[发明专利]可重复过程中感兴趣项的二元分类

说明书

技术领域

本发明涉及特点在于可重复过程的物品的二元分类。

背景技术

各种处理过程是可重复的，且由此其自身处于实时处理监测。这种可重复过程的例子是振动焊接，其涉及对夹紧工件受控应用高频率振动能量。在焊接界面产生表面摩擦，其最终将界面处的邻近工件表面软化和连结。对于给定工件，通常以一致的可重复的方式执行每一个焊接部的形成。

用于可重复过程的常规过程控制方法将固定的变量针对校准阈值进行监测。即可应用各种基于闭环参数的控制技术将特定的焊接参数保持在校准极限中。该方法可生产随时间的相当地一致的焊接参数。然而，稳定的焊接过程参数仍难以生产一致地高质量的焊接部。此外，例如材料质量这样的外部因素也会影响焊接质量。一个焊接部的早期失效会影响被焊接系统的性能。因此通常的做法是通过对每一个焊接部的视觉检查来确定焊接完整性，随后是被称为挑选的这样的高劳动强度的过程，其中形成的焊接部的每一个通过操作者使用挑选工具而被物理地测试。

发明内容

本文公开一种系统和方法，其用于在可重复过程预测感兴趣项的二元质量状态，即分类成例如0或1、好的或坏的、通过或失败等两个状态中的一个。使用振动焊接的例子在此描述这种过程，感兴趣项是焊接部的形式，而方法可以用在任何适当的可重复过程中。可以通过使用本二元分类方法增强制造过程的工件是多电芯电池模块，其具有一系列焊接的电池电芯接片。这种电池模块可以配置为用作功率源，例如用于电动车、混合动力电动车或增程式电动车上的牵引电动机。尽管本方法并不限于电池电芯接片的焊接过程监测，但是本文所述的电池模块是本发明可以具体应用的这类系统的代表。因此，在本说明书的其余部分都使用示例性电池模块用于说明。

具体说，本文公开了一种系统，在一个构造中其包括主机、学习机和足够的存储器。主机和学习机各自包括与相对于感兴趣项定位的一个或多个传感器电连通的处理器。感兴趣项如上所述可以是在示例性振动焊接过程中形成的焊接部。用于预测感兴趣项的二元质量状态的指令经由存储器记录。一个或多个二元质量状态包括通过和失败二元分类，例如0或1，从而感兴趣项是通过或失败中之一，且不具有其他状态或分类。

学习机可以经由处理器执行指令以由此从传感器（一个或多个）接收信号，且在一个可行实施例中，从接收的信号提取一组候选特征。在另一实施例中，候选特征可以手动地确定且提供到学习机和/或主机。特征组可以从相对于其他候选特征对感兴趣项的二元质量状态更具预测性的候选特征中提取。

提取出的特征经由其中一个机器映射到维度空间，所述维度空间包括来自通过二元分类的大多数感兴趣项且不包括来自失败二元分类的所有或大多数（基本上所有）感兴趣项。如在本文使用的，在三个不同实施例中，“基本上所有”可以指的是至少大约90%，至少95%和至少99%。尽管在不脱离本发明范围的情况下可以使用小于90%的百分比，但是在90%以下时性能会受到过于不利的影响。维度空间在本文中被称为箱体或箱式空穴（box-void）。主机将用于随后的感兴趣项（例如在随后的焊接过程中形成的焊接部）的接收信号与维度空间比较，以实时地预测随后的感兴趣项的二元质量状态。

另一示例性系统包括焊接焊头和定位和焊接焊头邻近的砧。焊接焊头抵靠砧夹紧且在可重复的振动焊接过程期间在工件上形成焊接部。系统还包括相对于焊接焊头定位的多个传感器，且主机和学习机各自具有与传感器电连通的处理器。机器如上所述地配置。

还公开了一种方法，包括在振动焊接过程中从在振动焊接接头形成期间相对于工件定位的多个传感器接收一组信号。信号是在有限的持续时间内在相等地间隔开的时间点处获得的测量值。方法进一步包括在振动焊接过程期间从焊接控制器接收控制信号，控制信号使得焊接焊头以校准的频率振动。另外，方法包括处理接收的感测和控制信号，包括从一组候选特征中提取预定数量的特征，和将该预定数量的特征映射到维度空间，所述维度空间可以具有与该预定数量成比例的维度数量。

作为方法的一部分，主机可以使用提取出的特征为每一个焊接部且通过将提取特征与维度空间比较而实时地预测每一个焊接部的二元质量状态，其中落入维度空间中和以外的提取特征被分别标记为失败和通过二元分类。方法可以包括例如在焊接部本身上或附近显示预测的二元质量状态。

在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。

附图说明

图1是用于示例性可重复的振动焊接过程的示例性自动监测系统的示意图。