[發(fā)明專利]一種用于新能源汽車車身的自沖鉚接質量檢測裝置和方法

有效

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• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112683774B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設計）人: 楊堅;金東;馬元懿;陳雙武;楊鋒;徐正歡
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明

本發(fā)明公開了一種用于新能源汽車車身的自沖鉚接質量檢測裝置和方法，自沖鉚接過程之前，在輸入設備(2)上輸入鉚接類型，即鉚接所用的鉚釘、鉚模和待連接的板材型號等特征；鉚接過程中，在鉚模(10)的引導下，步進電機(6)通過沖壓將鉚釘(7)充盈在第一、第二待連接板材之中，從而連接第一、第二待連接板材。此過程中，力傳感器(5)和位移傳感器(4)記錄自沖鉚接過程的沖壓力和位移大小，檢測設備(3)根據輸入設備(2)的輸入鉚接類型特征，和力傳感器(5)、位移傳感器(4)記錄的曲線特征，利用深度學習算法計算并在輸出顯示設備(1)上輸出檢測結果。該裝置和方法檢測準確度高，且可以適用于不同鉚接類型的自沖鉚接質量判定。

技術領域

本發(fā)明涉及冷連接技術領域，一種用于新能源汽車車身的自沖鉚接質量檢測裝置和方法。

背景技術

新能源汽車產業(yè)蓬勃發(fā)展，但續(xù)航能力差仍是新能源汽車的一個主要問題，目前的主要措施之一是在車身使用大量的輕金屬和非金屬材料，例如鋁合金、鎂合金以及強化塑料等板材，從而降低能耗。自沖鉚接技術作為一種先進的冷連接技術，相比于傳統焊接、螺釘螺母等連接技術，其生產周期短，工序簡易。目前已經廣泛應用于汽車車身輕金屬和非金屬材料的連接。

自沖鉚接質量的檢測對于保障汽車安全性能有重大意義。然而，自沖鉚接質量的檢測存在諸多難點，其主要是由于鉚接的內部結構難以觀測，使用電磁輻射、碳掃描等方法不能檢測金屬鉚接結構；其次車身鉚接類型多樣，沒有一套固定的檢測模式可以適用于所有鉚接類型，使得自沖鉚接質量檢測異常困難。現有的自沖鉚接質量檢測方法主要可以分為以下兩種：

1)破壞式檢測方法：該方法是一種鉚接后線下檢測的方法，包括破壞性力學試驗和截面觀察法。破壞性力學試驗法是對鉚接好的試件進行拉剪、剝離、疲勞試驗以獲得鉚接接頭強度，并與設計強度進行對比。截面觀察法是對鉚接街頭截面的間隙大小、裂紋缺陷、底切量等形貌特征進行觀察測量，以此評價鉚接質量。上述方法雖然直觀可靠，但是因為其采用破壞性的檢測方法，導致效率低、檢測成本高，無法實現100％檢測。

2)力-位移曲線檢測法：通過傳統的統計學方法(如均值三倍方差方法)，檢測鉚接過程中沖壓載荷-位移(F-x)曲線來評價自沖鉚接質量。該方法檢測準確度低，且車身所用的鉚接類型多樣，僅僅觀測F-x曲線常常無法準確判斷自沖鉚接質量是否為正常。

發(fā)明內容

隨著自沖鉚接技術的廣泛應用，鉚接質量檢測異常困難的問題日漸突出，而現有的主流自沖鉚接質量檢測方法又存在明顯缺陷。基于以上問題，本發(fā)明從自沖鉚接過程出發(fā)，通過獲取鉚接過程的力-位移曲線來監(jiān)測自沖鉚接過程，提出了一種基于深度學習的自沖鉚接質量檢測方法，綜合輸入曲線特征和鉚接類型特征，該方法可以適用于車身不同鉚接類型的自沖鉚接質量檢測。

本發(fā)明采用的技術方案為：一種用于新能源汽車車身的自沖鉚接質量檢測裝置，檢測裝置包括輸出顯示設備，輸入設備，檢測設備，位移傳感器，力傳感器，步進電機，鉚釘，第一待連接板材，第二待連接板材和鉚模；自沖鉚接過程之前，在輸入設備上輸入鉚接類型，即鉚接所用的鉚釘、鉚模和待連接的板材型號等特征；鉚接過程中，在鉚模的引導下，步進電機通過沖壓將鉚釘充盈在第一待連接板材、第二待連接板材之中，從而連接第一待連接板材、第二待連接板材；鉚接過程中，力傳感器和位移傳感器記錄自沖鉚接過程的沖壓力和位移大小，檢測設備根據輸入設備的輸入鉚接類型特征，和力傳感器、位移傳感器記錄的曲線特征，利用深度學習算法計算并在輸出顯示設備上輸出檢測結果。

一種用于新能源汽車車身的自沖鉚接質量檢測方法，利用所述的用于新能源汽車車身的自沖鉚接質量檢測裝置，自沖鉚接質量檢測方法主要分為三個階段，分別是數據采集，該階段從自沖鉚接過程中獲得鉚接過程力-位移曲線和鉚接類型特征；數據預處理階段將獲得的自沖鉚接類型特征進行篩選，并將不合格數據進行擴充；鉚接質量檢測根據力-位移曲線和篩選后的鉚接類型特征作為深度學習算法的輸入，輸出檢測結果。

本發(fā)明與現有技術相比的優(yōu)點在于：