漆包线电阻点焊过程信息检测及质量评估研究

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漆包线作为电子器件、电磁绕组等多种电子元器件的关键材料,在电子设备制造业中有广泛的应用。针对目前利用漆包线电阻点焊过程多信息监测点焊质量的研究较为缺乏及工业生产采用焊后人工质检的现状及局限性,本文研究点焊过程多信息检测系统及基于过程信息的质量评估方法,促进漆包线电阻点焊质量在线评估技术的发展。过程信息检测系统硬件设计包括:设计以罗氏线圈为传感器的脉冲直流信号采样电路,基于模拟开关电路及固定积分电路的采样电路可实时切换积分工作状态准确复现逆变电阻点焊的瞬时脉冲直流信号;基于AD8479高共模差分放大器设计了电压、压力及位移信号采样电路,可在高共模电压范围内实现信号的准确可靠采样。软件设计遵循模块化设计理念,设计了系统主程序、ADC信号采样子程序、数据传输子程序、触摸屏人机交互子程序等功能模块,实现点焊过程曲线的显示、传输等功能。针对漆包线点焊过程信息变化的特点,提出过程信息自适应动态包络线监测方案,系统基于近期合格焊点过程信息自动计算基准曲线及上下限值以形成包络线空间,实时监测点焊过程信息稳定性,较好地解决了漆包线点焊过程信息渐变带来的难以监测的问题。试验表明,检测系统能够准确测量焊接电流、电极电压、电极压力及电极位移的动态信息,为电阻点焊在线质量评估奠定了良好的基础。在上述工作的基础上开展了漆包线电阻点焊过程监测及质量评估方法的研究。设计包络线监测方案并开展试验,结果表明,压力及电阻曲线包络线监测可识别漆包线脱离焊盘导致的点焊异常,功率曲线包络线监测可识别漆包线未脱漆导致的点焊异常。探讨了机器学习异常检测算法的适应性,结果表明HBOS算法模型的样本识别准确率为99.8%,对虚焊焊点、漆包线未脱漆及电极未接触焊盘的异常样本的召回率均为100%。基于漆包线点焊多种过程信息,结合包络线监测和HBOS模型,可有效识别漆包线点焊生产中常见的虚焊、无漆包线、未脱漆、电极未接触焊盘等点焊异常,为漆包线点焊的在线质量评估提供了一种有效的技术路径。
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