專利名稱：在振動焊接過程中實時地檢測和預測焊接質量的制作方法
技術領域：
本發明涉及在振動焊接過程中顯示焊接質量狀態。
背景技術：
振動焊接過程涉及對夾緊的工件的高頻率振動能量的受控應用。在焊接界面產生表面摩擦，其最終將界面處的鄰近工件表面軟化和連結。經振動焊接的組件的效率、一致性和長期可靠性/耐久性主要地取決于用于形成各種焊接部的焊接工具和控制方法。各種基于閉環參數的控制技術通常在振動焊接過程期間應用，以將一定的焊接參數保持在校準極限中。該方法可生產隨時間的相當地一致的焊接參數。然而，穩定的焊接過程參數仍難以生產一致高質量的焊接部。此外，例如材料質量這樣的外部因素也會影響焊接質量。而且，一個焊接部的過早失效會影響被焊接系統的性能。因此共同的做法是通過對一個焊接部的視覺檢查來確定完整性，隨后是稱為抽檢這樣的艱苦的強度大的過程，其中在實體上通過操作者使用抽檢工具而測試形成的每一個焊接部。
發明內容
本文公開一種振動焊接監測系統和方法，其可與振動焊接過程關聯使用。可以通過本方法增強制造過程的工件是多電芯電池模塊，其具有一系列焊接的電池電芯接片。這種電池模塊可以配置為用作功率源，例如用于電動車、混合動力電動車或增程式電動車上的牽引電動機。盡管本方法并不限于電池電芯接片的焊接過程監測，但是本文所述的電池模塊是本發明可以應用的這類系統的代表。因此，在本說明書的其余部分都使用示例性電池模塊用于說明。具體說，本文公開的系統包括主機和狀態投射器。主機與傳感器的集合電通信，所述傳感器集合產生描述焊接過程各個方面的一個或多個感測信號，且焊接控制器產生用于控制焊接焊頭的控制信號。主機處理感測信號和控制信號，以預測焊接部的質量狀態，所述焊接部使用焊接焊頭形成，可能包括識別任何可疑焊接部。主機隨后啟動狀態投射器，以在焊接部上或附接顯示的預測的質量狀態。本文還公開一種方法，其包括在工件上或中的一個或多個焊接部形成期間從傳感器(一個或多個)接收一組感測信號。方法還包括從振動焊接系統的焊接控制器接收控制信號，控制信號使得焊接焊頭以校準的頻率振動。主機預測被形成的各種焊接部的質量狀態。預測質量狀態隨后被使用狀態投射器顯示在工件的表面上。公開另一系統其還包括焊接焊頭，焊接控制器和傳感器的集合。在下文結合附圖進行的對實施本發明的較佳模式做出的詳盡描述中能容易地理解上述的本發明的特征和優點以及其他的特征和優點。
圖1是如本文公開地配置的用于振動焊接的監測系統的示意圖。
圖2是示例性多電芯電池模塊的一部分的示意性透視圖，所述模塊的焊接質量可以經由圖1所示的監測系統實時地被監視和預測。圖3是圖1所示的監測系統的另一示意圖。圖4是在多個維度中映射的一組提取特征的示例性圖。圖5是用于監視和顯示振動焊接過程中的焊接質量的示例性方法的流程圖。
具體實施例方式參見附圖，其中幾幅圖中相同的附圖標記指示相同部件，振動焊接系統11示意性地顯示在圖1中。振動焊接系統11包括焊接組件12和監測系統13。監測系統13與焊接組件12通信。使用監測系統13目的是通過基本上消除振動焊接過程期間虛假情況和通過減少在完成組件中對每個焊接部直接手動檢查或抽檢而改善生產效率。圖1所示的焊接組件12包括超聲波發生器/焊頭4和砧16，以及如下所述的其他工具和部件。監測系統13配置為監測通過功率供應/焊接控制器20提供的和/或通過傳感器25的集合而測量的各種控制信號，所述傳感器相對于焊接設備12定位。監測系統13聯機實時地預測焊接組件12是否已經產生客觀上通過/好的焊接部或可疑焊接部。可疑焊接部隨后經歷直接的生產線終點檢查，例如手動抽查或其他間接的焊接部測試，以查證任何不能令人滿意的/壞的焊接部的存在和將其隔離。