基于LabVIEW与支持向量机的电阻点焊质量在线检测系统开发

摘要

电阻点焊广泛应用于汽车、航空航天及电子技术等工业制造领域，焊点质量直接影响设备的可靠性及使用性能，传统检测焊点质量的方法是通过破坏性试验得到焊点熔核尺寸，或者拉伸试验得到抗剪力，这会耗费很长的时间和很大的人力、物力，且不能实现焊点质量的在线检测。一种行之有效的方法是利用与焊点质量间接相关的焊接参数对焊点质量进行预测。因此，本文开发一种通过检测与焊点质量间接相关的焊接参数对焊点质量进行评估的点焊质量在线检测系统，对保证焊点质量具有重要意义。
　　本文基于LabVIEW和支持向量机开发了一套电阻点焊质量在线检测系统，通过对焊接过程中焊接电流、焊接电压、动态电阻、电极压力的实时监控，从中提取了表征焊点质量的特征参量，建立了SVM模型，实现了焊点质量的在线检测，并将与焊点质量有关的信息存入数据库中，方便了信息的管理和查询。主要工作如下:
　　(1)搭建了以传感器、数据采集卡、信号调理模块等组成的点焊质量检测硬件系统，实现了点焊数据的实时采集。
　　(2)以图形化编程语言LabVIEW为编程工具，编写了数据的采集、分析、处理、存储、查询等程序，实现了点焊数据的实时显示、焊点质量的评估以及焊点状态的实时存储等功能。
　　(3)通过点焊实验和拉伸实验，提取了表征焊点质量的7个特征量，建立了点焊质量检测SVM模型，实现了通过小训练样本就可以对焊点质量进行高精度在线评估的推理系统。

目录

声明

摘要

1．1 课题研究背景

1．2 电阻点焊质量监测技术的发展现状

1．2．1 统计分析法

1．2．2 人工智能法

1．2．3 其他方法

1．3 嵌入式系统概述

1．4 虚拟仪器LabVIEW及数据库技术简介

1．5 课题研究的意义

1．6 课题研究的主要内容

第2章 系统总体构成

2．1 电阻点焊质量检测系统硬件选择

2．1．1 传感器

2．1．2 采集卡

2．1．3 配套电路模块

2．1．4 系统保护外壳的设计

2．2 电阻点焊质量检测系统软件选择

2．2．1 登陆系统的设计

2．2．2 用户信息和工件信息的设计

2．2．3 模式识别功能的设计

2．2．4 数据采集、存储程序的设计

2．2．5 数据库查询及缺陷分析程序的设计

2．3 系统调试

2．3．1 整流模块调试

2．3．2 隔离模块调试

2．4 本章小结

第3章 基于开发系统的现场实验

3．2．1 实验装置及材料

3．2．2 实验内容

3．3 拉伸实验

3．3．1 实验目的

3．3．2 实验装置及材料

3．3．3 实验内容

3．3．4 数据分析

3．4 本章小结

第4章 特征量的提取及焊接质量在线评判

4．1 点焊特征量的提取

4．1．1 焊接电压

4．1．2 焊接电流

4．1．3 动态电阻

4．1．4 电极压力

4．2 点焊质量模式识别方法

4．2．1 专家系统

4．2．2 人工神经网络

4．2．3 支持向量机

4．3 支持向量机

4．3．1 支持向量机基本思想

4．3．2 最优分类面

4．3．3 核函数

4．3．4 SVM多分类原理

4．3．5 经典多分类算法

4．4 支持向量机在本系统中的应用

4．4．1 libsvm工具箱的安装及测试

4．4．2 LabVIEW调用libsvm

4．4．3 LabVIEW与matlab混合编程

4．4．4 LabVIEW平台下libsvm工具箱的测试

4．5 模式识别方法的选择

4．6 点焊质量在线评判

4．7 本章小结

第5章 点焊信息数据库的建立

5．1 LabVIEW调用数据库的方法

5．2 数据库建立步骤

5．3 点焊质量在线监测数据库的构建

5．4 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