基于dsp的端子質(zhì)量檢測系統(tǒng)及檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種端子質(zhì)量檢測系統(tǒng)，尤其涉及一種基于DSP的端子質(zhì)量檢測系統(tǒng)以及采用該系統(tǒng)的檢測方法。本發(fā)明的基于DSP的端子質(zhì)量檢測系統(tǒng)，包括動(dòng)態(tài)力傳感器、液晶顯示器、報(bào)警器、輸出控制模塊、供電電源模塊和主處理器，動(dòng)態(tài)力傳感器、液晶顯示器、報(bào)警器、輸出控制模塊分別與主處理器通信，供電電源模塊分別與動(dòng)態(tài)力傳感器、輸出控制模塊、主處理器電連接。本發(fā)明的基于DSP的端子質(zhì)量檢測系統(tǒng)及采用該系統(tǒng)的檢測方法，可以在DSP平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)線束接線端子加工質(zhì)量的快速、準(zhǔn)確的判斷；結(jié)構(gòu)簡單，體積小，判斷迅速、準(zhǔn)確率高，價(jià)格遠(yuǎn)低于同類產(chǎn)品。同時(shí)此技術(shù)可以應(yīng)用在別的以沖壓方式加工制造的產(chǎn)品的質(zhì)量檢測上。
【專利說明】基于DSP的端子質(zhì)量檢測系統(tǒng)及檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種端子質(zhì)量檢測系統(tǒng)，尤其涉及一種基于DSP的端子質(zhì)量檢測系統(tǒng)以及采用該系統(tǒng)的檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在大多數(shù)生產(chǎn)線都是人工肉眼檢測端子質(zhì)量，很少采用自動(dòng)檢測設(shè)備?，F(xiàn)有自動(dòng)端子質(zhì)量檢測的廠商所使用的方式分為:
[0003]1.通過位移傳感器，檢測端子壓著機(jī)沖頭的每次位置變化，如果變化過大，則判斷為本次端子壓著不合格，如果在一定的范圍內(nèi)，則判斷為合格，所以誤判率高。
[0004]2.通過顯微鏡攝像頭，拍照之后做圖像識(shí)別檢測，其體積大、時(shí)間長、成本高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的技術(shù)效果能夠克服上述缺陷，提供一種基于DSP的端子質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其提高了端子質(zhì)量檢測的效率和準(zhǔn)確率。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:其包括動(dòng)態(tài)力傳感器、液晶顯示器、報(bào)警器、輸出控制模塊、供電電源模塊和主處理器，動(dòng)態(tài)力傳感器、液晶顯不器、報(bào)警器、輸出控制模塊分別與主處理器通信，供電電源模塊分別與動(dòng)態(tài)力傳感器、輸出控制模塊、主處理器電連接；
[0007]所述的動(dòng)態(tài)力傳感器把接線端子在沖壓過程中的所受的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，主處理器采集由動(dòng)態(tài)力傳感器轉(zhuǎn)換的電壓信號(hào)，經(jīng)過數(shù)字低通濾波器濾波后，進(jìn)行FFT運(yùn)算，將本次端子壓著信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻率域，經(jīng)過頻率域的鑒別算法后，判斷本次壓著是否合格，同時(shí)把本次壓著的信號(hào)波形、壓著結(jié)果以及壓著參數(shù)等顯示在彩色液晶顯示屏上；若主處理器判斷端子質(zhì)量不合格，報(bào)警器紅燈報(bào)警，并通過輸出控制模塊控制端子壓著機(jī)停機(jī)；若質(zhì)量合格，則報(bào)警器綠燈亮，輸出控制模塊不做動(dòng)作，繼續(xù)下一個(gè)行程。
[0008]通過動(dòng)態(tài)力傳感器采集每次端子的沖壓時(shí)域波形(和方式2 —樣)，之后經(jīng)過基于DSP處理器的快速計(jì)算，把信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻率域，從而得到被采集波形的頻率組成部分，之后和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的頻率組成部分相對(duì)比，從而判斷本次端子質(zhì)量是否合格。因?yàn)轭l率組成部分的數(shù)量少，因此，匹配的計(jì)算數(shù)量少，搜易判斷時(shí)間短，效率高。