經證實的壞的焊接部被標記且被成像，如下文參考圖3所述的。圖1的監測系統13可以包括狀態投射器50和可選顯示器59 (見圖3)。狀態投射器50通過對可疑焊接部照亮而與主機40和工件30相互作用。狀態投射器50可以可選地使得好的焊接部高亮。這種高亮可以在焊接部形成時直接地在焊接部本身上執行或在工件30的另一表面上執行，例如鄰近焊接部。狀態投射器50的結構和功能在下文參考圖3詳細描述。如本領域普通技術人員所理解的，用于振動焊接的焊接控制器/功率供應(例如圖1的焊接控制器20)可以電連接到合適的能量源，通常是50 - 60Hz的墻壁插座。焊接控制器20可以包括例如電壓整流器、變壓器、功率逆變器和/或無論源功率形式如何將源功率最終轉變為振動控制信號(箭頭24)的其他硬件。控制信號(箭頭24)最終命令預定波形特性(一個或多個)，例如具有大約20kHz到大約40kHz頻率或更高的周期信號，這取決于具體的焊接應用。其他過程信息可以被包括在控制信號中(箭頭24)，包括但不限于功率軌跡、焊頭14的位移、振動頻率、觸發器信號、參數極限警報、焊接控制器故障信息等，如本領域已知的。仍然參見圖1，焊接系統11可以包括轉換器22，其具有足以用于響應于控制信號(箭頭24)產生焊頭14的機械振動的機械結構。焊頭14通常包括隆起圖案21，通常是突起和/或突脊，其適用于在工件30被夾緊在焊頭14和砧16之間時抓持和保持工件30。砧16通常包括相似的隆起圖案23。圖1的焊接系統11也可以包括增幅器18，即放大器，其按照需要增加從焊接控制器20而來的任何命令的機械振動的幅度。圖1所示的監測系統13中，主機40接收從傳感器25而來的各種信號，所述傳感器相對于焊接組件12定位。主機40的具體功能性和結構參考圖3和5在后文詳述。通常，主機40是與焊接控制器20電通信的計算機裝置。經由控制信號(箭頭24)的接收，主機40被連續地報告由焊接控制器20傳遞到焊頭14的任何波形的即時值，以及被焊接控制器20得知或焊接控制器20內部的其他值。傳感器25的集合相對于焊接控制器20的在內產生的控制信號(箭頭24)來說是“外部的”，且因此在下文被稱為外部傳感器25。圖1所示的主機40由此從外部傳感器25接收一組外部信號(箭頭28)和從焊接控制器20接收內部控制信號(箭頭24)。主機40隨后處理信號(箭頭24，28)，以預測被形成的焊接部的質量。在示例性實施例中，主機40可以自動地提取初步的信號特征組(n)且將預定數量的提取信號特征或替換地將另一的特征(其作為預定數量特征的函數而確定)映射到維度空間，所述維度空間劃分為通過(pass)/可疑邊界的維度空間，在以下稱為箱體空穴方法。主機40隨后通過映射來預測焊接部的焊接質量。其他方法可以用于預測焊接部的質量而不脫離本發明的范圍，例如臨界值對比、神經網絡處理等。用于基本的箱體空穴方法的示例性提取和映射步驟參考圖3和4在下文詳細描述。然而確定的是，預測的焊接質量可以作為輸出信號(箭頭26)提供到狀態投射器50，此時在給定焊接部的預測質量視覺地示出，例如經由直接在工件30上投射光束。狀態顯示過程還在下文參考圖3描述。參見圖2，圖1所示的工件30的非限制性的實施例是多電芯的電池模塊130，電池模塊具有細長的導電互連構件45。出于說明性的方便，僅一部分電池模塊130被顯示，但是電池模塊130作為一個整體可以包括在一行或多行中并排布置的一系列擴展出的互連構件45。每一個互連構件45將鄰近電池電芯的相反電性的電池電芯接片34、134連接，電池電芯接片34、134形成給定電池電芯的專用電極延伸部。