流減小一預(yù)定值的邏輯門(mén)信號(hào)，否則，該焊接電流控制器260產(chǎn)生一個(gè)輸入到SCR塊235中的用來(lái)在下一個(gè)焊接周期將焊接電流增加一預(yù)定值的邏輯門(mén)信號(hào)。
參考圖7A和7B，現(xiàn)在將詳細(xì)描述本發(fā)明的控制電阻點(diǎn)焊質(zhì)量的方法。在步驟S100，功率因數(shù)計(jì)算器230將m置于0并到達(dá)步驟S110，其中m是從0至M的正整數(shù)，代表在被檢測(cè)的im(x)中的半周數(shù)。在步驟S110，電流傳感器220檢測(cè)初級(jí)電路280中的im(x)并將檢測(cè)的焊接電流im(x)傳送到功率因數(shù)計(jì)算器230中，其中包括M個(gè)半周的檢測(cè)到的焊接電流im(x)具有有關(guān)每一半周的λ和α的數(shù)據(jù)。過(guò)程達(dá)到步驟S120。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，輸入電壓Vm(x)的每半周的一開(kāi)始也由電流傳感器220檢測(cè)并提供給功率因數(shù)計(jì)算器230。在步驟S120，功率因數(shù)計(jì)算器230利用公式3或圖4所示的曲線計(jì)算功率因數(shù)θm，并到達(dá)步驟S121，存儲(chǔ)該θm，然后處理過(guò)程到達(dá)步驟S122。
在步驟S122，功率因數(shù)計(jì)算器230檢測(cè)m是否比M小，如果檢測(cè)到的結(jié)果是肯定的，處理過(guò)程進(jìn)入步驟S124。在步驟S124，m加1變成m+1并返回到步驟S110。如果在步驟S122檢測(cè)到的結(jié)果是否定的，則功率因數(shù)計(jì)算器230為動(dòng)態(tài)電阻計(jì)算器提供存儲(chǔ)的θm，過(guò)程進(jìn)入步驟S140。
在步驟S140，動(dòng)態(tài)電阻計(jì)算器240利用公式4為每一θm計(jì)算Rdm。該動(dòng)態(tài)電阻計(jì)算器240利用計(jì)算出的Rdm作出一Rd曲線并向熔核估算器250提供該Rd曲線。
在步驟S150，熔核估算器利用HMM方法估算熔核尺寸和熔核熔透深度δ和ρ，過(guò)程經(jīng)過(guò)一分接符A到達(dá)步驟160。在步驟S160，焊接電流控制器260檢測(cè)估算值δ和ρ是否均大于一組預(yù)定閾值(TH1，TH2)，如果檢測(cè)到的結(jié)果為是，則過(guò)程進(jìn)入步驟162，該步驟將下一焊接周期的焊接電流減小一預(yù)定值，然后過(guò)程進(jìn)入步驟S174。如果檢測(cè)到的結(jié)果是否，則過(guò)程進(jìn)入步驟S164，該步驟S164將下一焊接周期的焊接電流增加一預(yù)定值，然后過(guò)程到達(dá)步驟S170。
在步驟S170，熔核估算器250檢查增加后的焊接電流是否比電阻點(diǎn)焊裝置200的VOL(上操作限)大，如果檢查到的結(jié)果為是，過(guò)程到達(dá)步驟S172，該步驟將焊接電流設(shè)置成等于或小于該VOL，然后過(guò)程到達(dá)步驟S180。如果在步驟S170檢查到的結(jié)果是否，則過(guò)程進(jìn)入步驟S180。在步驟174，焊接電流控制器260檢查已在步驟S162減小的焊接電流是否比電阻點(diǎn)焊裝置200的LOL(下操作限)小。如果檢查到的結(jié)果為是，則過(guò)程進(jìn)入步驟S176，該步驟將焊接電流設(shè)置成等于或大于該LOL，然后過(guò)程進(jìn)入步驟S180。如果在步驟S174檢查到的結(jié)果為否，則過(guò)程進(jìn)入步驟S180。在步驟S180，焊接電流控制器260給SCR塊235提供一邏輯門(mén)信號(hào)，該信號(hào)用來(lái)控制下一焊接周期的焊接電流，使其與在步驟S165、S164、S172或S176調(diào)節(jié)過(guò)的焊接電流相一致。
