[发明专利]自冲铆接质量在线检测系统及其检测方法

权利要求书

1.一种自冲铆接质量在线检测系统，包括：称重传感器、位移传感器、称重传感器放大器、位移传感器放大器、数据采集卡和计算模块，其特征在于：称重传感器的输入端和输出端分别与自冲铆接设备的铆钉驱动杆以及称重传感器放大器的输入端相连，位移传感器的输入端和输出端分别与自冲铆接设备的铆钉驱动杆以及位移传感器放大器的输入端相连，称重传感器放大器与位移传感器放大器的输出端与数据采集卡相连并输出力和位移的时域信号，数据采集卡与计算模块相连并输出数字传感信号。

2.一种根据权利要求1所述系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、设置系统的采样率为1kHz，对铆接力信号进行循环判断，当连续10个点的铆接力大于0.1kN时，启动称重传感器、位移传感器并开始力信号和位移信号的采集，当连续30个点的铆接力在0.1kN范围内波动时结束当前接头的力和位移信号采集；

第二步、采用算术平均滤波法或中位值滤波法根据检测到的力和位移的时域信号计算得到力-时间曲线和位移-时间曲线；

第三步、通过计算模块对若干次重复性测试得到的力-时间曲线和位移-时间曲线确定特征窗口及特征公差带；

第四步、利用特征窗口及特征公差带对自冲铆接接头质量实现实时检测。

3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征是，所述的特征窗口及特征公差带是指：刺穿上层板拐点窗口、力-时间曲线起始点公差带、位移-时间曲线起始点公差带和结束点公差带。

4.根据权利要求2所述的检测方法，其特征是，所述的刺穿上层板拐点窗口通过以下方式获得：将两个边界点分别作垂直于横坐标轴两条直线，由这两条直线所构建的一个X向，即时间轴的公差带，所述的两个边界点分别是力-时间起始点和当板件间隙为阀值时力-时间曲线上出现的拐点。

5.根据权利要求2所述的检测方法，其特征是，所述的位移-时间曲线起始点公差带通过以下方式获得：经过若干次重复性测试，且当测试得到所有接头均为合格接头后，位移-时间信号经滤波后得到的数据中铆接过程开始点的最大和最小值位移值所确定的Y向，即力轴的公差带。

6.根据权利要求2所述的检测方法，其特征是，所述的位移-时间曲线结束点公差带通过以下方式获得：经过若干次重复性测试，且当测试得到所有接头均为合格接头后，由检测铆接过程结束时由位移传感器经滤波后得到的数据中的最大和最小值所界定的公差带。

7.根据权利要求2所述的检测方法，其特征是，所述的若干次重复性测试是指：20次以上重复采集力-时间曲线和位移-时间曲线，且保证所有接头均为合格接头后，按照刺穿上层板拐点的分布，分别取其中最长和最短时间值做垂直于时间轴的两条直线，获得X向，即时间轴的公差带；取其中最大和最小力值做垂直于力轴的两条直线，获得Y向，即力轴的公差带，并最终由这四条直线所围成的窗口。

8.根据权利要求5或6或7所述的检测方法，其特征是，所述的合格接头为该种工艺参数下所得到的接头其铆钉头部与上层板同一水平高度，铆钉腿部与下层板形成有效互锁且接头不存在裂纹，缝隙，不对称等影响接头强度的缺陷。

9.根据权利要求2所述的检测方法，其特征是，所述的实时检测是指：当自冲铆接接头的力-时间曲线和位移-时间曲线上的所有特征点在特征窗口或特征公差带内，则检测结果为合格，否则：

1)当位移-时间曲线的起始点在起始点公差带下方时，检测结果为铆钉长度过长；当位移-时间曲线的起始点在起始点公差带上方时，检测结果为铆钉长度过短；

2)当力-时间曲线刺穿上层板拐点在窗口右侧甚至不存在，同时位移-时间曲线的结束点在结束点公差带上方，检测结果为铆钉太软，导致刺穿上层板时间滞后甚至无法穿透上层板，同时由于无法完全铆平并嵌入下层板造成铆钉头凸出；

3)当力-时间曲线刺穿上层板拐点在窗口左侧，同时位移-时间曲线的结束点在结束点公差带上方，检测结果为铆钉太硬，导致刺穿上层板时间提前并使得铆钉铆入过深造成铆钉头陷入下层板；

4)当力-时间曲线的起始点附近出现拐点，且拐点的位置超出力-时间曲线起始点公差带即在其右侧；

5)当力-时间曲线刺穿上层板拐点出现在拐点窗口的右侧；位移-时间曲线的起始点在位移-时间起始点公差带下方这三种情况同时出现时，检测结果为板件间隙大于容许值；

6)当力-时间曲线不存在刺穿上层板拐点，同时位移-时间曲线的起始点在位移-时间起始点公差带上方这两种情况同时出现时，检测结果为空铆；

7)当力-时间曲线刺穿上层板拐点在窗口上方，检测结果为上层板强度太强，导致刺穿上层板所需要的力增大；

8)当力-时间曲线刺穿上层板拐点在窗口下方，检测结果为上层板强度太弱，导致刺穿上层板所需要的力减小；

9)当力-时间曲线刺穿上层板拐点在窗口内，但位移-时间曲线的结束点在结束点公差带下方，检测结果为上层板强度正常，但由于下层板强度太强，导致铆钉无法完全铆平并嵌入下层板造成铆钉头凸出；

10)当力-时间曲线刺穿上层板拐点在窗口内，但位移-时间曲线的结束点在结束点公差带上方，检测结果为上层板强度正常，但由于下层板强度太弱，导致铆钉铆入过深造成铆钉头陷入下层板。