[0009]所述的主處理器采用STM32F407型號(hào)。
[0010]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種基于DSP的端子質(zhì)量檢測系統(tǒng)的檢測方法，包括如下步驟:
[0011](I)將產(chǎn)品的線束端子放置到端子壓著機(jī)上，當(dāng)端子壓著機(jī)的沖頭向下移動(dòng)接觸到壓線端子后，在壓線端子下面的動(dòng)態(tài)力傳感器能夠檢測出沖頭壓在端子上的壓力，隨著沖頭繼續(xù)下移，端子上的壓力逐漸增大，當(dāng)沖頭下壓到最底端時(shí)，端子的壓力最大，之后沖頭開始上移，端子所受的壓力減小，最后沖頭與端子分開，移動(dòng)到最高端，完成一次端子壓著行程；[0012](2)在整個(gè)行程中，動(dòng)態(tài)力傳感器實(shí)時(shí)的反映端子所受壓力大小，并以電壓信號(hào)線性成比例輸出此壓力值，動(dòng)態(tài)力傳感器輸出0-10V對(duì)應(yīng)端子受力0-50000N ；
[0013](3)端子加工過程中受力情況采集通過主處理器的A/D轉(zhuǎn)換器完成，A/D轉(zhuǎn)換器把動(dòng)態(tài)力傳感器輸出的電壓信號(hào)，采集到主處理器，并存儲(chǔ)在主處理器的內(nèi)存里；
[0014](4)主處理器判斷A/D轉(zhuǎn)換器采集的電壓值是否大于一個(gè)基準(zhǔn)閾值:當(dāng)采集的電壓值小于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)閾值時(shí)，主處理器不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；當(dāng)采集的電壓值大于基準(zhǔn)閾值時(shí)，開始連續(xù)采集256個(gè)數(shù)據(jù)，此256個(gè)數(shù)據(jù)記錄了端子在一個(gè)完整的壓著周期內(nèi)的受力情況:端子受力從小到大，到最大值后開始減小，直至受力結(jié)束；
[0015](5)主處理器采用DSP技術(shù)，對(duì)上述256個(gè)時(shí)域數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT運(yùn)算，得到非周期時(shí)域信號(hào)的頻率域數(shù)據(jù)，即非周期時(shí)域信號(hào)的頻率成分組成數(shù)據(jù)，最后把得到的256個(gè)頻率域數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)頻域數(shù)據(jù)對(duì)比，經(jīng)過鑒別算法，判斷該加工完成的端子是否合格。
[0016]在對(duì)電線線束接線端子加工的過程中，通過對(duì)安裝在端子壓著機(jī)底部的動(dòng)態(tài)壓力傳感器輸出動(dòng)態(tài)力值的連續(xù)、實(shí)時(shí)采樣和存儲(chǔ)，并利用基于DSP技術(shù)的FFT算法將存儲(chǔ)的時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率域信號(hào)，使用頻率域分析方法處理采集的動(dòng)態(tài)力值數(shù)據(jù)在頻域的特性，結(jié)合頻域特有的專用鑒別方法(分析被測波形的頻率組成部分)，完成對(duì)壓線端子質(zhì)量的實(shí)時(shí)檢測、是否合格、狀態(tài)顯示以及相應(yīng)的報(bào)警、停機(jī)等操作。
[0017]步驟(4)中的采樣頻率是2000Hz，采樣時(shí)間是256* (1/2000) =128ms。
[0018]步驟(5)中所述的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)頻域數(shù)據(jù)是通過對(duì)η次成功的端子加工所采集和記錄的頻域數(shù)據(jù)擬合后得到的，其η次成功的端子加工判斷，是靠人工對(duì)加工完的端子觀察其外形和所壓電線:外形整齊，沒有壓斷的電線內(nèi)芯，沒有壓著電線外面的絕緣層，則判斷為合格；經(jīng)過η次采集和記錄，對(duì)η次的成功端子加工的256個(gè)頻域數(shù)據(jù)的每個(gè)點(diǎn)做算術(shù)平均值，得到標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的頻域數(shù)據(jù)；所述的η可以人為設(shè)定。