每一個電芯接片34、134是電池模塊130的互相連接板29下方在內部焊接到各個構成具體電池電芯的陰極或陽極，如本領域技術人員所理解的。多個電池模塊130可以布置為形成用于為車輛或其他相對高功率應用中的牽引電動機提供功率的類型的完整電池組。互連構件45可以包括合適的導電材料，例如銅和/或鎳，以形成用于完成電路的導電軌道。每一個互連構件45定位為鄰近電池模塊130的互相連接板29。從互相連接板29延伸的電池電芯接片34、134可以超聲焊接到給定互連構件45的縱向側壁49，在每一個互連構件45處形成基本上相同的焊接部42，所述互連構件用于構造總的電池模塊130。許多向外的相同的焊接部42 (例如，在一系列基本上相同的互連構件45上)是可以使用系統11被有效地監測的結構特征。參見圖3，更詳細地描述本監測系統13，其可以用于預測工件230中的焊接質量，例如具有外部相同焊接部的擴展焊接序列142的多電芯電池組的焊接質量。主機40可以包括微處理器/CPU47和實體的非瞬時存儲裝置48，所述存儲裝置可包括僅讀存儲器(ROM)、光學存儲器和/或其他磁性存儲器。主機40也可以包括所述存儲器，例如任何所需的隨機訪問存儲器(RAM)、電可編程只讀存儲器(EEPROM)等。主機40可以包括額外的電路，例如高速時鐘(未示出)、模擬-數字電路、數字-模擬電路、數字信號處理器和必要的輸入/輸出裝置和其他信號調節和/或緩沖電路。主機40配置為從存儲裝置48執行實施本方法100的處理指令，其例子顯示在圖5中。圖3的主機40可以從焊接控制器20接收控制信號(箭頭24)和分別從外部傳感器25、125和225接收其他信號(箭頭28、128、228)。作為控制信號的一部分(箭頭24)，焊接控制器20可以提供一定的歷史信息，例如隨時間的焊接功率、隨時間的焊接頻率和其他可能的波形或值，以及峰值、斜率、面積、面積比例、移動平均值等。在示例性實施例中，一個外部傳感器(例如傳感器25)可以配置為聽覺傳感器，例如定位為直接接觸焊接工具表面的擴音器或聲發射傳感器，該焊接工具諸如圖1的焊頭14。傳感器25可以測量圖1的振動焊頭14隨時間的聲學頻率，該值被主機40使用作為基礎信號，從該基礎信號可以提取和模擬特征。另一示例性外部傳感器125可以測量圖1的焊頭14隨時間的變化的線性位移。又一示例性外部傳感器225可以用于檢測任何其他所需的值，例如變化的焊接溫度和/或其他環境信息，例如可能影響焊接質量的相對濕度。傳感器25、125、225的每一個集合可以包括一個或多個如上所述的專用傳感器。圖3所示的主機40可以包括記錄的特征庫41。CPU47將控制信號(箭頭24)和外部信號(箭頭28、128、228)處理成包含在記錄的特征庫41中的一個或多個特征。最初的一組信號特征可以例如作為從焊接控制器20和/或從各種傳感器25、125、或225提供的基本功率、頻率、位移和聽覺信號的函數而被提取(即經計算或以其他方式獲得)。提取的特征可以如下所述映射，或一些/所有提取特征可以被組合，以形成被映射的另一信號特征。一些非限制性的示例性提取特征包括總的焊接能量，即從焊接控制器20命令的功率曲線或輸入波形下方的面積。其他提取特征可以包括焊接序列142中形成給定焊接部的逝去時間、峰值功率、上升時間、斜率或相關數據，例如聽覺信號和功率信號之間的。任何數量的期望特征可以被提取和使用，直接地提取或通過作為提取特征的函數計算獲得的信號特征而間接地提取，而不脫離本發明。然而，如下所述，提取和使用的特征越多，則映射這些特征需要的維度空間更復雜，由此需要更多處理量。