一种导线端子压接质量的检测装置及检测方法与流程

本发明涉及导线端子压接质量检测，特别涉及一种导线端子压接质量的检测装置及检测方法。

背景技术：

1、导线端子压接是将导线端部与接线端子通过机械压力使两者产生可控的塑性变形，从而形成具有优良电气性能和机械强度的永久性连接的一种工艺方法。压接质量直接决定了电气连接的可靠性、安全性和使用寿命，在新能源汽车、航空航天、轨道交通、电力系统等领域具有极为重要的应用价值。目前，行业中对导线端子压接质量的检测方法主要包括外观检测、压接高度与宽度测量、拉脱力测试以及剖面金相分析等。其中，拉脱力测试是衡量压接机械强度的核心手段；即通过将导线从端子中拉脱并记录最大拉脱力值，以此评估端子对导线的夹持能力；剖面金相分析则通过对压接区域进行切割、研磨和显微观察，评估铜丝分布均匀性及内部是否存在空隙等缺陷。

2、然而，上述现有检测方法均存在显著的局限性。其中，拉脱力测试属于典型的破坏性检测，测试过程中导线与端子被拉伸至完全分离，测试后的产品无法继续使用。因此，在实际生产中只能采取抽样检测的方式，无法实现产品的全检，必然存在漏检风险。剖面金相分析同样属于破坏性检测，且制样过程复杂、耗时较长、检测成本高昂。外观检测和压接高度测量虽然属于非破坏性检测，但前者仅能发现表面的裂纹、飞丝等宏观缺陷，后者仅能反映压接完成后的最终几何尺寸，两者均无法评估压接界面的内部结合状态及压接质量。因此，存在检测压接质量会造成破坏性而无法实现全检的问题。

3、针对目前检测压接质量的方法会造成破坏性而无法实现全检的问题，本发明提供了一种导线端子压接质量的检测装置及检测方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种导线端子压接质量的检测装置及检测方法，可以解决现有技术中检测压接质量时存在的破坏性而无法实现全检的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明为一种导线端子压接质量的检测装置，包括检测平台、固定组件、拉力组件、位移检测组件、数据采集单元和数据处理单元，所述检测平台用于放置压接完成的导线端子，检测平台的作用是为导线端子提供平整、稳定的放置基准，确保后续检测过程中被测对象的位置精度和重复定位精度，避免因平台不平整导致的测量误差；所述固定组件设置于所述检测平台上，用于将所述导线端子的端子部进行固定，固定组件的作用是将导线端子的端子部牢固地约束于检测平台上，为拉力测试提供固定的约束端，使拉力组件施加的拉力能够集中作用于压接界面，避免因端子部滑动导致测试失效或数据失真；所述拉力组件与所述导线端子的导线部连接，用于向所述导线部施加拉力，并采集拉力大小；拉力组件的作用是对导线部施加可控的拉伸载荷，模拟压接界面在实际工况下的受力状态，通过逐步增大的拉力使压接界面产生可测量的力学响应，同时采集拉力大小作为数据分析的基础参数，从而建立拉力与位移之间的对应关系；所述位移检测组件用于测量所述导线端子在拉力作用下的总位移量，位移检测组件的作用是实时测量导线端子在拉力作用下的总位移量，总位移量是评估压接界面力学行为的基础数据，通过分析位移量随拉力变化的规律，可以判断压接界面的结合状态和内部质量；所述数据采集单元分别与所述位移检测组件和拉力组件进行电性连接，用于实时采集并记录拉力大小、以及各拉力大小所对应的总位移量的数据信息；数据采集单元的作用是实现拉力信号与位移信号的同步采集与记录，确保每一时刻的拉力值与位移值精确对应，为后续建立拉力-位移关系曲线提供完整、准确的数据基础，避免因数据不同步导致的分析误差；所述数据处理单元与所述数据采集单元进行电性连接，用于对所述数据信息进行计算分析，并将预先设定的阈值l与所述总位移量进行对比，判断所述导线端子的压接质量是否合格；数据处理单元的作用是对采集到的拉力-位移数据进行计算分析，通过将实际测得的总位移量与预设的阈值l进行对比，实现压接质量的自动化、量化判断，消除人工判断的主观性，提高检测效率和一致性。