[0019]步驟(5)中所述的鑒別算法:由于壓著信號(hào)是低頻非周期信號(hào)，所以其頻率組成部分主要以低頻分量為主，因此只需要比較頻率域數(shù)據(jù)的前m項(xiàng)，用采集的頻域數(shù)據(jù)的前m項(xiàng)，對(duì)應(yīng)減去標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的頻域數(shù)據(jù)的前m項(xiàng)，得到m個(gè)差值，依次判斷這m個(gè)差值是否大于設(shè)定的基準(zhǔn)閾值，如果有一個(gè)大于基準(zhǔn)閾值，就判為不合格；當(dāng)所有m個(gè)差值都小于基準(zhǔn)閾值，則判為合格，其中所述的m不大于20。
[0020]本發(fā)明的基于DSP的端子質(zhì)量檢測系統(tǒng)及采用該系統(tǒng)的檢測方法，可以在DSP平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)線束接線端子加工質(zhì)量的快速、準(zhǔn)確的判斷；結(jié)構(gòu)簡單，體積小，判斷迅速、準(zhǔn)確率高，價(jià)格遠(yuǎn)低于同類產(chǎn)品。同時(shí)此技術(shù)可以應(yīng)用在別的以沖壓方式加工制造的產(chǎn)品的質(zhì)量檢測上。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1所示，本發(fā)明的基于DSP的端子質(zhì)量檢測系統(tǒng)，包括動(dòng)態(tài)力傳感器、液晶顯示器、報(bào)警器、輸出控制模塊、供電電源模塊和主處理器，動(dòng)態(tài)力傳感器、液晶顯示器、報(bào)警器、輸出控制模塊分別與主處理器通信，供電電源模塊分別與動(dòng)態(tài)力傳感器、輸出控制模塊、主處理器電連接；
[0023]所述的動(dòng)態(tài)力傳感器把接線端子在沖壓過程中的所受的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，主處理器采集由動(dòng)態(tài)力傳感器轉(zhuǎn)換的電壓信號(hào)，經(jīng)過數(shù)字低通濾波器濾波后，進(jìn)行FFT運(yùn)算，將本次端子壓著信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻率域，經(jīng)過頻率域的鑒別算法后，判斷本次壓著是否合格，同時(shí)把本次壓著的信號(hào)波形、壓著結(jié)果以及壓著參數(shù)等顯示在彩色液晶顯示屏上；若主處理器判斷端子質(zhì)量不合格，報(bào)警器紅燈報(bào)警，并通過輸出控制模塊控制端子壓著機(jī)停機(jī)；若質(zhì)量合格，則報(bào)警器綠燈亮，輸出控制模塊不做動(dòng)作，繼續(xù)下一個(gè)行程。
[0024]所述的主處理器采用ST公司的基于C0RTEX-M4內(nèi)核(具有DSP內(nèi)核)的STM32F407型號(hào)。
[0025]本發(fā)明的基于DSP的端子質(zhì)量檢測系統(tǒng)的檢測方法，包括如下步驟:
[0026](I)將產(chǎn)品的線束端子放置到端子壓著機(jī)上，當(dāng)端子壓著機(jī)的沖頭向下移動(dòng)接觸到壓線端子后，在壓線端子下面的動(dòng)態(tài)力傳感器能夠檢測出沖頭壓在端子上的壓力，隨著沖頭繼續(xù)下移，端子上的壓力逐漸增大，當(dāng)沖頭下壓到最底端時(shí)，端子的壓力最大，之后沖頭開始上移，端子所受的壓力減小，最后沖頭與端子分開，移動(dòng)到最高端，完成一次端子壓著行程；
[0027](2)在整個(gè)行程中，動(dòng)態(tài)力傳感器實(shí)時(shí)的反映端子所受壓力大小，并以電壓信號(hào)線性成比例輸出此壓力值，動(dòng)態(tài)力傳感器輸出0-10V對(duì)應(yīng)端子受力0-50000N ；
[0028](3)端子加工過程中受力情況采集通過主處理器的A/D轉(zhuǎn)換器完成，A/D轉(zhuǎn)換器把動(dòng)態(tài)力傳感器輸出的電壓信號(hào)，采集到主處理器，并存儲(chǔ)在主處理器的內(nèi)存里；
[0029](4)主處理器判斷A/D轉(zhuǎn)換器采集的電壓值是否大于一個(gè)基準(zhǔn)閾值:當(dāng)采集的電壓值小于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)閾值時(shí)，主處理器不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；當(dāng)采集的電壓值大于基準(zhǔn)閾值時(shí)，開始連續(xù)采集256個(gè)數(shù)據(jù)，此256個(gè)數(shù)據(jù)記錄了端子在一個(gè)完整的壓著周期內(nèi)的受力情況:端子受力從小到大，到最大值后開始減小，直至受力結(jié)束；