主機40也可以包括映射模塊43。映射模塊43包括計算機可執行的指令，可經由CPU47執行，用于處理特征以便識別最好的特征子組，其將好的焊接部與可疑焊接部分開。映射模塊43也可以確定用于任何監視特征的合適的上限和/或下限。簡要地參見圖4，示例性維度空間60顯示為是在如上所述的箱體空穴方法中使用圖3示意性地示出的映射模塊43產生的輸出的簡化示例性實施例。各種數據點70被繪制，每一個數據點70代表形成的焊接部。這里，三個特征(n=3)用于形成示例性三維空間。如上所述，n個特征可用于生產n維空間，雖然n個特征可以組合以形成可以數量小于n的信號特征。因此，可以在提取特征的個數和導致的通過映射模塊43和CPU47進行的處理步驟的復雜性之間進行折中。圖4所示的每一個維度/軸線x、y和z對應于單獨的特征，其中給定數據點70的位置通過其相對于每一個軸軸線的位置描述。對這些具體的標示符沒有賦予其他空間意義。對應于給定焊接部的特征組的數據點70通過映射模塊43被映射到維度空間，例如空間60。由此，圖4的3D空間例子中的每一個數據點70通過同一圖中三特征的例子中的三元組[x，y, z]限定。使用用于額外的軸線的任意指定，四軸線的例子可通過組[x，y, z, q]限定，諸如此類。圖3的映射模塊43可以訪問經記錄的特征庫41、存儲裝置48中存儲的信息，和/或可以以其他方式確定用于每一個特征的校準極限。上限/下限限定維度空間60的邊界(例如立方體71)或在其他實施例中限定出分別映射比三個特征更少/更多的特征的更復雜/更不復雜的幾何形狀。還可能的是每一個特征僅沿一個方向有界，例如只有下限沒有上限，或相反。
再次參見圖3，主機40也可以包括訓練庫44。可以訓練主機40，以通過預加載之前校驗的好的和可疑的數據點70 (見圖4)來識別出好的和可疑的焊接部。這些數據點70還可用于設定映射模塊43使用的維度空間的邊界。特征庫41可以將圖4的所有數據點70,或僅這些點中的一些包括在訓練庫44中。例如,如果一些數據點70的相應焊接質量不是已知的，但是在給定充分數量的額外的相似的樣品的情況下可能在時間上是可知的，則具有未知質量的數據點70可以繼續存在于訓練庫44中一些時間直到它們被驗證。一旦被驗證，則訓練庫44中新的數據點70可以用于更新維度空間的邊界。圖3所示的監測系統13也可以包括質量預測模塊46。再次參見圖4，圖3的質量預測模塊46可以實施為一組計算機可執行的指令，記錄在存儲裝置48中且經由CPU47可執行，用于將給定數據點70的位置與維度空間(例如立方體71)的極限或邊界比較。如果數據點70位于立方體71以外，圖4的質量預測模塊46可以將這些數據點70指定為對應于可疑焊接部。同樣，如果數據點70位于立方體71中，例如在數據點72的情況下，質量預測模塊46可以將該數據點70指定為對應于好的焊接部。再次參見圖3，存在各種追蹤技術，其能在部件運動通過各個生產階段時確認和跟蹤它，例如RFID標簽，從而圖1和3的主機40可以被告知當前正被形成的具體焊接部的標識。這允許每一個焊接部的好的/可疑狀態被準確地跟蹤而不管該具體焊接部形成之前或之后形成的焊接部的數量。如上所述，主機40傳遞質量輸出信號(箭頭26)，其捕獲焊接部的狀態。這種信號可以通過如上所述的質量預測模塊46輸出。輸出信號(箭頭26)可以傳遞到可編程邏輯控制器(PLC)58，好的/可疑的狀態可經由相關的人機界面(HMI) 17由生產操作人員實時地看見或捕獲和記錄在數據庫32中。PLC58與主機40是雙向通信的，例如經由數據總線(未示出)。