轿车车身焊点质量监控系统的研究

摘要

在轿车车身制造过程中，电阻点焊是主要的装配连接手段。由于点焊过程易受材料性能、表面状况、工艺参数、网压波动等多种因素的影响，造成焊接过程的不稳定，易导致不合格焊点的出现。目前，为保证车身焊点质量，大多数企业采用焊前保证工艺条件-焊接过程反馈控制-焊后抽检的质量保证体系，但这种质量保证体系无法获得每一个焊点的确定质量信息。本文提出了一种质量保证新模式，开发一套在线焊点监测与管理的软件系统，实时监测点焊过程、获得每一个焊点质量信息、实现焊点质量评判和信息管理。
　　 焊点质量与焊接工艺参数之间密切相关，结合车身焊接过程与点焊的基本原理，分析了不同点焊参数对焊点质量的影响。根据点焊过程实时控制的要求，搭建了点焊过程的实时获取信号的计算机系统的硬件平台，在获得数字信号的基础上，提出了基于数据驱动的车身焊点质量监控系统体系。
　　 基于轿车焊装总成过程柔性化需求，开发了轿车车身总成工艺焊点质量监测与管理系统。第一，采用软件工程方法，建立了系统需求分析模型，构造了系统状态图、活动图模型、并进行了系统模型运行机制分析；第二，进行了系统结构功能设计、划分以及功能分析，设计了系统总体流程图，并且用数据流图进行了各个模块间信息流分析；第三，按照数据库设计流程，进行了数据库需求分析、E-R图设计、逻辑模式设计和物理设计以及数据的维护、运行；第四，对系统信息监测、故障诊断、质量评判等主要模块进行了设计。最后，采用VB6.0面向对象编程语言对信息监测、质量评判、报表生成、信息管理等功能进行了模块化实现。
　　 在开发了焊点质量监测与管理系统的基础上，建立了PLS-SVM的数据挖掘模型，实现了焊点质量评判。首先，提取数据库中的动态监测数据，进行数据清理，提取特征值，建立了数据集市。其次，建立PLS-SVM的焊点质量的预测模型，对焊点抗剪切强度进行了预测和评判。最后，综合质量评判对焊点质量模型的预测结果进行了分析和评价。
　　 实际测试表明，该系统可实现每一焊点的质量信息实时监测、故障诊断、质量评判及报表动态管理等功能。操作简单、方便，是一种低成本的质量监控方法。