[0030](5)主處理器采用DSP技術(shù)，對(duì)上述256個(gè)時(shí)域數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT運(yùn)算，得到非周期時(shí)域信號(hào)的頻率域數(shù)據(jù)，即該非周期時(shí)域信號(hào)的頻率成分組成數(shù)據(jù)，最后把得到的256個(gè)頻率域數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)頻域數(shù)據(jù)對(duì)比，經(jīng)過鑒別算法，判斷該加工完成的端子是否合格。
[0031]步驟(4)中的采樣頻率是2000Hz，采樣時(shí)間是256* (1/2000) =128ms。
[0032]步驟(5)中所述的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)頻域數(shù)據(jù)是通過對(duì)η次成功的端子加工所采集和記錄的頻域數(shù)據(jù)，擬合后得到的，其η次成功的端子加工判斷，是靠人工對(duì)加工完的端子，觀察其外形和所壓電線:外形整齊，沒有壓斷的電線內(nèi)芯，沒有壓著電線外面的絕緣層，則判斷為合格；經(jīng)過η次采集和記錄，對(duì)η次的成功端子加工的256個(gè)頻域數(shù)據(jù)的每個(gè)點(diǎn)做算術(shù)平均值，得到標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的頻域數(shù)據(jù)；所述的η可以人為設(shè)定。
[0033]步驟(5)中所述的鑒別算法:由于壓著信號(hào)是低頻非周期信號(hào)，所以其頻率組成部分主要以低頻分量為主，因此只需要比較頻率域數(shù)據(jù)的前m項(xiàng)(m —般小于20，可以設(shè)定)，用采集的頻域數(shù)據(jù)的前m項(xiàng)，對(duì)應(yīng)減去標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的頻域數(shù)據(jù)的前m項(xiàng)，得到m個(gè)差值，依次判斷這m個(gè)差值是否大于設(shè)定的基準(zhǔn)閾值，如果有一個(gè)大于基準(zhǔn)閾值，就判為不合格；當(dāng)所有m個(gè)差值都小于基準(zhǔn)閾值，則判為合格。
【權(quán)利要求】
1.一種基于DSP的端子質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括動(dòng)態(tài)力傳感器、液晶顯示器、報(bào)警器、輸出控制模塊、供電電源模塊和主處理器，動(dòng)態(tài)力傳感器、液晶顯不器、報(bào)警器、輸出控制模塊分別與主處理器通信，供電電源模塊分別與動(dòng)態(tài)力傳感器、輸出控制模塊、主處理器電連接； 所述的動(dòng)態(tài)力傳感器把接線端子在沖壓過程中的所受的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，主處理器采集由動(dòng)態(tài)力傳感器轉(zhuǎn)換的電壓信號(hào)，經(jīng)過數(shù)字低通濾波器濾波后，進(jìn)行FFT運(yùn)算，將本次端子壓著信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻率域，經(jīng)過頻率域的鑒別算法后，判斷本次壓著是否合格，同時(shí)把本次壓著的信號(hào)波形、壓著結(jié)果以及壓著參數(shù)等顯示在彩色液晶顯示屏上；若主處理器判斷端子質(zhì)量不合格，報(bào)警器紅燈報(bào)警，并通過輸出控制模塊控制端子壓著機(jī)停機(jī)；若質(zhì)量合格，則報(bào)警器綠燈亮，輸出控制模塊不做動(dòng)作，繼續(xù)下一個(gè)行程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DSP的端子質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的主處理器采用STM32F407型號(hào)。