麗117可以是接觸屏顯示器，以便有助于用戶直接與主機40、狀態投射器50、顯示器59和/或執行影像處理指令101的攝像頭80相互作用，且該攝像頭80經由總線36與主機40通信或以其他方式與數據庫32通信。出于簡單的目的，圖3的數據庫32顯示為是單個裝置。然而，數據庫32可以實現為分布式數據庫管理系統。例如，數據庫32可以實施為數據服務器，其存儲來自外部傳感器25、125、225和/或焊接控制器20的校準數量的信號文件、數據獲得/DAQ數據庫、含有元數據和用于校準時間段的質量數據的的結構化查詢庫/SQL數據庫等。數據庫32中的任何數據可以通過主機40提取，如雙箭頭39所示的。圖3中的主機40也可以輸出信號26狀態到狀態投射器50和PLC 58。如上所述，一定類型的工件，例如圖3示意性地示出的裝配好的電池模塊230包括冗長的一系列向外的相同的焊接部。它們共同示出為焊接序列142。焊接序列142中的每一個焊接部通常在焊接部形成之后在人力挑選過程中被手動地檢查，其中通過挑選工具物理地拉動或戳刺各個焊接部以對焊接部賦予應力且由此直接地驗證焊接質量。狀態投射器50的使用可以有助于使得時間消耗量和手動地挑選電池模塊230中焊接部的人機應力最小化，且可以有助于或加快仍然發生的可疑焊接部的最低限度的挑選。具體說，狀態投射器50包括處理器55。投射器50使用一個或多個光束(箭頭52)通過將光束(箭頭52)投射到表面上(例如工件230上或附近或焊接序列142中可疑焊接部上或附近)從而顯示狀態信息。狀態投射器50可以被實施為常規的光投射器，或激光投射器，其投射可見光或其他波長光的集中或平行的光束，如下所述。處理器55從PLC 58和/或從主機40接收輸出信號(箭頭26)。輸出信號(箭頭26)可以包括相關的識別信息(例如電池模塊230的序列號)和識別焊接部序列142中每一個焊接部的信息。處理器55隨后對焊接部或在焊接部附近投射光束(一個或多個)(箭頭52)。可選地，顯示器59可以被置為與PLC58通信且相對于工件230定位，經由顯示器59呈現從PLC58而來的文本或其他信息(箭頭62)，例如焊接狀態、工件230的序列號、警告信息、狀態信息等。例如，光束(箭頭52)可以被投射到圖2的示例性互連構件45的一部分上，或投射到被視為可疑的焊接部42上。狀態投射器50在配置為是可選的激光投射器時可以使用紅色/綠色/藍色(RGB)激光投射器，以投射表明可疑焊接部的具體顏色的激光，或是具有切換顏色濾光器的氣體激光器。光束的顏色應與光束52所射向的材料形成足夠的對比，其中可選的光束混合(箭頭52)可允許使用例如黃色、紫紅色、藍綠色等顏色。以這種方式使用光束(箭頭52)，生產線操作員可視覺上辨認可疑焊接部。可以想到其他實施例，例如用螢光層涂布工件表面，例如圖2的互連構件45，和使用紫外光而不是可見光作為光束(箭頭52)。可見光隨后從被照射的表面發出，類似于某些平視顯示(HUD)系統那樣。示例性方法100在圖5中顯示。方法100可以作為計算機可執行的指令實施，所述指令通過圖3的主機40和監測系統13的其他部件執行，以監測經焊接的組件中的焊接質量，例如圖2的示例性電池模塊130。在步驟102開始，圖1的工件30被夾緊到焊頭14和砧16之間就位，且校準的振動被應用于夾緊工件30。在步驟102執行時，在步驟104電源20和外部傳感器25測量某些參數和環境數據，該信息被轉發到主機40且被主機40記錄。在步驟106，主機40處理接收的數據，即圖1的控制信號(箭頭24)和外部信號(箭頭28)，且預測被形成的焊接部的質量。