4、作为本发明的一种优选技术方案，为了实现对导线端子上的各个预定位置处的位移量进行测量；故而优选地设计有，所述位移检测组件包括图像采集单元，所述图像采集单元用于采集所述导线端子的端子部和导线部上若干个预定位置处标记的图像，并根据压接前后所述标记的位置变化计算所述端子部的位移量、所述导线部的位移量及所述导线端子的总位移量；所述图像采集单元包括光学显微镜或数码显微镜，所述光学显微镜或数码显微镜的放大倍率为45倍至260倍；图像采集单元是一种基于机器视觉的非接触式位移测量装置，其基本原理是通过采集导线端子上预设标记的标线等图像，利用图像处理算法识别标记的位置，从而计算标记在压接前后的位移量；具体地表现为，端子部的位移量反映了端子部在拉力作用下的轴向伸长量；导线部的位移量反映了导线部在拉力作用下的轴向伸长量；总位移量为端子部的位移量与导线部的位移量之和，反映了整个导线端子在拉力作用下的综合轴向变形量。通过分别测量端子部和导线部的位移量，可以进一步分析压接界面的相对滑移情况；如果端子部与导线部的位移量之差超过正常范围，也就是若超过其对应阈值，则表明压接界面存在相对滑移，即压接结合不牢固；光学显微镜或数码显微镜的作用是将导线端子上标记的微小位移放大至可观测和可测量的程度，45倍至260倍的放大倍率能够覆盖0.5mm至10mm规格导线端子的检测需求，配合高分辨率图像采集与处理，实现微米级位移的精确测量，满足压接质量检测对测量精度的要求；即该标记法测量方案能够在不接触被测物体的前提下实现微米级位移的精确测量，避免了接触式测量可能对微小端子造成的干扰和损伤。

5、作为本发明的一种优选技术方案，为了实现对端子部表面位置处的高度变化量进行测量；故而设计有，所述检测平台上安装有高度检测组件，所述高度检测组件用于测量所述端子部在拉力作用下的高度变化量；所述数据采集单元与所述高度检测组件进行电性连接，用于实时采集并记录各拉力大小所对应的高度变化量的数据信息；所述数据处理单元用于对所述高度变化量的数据信息进行计算分析，并将预先设定的阈值h与所述高度变化量进行对比，判断所述导线端子的压接质量是否合格；所述高度检测组件包括激光位移传感器，且所述激光位移传感器的工作距离处于其标称线性测量区间内；高度检测组件的作用是在拉力测试过程中实时测量端子部的高度变化量，该高度变化量直接反映了压接界面的空隙程度和结合状态——当压接界面存在空隙或结合不良时，在拉力作用下导线与端子之间会产生相对滑移，滑移传递至端子部使其待测表面产生高度变化。通过将高度变化量与预设的阈值h进行对比，可以量化判断压接界面的空隙程度和结合牢固度，实现对压接质量的非破坏性、定量化评估。

6、作为本发明的一种优选技术方案，为了采集其表面变形导致的倾斜变化数据，以及建立多维度数据分析而达到更加全面的分析结果；故而设计有，所述激光位移传感器用于非接触式地测量所述端子部在拉力作用下的高度变化量和表面倾斜角度；激光位移传感器通过发射激光束至端子部的待测表面并接收反射光，不仅可以测量待测表面沿激光束方向的高度变化量，还可以通过分析反射光斑的形状变化或采用线激光扫描的方式获取待测表面的轮廓信息，进而计算表面的倾斜角度；所述激光位移传感器的测量轴线与所述端子部的待测表面法线之间的夹角为0°至15°；所述数据处理单元用于对所述表面倾斜角度的数据信息进行计算分析，并将预先设定的阈值α与所述表面倾斜角度进行对比，判断所述导线端子的压接质量是否合格；所述激光位移传感器为点激光位移传感器或线激光位移传感器；当采用线激光位移传感器时，所述数据处理单元根据所述待测表面上的激光线轮廓计算所述表面倾斜角度；表面倾斜角度是指端子部的待测表面在拉力作用下相对于其初始状态发生的角度偏转。当压接界面存在空隙或结合不良时，在拉力作用下导线与端子之间会产生不均匀的相对滑移，导致端子部的待测表面产生不均匀的变形，表现为表面的倾斜。倾斜角度越大，表明变形越不均匀，压接界面的质量问题越严重。若导线端子在温度等因素状态下产生均匀性地外形变化时，并不一定意味着压接质量降低，此时的倾斜角度变化极小；因此，通过倾斜角度状态更能透彻地反应压接质量。

