铝合金电阻点焊的行为特征及质量控制研究

论文摘要

电阻点焊被广泛应用于现代制造业中，尤其在航空、汽车领域。点焊过程是一个在大量不确定因素影响下的高度非线性、多变耦合综合作用的过程。短时间封闭的形核过程给质量信息的提取和焊接质量的监测带来极大的困难。接头质量的在线监测，目前也尚缺乏切实有效的手段，因此，国内外的焊接工作者对此做了大量的研究工作，并取得了一定的进展。本文首先介绍了国内外学者在电阻点焊质量控制和监测方面的研究现状，从中可以得出要对点焊质量进行很好的监测和控制要从多因素综合考虑。文中采集了与焊点形成过程密切相关的动态数据，包括焊接电流，电极压力，电极位移。因为这些动态数据能还原焊核形成的整个过程，从而也记录了焊核的质量信息，然后通过大量的工艺试验对这些动态焊接数据进行对比分析，从而得到能反应焊接质量的特征量，然后运用人工神经网络对这些动态数据特征量进行信息融合处理，形成与焊点抗拉载荷的非线性映射。运用VB编写人机界面，焊接数据的自动获取、数据的预处理、特征量获取、数据曲线的显示和参数的修改，采用具有强大数值处理功能的Matlab编写神经网络的训练函数和仿真函数并生成动态链接库文件提供VB调用，最后生成能对焊点质量进行在线评估的软件。软件最后能脱离Matlab和VB环境而独立运行，软件经过现场测试，每焊完一个焊点，软件就能自动得出此焊点的焊接质量，与实际测量值相比误差在允许的范围之内，同时显示焊接过程中的电极压力，电极位移，焊接电流的变化曲线图，在实际应用中能给工人很好的参考作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 铝合金点焊质量监控技术现状及发展
• 1.2.1 传统点焊质量监控方法
• 1.2.2 点焊质量监控方法的发展
• 1.3 人工神经网络及其在焊接中的应用
• 1.3.1 人工神经元网络
• 1.3.2 人工神经网络在焊接中的应用
• 1.4 本课题研究的目的、意义和主要内容
• 第二章 试验方案的设计
• 2.1 试验设备及材料
• 2.1.1 试验设备
• 2.1.2 试验材料
• 2.2 试片焊前表面处理方案
• 2.3 拉剪试验方案
• 2.4 焊点获取
• 2.4.1 获取训练样本焊点方案
• 2.4.2 获取焊点特征信息方案
• 2.5 焊接数据采集
• 2.5.1 焊接电流数据采集
• 2.5.2 电极压力数据采集
• 2.5.3 电极位移数据采集
• 第三章 试验结果分析及质量信息的提取
• 3.1 试验结果分析
• 3.2 焊点质量信息的提取
• 3.2.1 焊接电流特征量提取
• 3.2.2 焊接电极压力特征量提取
• 3.2.3 焊接电极位移特征量提取
• 第四章 基于神经网络点焊质量监测系统设计
• 4.1 反向传播网络
• 4.2 BP 算法的改进
• 4.3 BP 网络的应用设计
• 4.4 混合编程技术的应用
• 4.4.1 VB 与 Matlab 的结合
• 4.4.2 混合编程技术的实现
• 4.5 BP 网络训练函数
• 4.5.1 数据归一化处理
• 4.5.2 训练函数编写
• 4.6 BP 网络仿真函数的编写
• 4.7 电阻点焊质量监测软件
• 4.7.1 软件需求分析
• 4.7.2 软件功能及界面介绍
• 第五章 软件测试试验及结果分析
• 5.1 训练样本的选取
• 5.2 测试样本的选取
• 5.3 BP 网络训练
• 5.4 焊点质量离线测量
• 5.5 焊点质量在线自动测量
• 第六章 结论
• 参考文献
• 论文发表情况
• 致谢
• 附录