步驟106可以實現如上所述的箱體空穴方法或任何其他的預測方法的執行，包括可能地臨界參數比較、神經網絡處理等。一旦給定焊接部的預測質量被記錄，則方法100前進到步驟108。在步驟108，使用狀態投射器50將質量狀態顯示在工件的焊接部上或附近，直接地從上方投射光束(箭頭52)到焊接部上或投射到圖2所示的互連構件45的一部分上。光束(箭頭52)視覺地加亮或表明焊接部42上或其附近的可疑焊接部42的位置。方法100隨后前進到步驟110。在步驟110，檢查員可以手動地挑選焊接部42，在步驟108所述焊接部被表示為是可疑的。檢查員隨后可以記錄實際不令人滿意/壞的焊接部42的位置，如作為步驟110的一部分或通過前進到可選步驟112。在可選步驟112，如虛線所示可，檢查員可以物理地標志出從步驟110確認的壞的焊接部。步驟112可以物理地放置標簽、壓印、涂漆或任何其他合適的標志。標記物可以被放置在經確認的不令人滿意的焊接部上或鄰近其放置。因為焊接部位置的準確辨識是必要的，所以在步驟112使用的標記物應以這樣的方式設計，使得放置的標記物的位置可經由攝像頭80和影像處理指令101的執行而被容易地且準確地確定，甚至在變化的照明條件下也可以。同樣，工件(例如電池部分)應該被一致地位于攝像頭80的視野中(箭頭53)，以確保焊接部的位置準確地確定。替換地，額外的視覺定位特征可被添加到電池部分，以使得所述部分的定位對于影像處理指令101更準確。方法100隨后前進到可選步驟112。在可選步驟114，攝像頭80可以用于通過執行指令101而對任何標記的壞的焊接部42成像。經確認的壞焊接部的捕獲影像可通過執行指令101而被處理。處理可以包括在工件中或工件上識別每一個經確認的壞焊接部的位置，例如通過將成像的標記物的位置與基準/校準的影像比較，或使用其他位置或圖案辨識技術。不能令人滿意的焊接部的位置可以記錄在數據庫32中，以用于在隨后的修理操作中被維修技師使用。維修技師可以被限制為僅對不令人滿意的焊接部更新維修狀態。例如，PLC58的HMI17或另一 HMI可以顯示這些焊接部的不令人滿意的焊接部的位置和/或這些焊接部的圖像而不是顯示所有的焊接部，和讓技術員從所有焊接部的列表中選取。在焊接序列142中的焊接部的數量一定時，將數據輸入僅限制至確定的不令人滿意的焊接部可以減少錯誤，例如通過從全局目錄中選擇錯誤的焊接部位置。如果其他位置要求數據輸入，則可以將警告消息發送給維修人員，要求手動確認位置。可以通過PLC58進行通信，以識別具體焊接部42何時已經被識別為需要修理。HMI17上或其他顯示器上顯示的任何這樣的影像應該被設置為HMI17的接觸屏上的按鈕和圖像中焊接部的位置的恰當地對應。這種對齊可有助于確保投射器50的影像處理軟件或另外的裝置可確認檢查員/維修人員在壞的焊接部上輸入數據時選擇正確的焊接部位置。壞的焊接部上的信息被經由HMI17自動地饋送到圖1的主機40，以隨時間改善估計/預報結果。盡管已經對執行本發明的較佳模式進行了詳盡的描述，但是本領域技術人員可得知在所附的權利要求的范圍內的用來實施本發明的許多替換設計和實施例。相關申請的交叉引用本申請要求于2011年6月10月26日遞交的美國臨時專利申請NO. 61/551，665的權益，該申請通過引用全部合并與此。根據電池組制造B511、2009年能源復蘇和再投資部、協議/項目DE-EE0002217且在美國政府支持下做出本發明。美國政府對本發明有某些權利。
權利要求