3.一種采用上述任一權(quán)利要求所述的基于DSP的端子質(zhì)量檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)將產(chǎn)品的線束端子放置到端子壓著機(jī)上，當(dāng)端子壓著機(jī)的沖頭向下移動(dòng)接觸到壓線端子后，在壓線端子下面的動(dòng)態(tài)力傳感器能夠檢測出沖頭壓在端子上的壓力，隨著沖頭繼續(xù)下移，端子上的壓力逐漸增大，當(dāng)沖頭下壓到最底端時(shí)，端子的壓力最大，之后沖頭開始上移，端子所受的壓力減小，最后沖頭與端子分開，移動(dòng)到最高端，完成一次端子壓著行程; (2)在整個(gè)行程中，動(dòng)態(tài)力傳感器實(shí)時(shí)的反映端子所受壓力大小，并以電壓信號(hào)線性成比例輸出此壓力值，動(dòng)態(tài)力傳感器輸出O-1OV對(duì)應(yīng)端子受力0-50000N ； (3)端子加工過程中受力情況采集通過主處理器的A/D轉(zhuǎn)換器完成，A/D轉(zhuǎn)換器把動(dòng)態(tài)力傳感器輸出的電壓信號(hào)，采集到主處理器，并存儲(chǔ)在主處理器的內(nèi)存里； (4)主處理器判斷A/D轉(zhuǎn)換器采集`的電壓值是否大于一個(gè)基準(zhǔn)閾值:當(dāng)采集的電壓值小于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)閾值時(shí)，主處理器不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；當(dāng)采集的電壓值大于基準(zhǔn)閾值時(shí)，開始連續(xù)采集256個(gè)數(shù)據(jù)，此256個(gè)數(shù)據(jù)記錄了端子在一個(gè)完整的壓著周期內(nèi)的受力情況:端子受力從小到大，到最大值后開始減小，直至受力結(jié)束； (5)主處理器采用DSP技術(shù)，對(duì)上述256個(gè)時(shí)域數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT運(yùn)算，得到非周期時(shí)域信號(hào)的頻率域數(shù)據(jù)，即該非周期時(shí)域信號(hào)的頻率成分組成數(shù)據(jù)，最后把得到的256個(gè)頻率域數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)頻域數(shù)據(jù)對(duì)比，經(jīng)過鑒別算法，判斷該加工完成的端子是否合格。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測方法，其特征在于，步驟(4)中的采樣頻率是2000Hz，采樣時(shí)間是 256* (1/2000) =128ms0
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測方法，其特征在于，步驟(5)中所述的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)頻域數(shù)據(jù)是通過對(duì)η次成功的端子加工所采集和記錄的頻域數(shù)據(jù)擬合后得到的，其η次成功的端子加工判斷，是靠人工對(duì)加工完的端子觀察其外形和所壓電線:外形整齊，沒有壓斷的電線內(nèi)芯，沒有壓著電線外面的絕緣層，則判斷為合格；經(jīng)過η次采集和記錄，對(duì)η次的成功端子加工的256個(gè)頻域數(shù)據(jù)的每個(gè)點(diǎn)做算術(shù)平均值，得到標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的頻域數(shù)據(jù)；所述的η可以人為設(shè)定。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測方法，其特征在于，步驟(5)中所述的鑒別算法:由于壓著信號(hào)是低頻非周期信號(hào)，所以其頻率組成部分主要以低頻分量為主，因此只需要比較頻率域數(shù)據(jù)的前m項(xiàng)，用采集的頻域數(shù)據(jù)的前m項(xiàng)，對(duì)應(yīng)減去標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的頻域數(shù)據(jù)的前m項(xiàng)，得到m個(gè)差值，依次判斷這m個(gè)差值是否大于設(shè)定的基準(zhǔn)閾值，如果有一個(gè)大于基準(zhǔn)閾值，就判為不合格 ；當(dāng)所有m個(gè)差 值 都小于基準(zhǔn)閾值，則判為合格，其中所述的m不大于20。
【文檔編號(hào)】H01R43/048GK103673965SQ201310728661
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】秦浩華, 顏弘, 邵巍 申請(qǐng)人:青島科技大學(xué)