盡管根據(jù)上述優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了描述，但如在下列權(quán)利要求中陳述的那樣，在不脫離本發(fā)明宗旨和范圍的情況下可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行其它的修改和變更。
權(quán)利要求
1.一種用來(lái)控制電阻點(diǎn)焊質(zhì)量的電阻點(diǎn)焊設(shè)備，包括一初級(jí)電路、一次級(jí)電路和一變壓器，其中給初級(jí)電路施加一電壓以便產(chǎn)生一焊接電流，該焊接設(shè)備包括用來(lái)從初級(jí)電路檢測(cè)焊接電流的裝置；用來(lái)根據(jù)焊接電流計(jì)算功率因數(shù)的裝置；用來(lái)根據(jù)計(jì)算出的功率因數(shù)獲得一動(dòng)態(tài)電阻曲線的裝置；以及用來(lái)產(chǎn)生一控制焊接電流的門(mén)信號(hào)的裝置，其中該門(mén)信號(hào)是利用動(dòng)態(tài)電阻曲線而得到的。
2.如權(quán)利要求1所述的焊接設(shè)備，還包括根據(jù)動(dòng)態(tài)電阻曲線估算熔核尺寸和熔核熔透深度以產(chǎn)生門(mén)信號(hào)的裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的焊接設(shè)備，其中所述熔核尺寸和熔核熔透深度是利用隱馬爾克夫模型(HMM)方法得到的。
4.如權(quán)利要求2所述的焊接設(shè)備，還包括一對(duì)用來(lái)控制焊接電流的半導(dǎo)體控制的整流器。
5.如權(quán)利要求2所述的焊接設(shè)備，其中所述的估算裝置包括將動(dòng)態(tài)電阻曲線轉(zhuǎn)換成一離散的觀測(cè)符號(hào)序列以備HMM使用的裝置；一個(gè)具有nw個(gè)組μi的HMM塊，用來(lái)在每一個(gè)組μi計(jì)算離散觀測(cè)符號(hào)序列，以計(jì)算相應(yīng)的概率P(O丨μn)，其中i∈{1，2，…nw}，nw是一預(yù)定的正整數(shù)；以及通過(guò)在這些組μi中選擇具有最大的P(O丨μn)值的一個(gè)組μi，來(lái)估算電阻點(diǎn)焊的熔核尺寸δ與熔透深度ρ的裝置；以及輸出一個(gè)估算的δ和ρ，作為電阻點(diǎn)焊的熔核尺寸和熔核熔透深度。
6.如權(quán)利要求5所述的焊接設(shè)備，其中該轉(zhuǎn)換裝置包括用來(lái)過(guò)濾動(dòng)態(tài)電阻曲線的裝置；以及一用來(lái)量化離散觀測(cè)值由此獲得離散觀測(cè)符號(hào)序列的矢量量化器。
7.一種控制電阻點(diǎn)焊質(zhì)量的方法，包括下列步驟(a)在包含M個(gè)半周的焊接過(guò)程中，檢測(cè)焊接電流的M個(gè)功率因數(shù)，其中每一個(gè)功率因數(shù)分別與每一個(gè)半周相對(duì)應(yīng)；(b)根據(jù)檢測(cè)到的M個(gè)功率因數(shù)確定一動(dòng)態(tài)電阻曲線；以及(c)根據(jù)確定的動(dòng)態(tài)電阻曲線控制下一個(gè)焊接過(guò)程的焊接電流。
8.如權(quán)利要求7的方法，在所述步驟(a)之前進(jìn)一步包括步驟(a1)檢測(cè)焊接電流每一個(gè)半周的引燃角和熄滅角，其中，引燃角是由這樣一點(diǎn)限定的，即焊接電流從該點(diǎn)起在一半周內(nèi)開(kāi)始，熄滅角是由這樣一點(diǎn)限定的，即焊接電流從該點(diǎn)起在該半周內(nèi)結(jié)束；以及(a2)計(jì)算一導(dǎo)通角，該導(dǎo)通角是從該熄滅角中減去該引燃角確定的。