1.一種方法，包括: 在振動焊接過程期間從傳感器集合接收一組感測信號，所述傳感器集合在工件上或中的焊接部形成期間相對于工件定位； 在振動焊接過程期間從焊接控制器接收控制信號，其中控制信號使得焊接焊頭以校準的頻率振動； 使用主機處理接收的感測信號和控制信號； 經由主機預測焊接部的質量狀態；和 使用狀態投射器將預測質量狀態顯示在工件的表面上。
2.如權利要求1所述的方法，其中預測焊接部的質量狀態包括識別至少一個可疑焊接部，且其中顯示預測的質量狀態包括顯示該至少一個可疑焊接部的質量狀態。
3.如權利要求1所述的方法，其中預測質量狀態包括將至少一些信號的預定數量的信號特征映射到維度空間，所述維度空間具有的維度數量與預定數量成比例。
4.如權利要求1所述的方法，其中在工件的表面上顯示質量狀態包括使用激光投射器在焊接部上或其附近投射可見光。
5.如權利要求1所述的方法，進一步包括: 識別至少一個可疑焊 接部； 將標記物定位在至少一個可疑焊接部的每一個焊接部上；和 使用攝像頭記錄每一個定位的標記物的影像。
6.如權利要求5所述的方法，進一步包括: 使用處理器自動地確定工件中每一個定位的標記物的位置；和 將所述位置記錄在主機的存儲器中。
7.如權利要求1所述的方法，其中工件是電池模塊，所述電池模塊具有導電互連構件，所述導電互連構件經由多個焊接部連接到一組電池接片，且其中顯示質量狀態包括直接地在導電互連構件上或其附接投射可見光。
8.一種系統,包括: 焊接焊頭； 焊接控制器，其產生用于在振動焊接過程中控制焊接焊頭的控制信號，在所述振動焊接過程中至少一個焊接部形成在工件上或中； 傳感器的集合，相對于焊接焊頭定位，其中傳感器配置為產生描述振動焊接過程的質量的感測信號； 狀態投射器，相對于工件定位；和 主機，與傳感器和焊接控制器電通信，其中主機配置為執行來自實體的非瞬時存儲器的指令，以由此進行以下動作: 處理感測信號和控制信號； 使用感測信號和控制信號預測使用焊接焊頭形成的至少一個焊接部的質量狀態，包括識別任何可疑焊接部；和 使用狀態投射器照亮識別的可以焊接部。
9.如權利要求8所述的系統，其中工件是多電芯電池，其具有導電互連構件，電池接片經由至少一個焊接部與所述導電互連構件連接，且其中狀態投射器包括激光投射器，所述激光投射器直接地在識別的可疑焊接部上或鄰近識別的可疑焊接部的互連構件上投射可見光束。
10.如權利要求8所述的系統，其中主機配置為將來自感測信號和控制信號的預定數量的信號特征映射到維度空間，所述維度空間具有與所述預定數量成比例的維度數量。
全文摘要
本發明公開的系統包括主機和狀態投射器。主機與傳感器的集合電通信，所述傳感器集合產生描述焊接過程各個方面的一個或多個感測信號，且焊接控制器產生用于控制焊接焊頭的控制信號。主機處理感測信號和控制信號，以預測焊接部的質量狀態，所述焊接部使用焊接焊頭形成，可能包括識別任何可疑焊接部。主機隨后啟動狀態投射器，以在焊接部上或附接顯示的預測的質量狀態。這可以直接地使用激光投射器發生在焊接部上或靠近焊接部的工件的表面上。在具體實施例該系統和方法可以用在多電芯電池組的電池接片的超聲波焊接中。焊接焊頭和焊接控制器也可以是該系統的一部分。
文檔編號B23K20/26GK103071909SQ20121041834
公開日2013年5月1日 申請日期2012年10月26日 優先權日2011年10月26日
發明者J.P.斯派塞, J.A.埃布爾, M.A.溫西克, D.查克拉博蒂, J.布雷塞, H.王, P.W.塔沃拉, J.S.戴維斯, D.C.哈欽森, R.L.里爾登, S.烏特茲 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司