9.如權(quán)利要求8的方法，在所述步驟(a2)之后進(jìn)一步包括步驟(a3)根據(jù)每個(gè)半周的引燃角和導(dǎo)通角計(jì)算M個(gè)功率因數(shù)。
10.按照權(quán)利要求9的方法，其中功率因數(shù)是通過(guò)下述公式計(jì)算的sin(α+λ-θ)-sin(α-θ)exp-λ／tanθ)=0其中α表示引燃角；β表示熄滅角；λ表示導(dǎo)通角；θ表示焊接電流相應(yīng)半周的功率因數(shù)。
11.一種在電阻點(diǎn)焊裝置中使用的控制焊接電流的方法，包括下列步驟(a)在包括M個(gè)半周的焊接過(guò)程中檢測(cè)焊接電流的M個(gè)功率因數(shù)，其中每一個(gè)功率因數(shù)分別與每一個(gè)半周相對(duì)應(yīng)；(b)根據(jù)檢測(cè)到的M個(gè)功率因數(shù)選擇一動(dòng)態(tài)電阻曲線；(c)利用該動(dòng)態(tài)電阻曲線確定電阻點(diǎn)焊的熔核尺寸和熔核熔透深度；以及(d)根據(jù)選擇到的動(dòng)態(tài)電阻曲線控制下一焊接過(guò)程的焊接電流。
12.按照權(quán)利要求11的方法，在步驟(a)之前進(jìn)一步包括步驟(a1)檢測(cè)焊接電流每一半周的引燃角和熄滅角。
13.按照權(quán)利要求12的方法，在所述步驟(a1)之后進(jìn)一步包括步驟(a11)由每一半周的引燃角和導(dǎo)通角計(jì)算M個(gè)功率因數(shù)。
14.按照權(quán)利要求13的方法，其中該功率因數(shù)是由下列公式計(jì)算的sin(α+λ-θ)-sin(α-θ)exp-λ／tanθ)=0其中α表示引燃角；λ表示導(dǎo)通角；θ表示焊接電流相應(yīng)半周的功率因數(shù)。
15.按照權(quán)利要求11的方法，其中步驟(c)包括下述步驟(c1)將動(dòng)態(tài)電阻曲線轉(zhuǎn)換為離散觀測(cè)符號(hào)序列；(c2)將離散觀測(cè)符號(hào)序列排序成N個(gè)HMM塊，其中每個(gè)HMM塊計(jì)算離散觀測(cè)符號(hào)序列的概率；以及(c3)從具有最大值的HMM塊中估算電阻點(diǎn)焊的熔核尺寸和熔核熔透深度。
16.按照權(quán)利要求15的方法，其中步驟(c1)包括下列步驟(c11)將動(dòng)態(tài)電阻曲線濾波，由此得到一濾波后的動(dòng)態(tài)電阻曲線；以及(c22)將濾波后的電阻曲線矢量量化，由此得到所述的離散觀測(cè)符號(hào)序列。
全文摘要
電阻點(diǎn)焊裝置包括初級(jí)電路、次級(jí)電路和變壓器,用來(lái)控制電阻點(diǎn)焊質(zhì)量,給初級(jí)電路施加電壓以產(chǎn)生焊接電流。該裝置還包括檢測(cè)焊接電流的電流傳感器、功率因數(shù)計(jì)算器、動(dòng)態(tài)電阻計(jì)算器、熔核估算器及電流控制器。功率因數(shù)計(jì)算器根據(jù)焊接電流計(jì)算功率因數(shù),熔核估算器利用隱馬爾克夫模型方法由動(dòng)態(tài)電阻曲線估算熔核尺寸和熔核熔透深度,動(dòng)態(tài)電阻曲線通過(guò)功率因數(shù)計(jì)算器獲得。根據(jù)熔核尺寸和熔核熔透深度改變焊接電流控制電阻點(diǎn)焊質(zhì)量。
文檔編號(hào)G01R31/01GK1206113SQ9810294
公開(kāi)日1999年1月27日 申請(qǐng)日期1998年6月4日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月4日
發(fā)明者金經(jīng)一, 成源鎬, 崔在成 申請(qǐng)人:社團(tuán)法人高等技術(shù)研究院研究組合