7、作为本发明的一种优选技术方案，所述数据处理单元包括存储模块、计算分析模块和判断模块；所述存储模块用于存储所述数据采集单元采集的各拉力大小所对应的总位移量、高度变化量、表面倾斜角度；所述计算分析模块用于对所述存储模块中的数据进行统计分析；所述判断模块用于将所述计算分析模块的分析结果与对应的预先设定的阈值l、阈值h、阈值α进行对比，并输出压接质量是否合格的判断结果；存储模块的作用是将数据采集单元采集的拉力大小、总位移量、高度变化量、表面倾斜角度的多维度数据按照统一的索引进行组织和存储，建立完整的数据集，为后续的计算分析和质量判断提供数据基础，计算分析模块的作用是对存储模块中的多维数据进行深入的统计分析和特征提取，通过计算统计特征参数和建立关系曲线，将原始的测量数据转化为具有物理意义的力学特征参数，为质量判断提供量化的分析结果；判断模块的作用是将计算分析模块得到的特征参数分别与预设阈值l、预设阈值h、预设阈值α进行一一对比，实现压接质量的多维度综合判断。三个阈值分别对应三个不同的检测维度；总位移量反映压接界面的整体结合刚度，高度变化量反映压接界面的空隙程度，表面倾斜角度反映压接界面的均匀性；三个维度相互补充，共同构成对压接质量的全面评估，避免单一维度判断的局限性。

8、作为本发明的一种优选技术方案，所述固定组件设有与所述导线端子的端子部相适配的挂接结构，所述挂接结构用于与所述端子部的挂耳或环部相配合以固定所述端子部；所述挂接结构为挂销、挂槽或定位螺栓中的任意一种，所述挂销或挂槽的轴线方向与所述拉力组件的拉力施加方向垂直；挂接结构通过利用导线端子的端子部自带的挂耳或环部实现固定，其作用在于无需对导线端子进行额外的加工或改造即可实现牢固固定，减少了检测准备工作的复杂度。挂销、挂槽或定位螺栓提供了多种固定方式的选择，适应不同结构形式的导线端子。挂销或挂槽的轴线方向与拉力施加方向垂直的设置，确保了在拉力施加过程中挂耳或环部不会从挂接结构上滑脱，保证了拉力测试过程中固定的可靠性和安全性。

9、一种导线端子压接质量的检测方法，包括以下步骤：

10、步骤s1、检测安装：将压接完成的导线端子放置在检测平台，并将所述导线端子的端子部进行固定，且将所述导线端子的导线部连接有拉力组件；

11、步骤s2、拉力测试：将所述拉力组件的拉力大小由零逐步调节至不超过所述导线端子的最大受力极限80%的测试范围内；同时，测量各级拉力水平所述导线端子的总位移量、高度变化量、表面倾斜角度；

12、步骤s3、实时采集：实时采集并记录所述导线端子在各拉力大小时，对应总位移量、高度变化量、表面倾斜角度的数据信息，并进行计算分析；

13、步骤s4、质量判断：将预先设定的阈值l与总位移量进行对比，将预先设定的阈值h与高度变化量进行对比，将预先设定的阈值α与表面倾斜角度进行对比，判断导线端子的压接质量是否合格。

14、其中，步骤s1的目的是建立检测所需的物理连接和约束条件，通过将端子部固定于检测平台上、将拉力组件与导线部连接，为后续的拉力测试提供准确的力学边界条件；步骤s2的目的是通过逐步增加的拉力获取压接界面在不同载荷水平下的多维力学响应数据；逐步增加拉力的方式可以建立完整的拉力与响应关系曲线，揭示压接界面从弹性变形到可能发生滑移的完整力学行为过程；拉力上限设定为不超过最大受力极限的80%，确保测试在弹性范围内进行，避免对导线端子造成破坏，实现非破坏性检测。步骤s3的目的是通过同步采集和多维数据分析，将原始的测量数据转化为具有物理意义的力学特征参数。同步采集确保拉力值与各响应值在时间上精确对应，避免因数据不同步导致的分析误差；多维数据矩阵的建立和关系曲线的绘制，可以直观地揭示压接界面在不同拉力水平下的力学响应规律，为质量判断提供量化的分析结果。步骤s4的目的是通过多维度阈值的综合对比实现压接质量的量化判断。三个阈值分别对应三个不同的检测维度；总位移量反映压接界面的整体结合刚度，高度变化量反映压接界面的空隙程度，表面倾斜角度反映压接界面的均匀性；三个维度相互补充，共同构成对压接质量的全面评估。任一维度超标即判定不合格的判断逻辑，确保了检测的严格性和可靠性，避免因单一维度判断的局限性导致的质量漏判。

15、作为本发明的一种优选技术方案，在所述步骤s1中，在完成检测安装后，对所述导线端子的端子部和导线部上的预定位置均制作标记；在端子部和导线部上制作标记的作用是为位移检测组件提供可识别的特征点，使图像采集单元能够通过采集标记的图像并识别其位置变化来计算位移量。标记法测量的优势在于非接触、高精度，能够在不接触被测物体的前提下实现微米级位移的精确测量，避免接触式测量可能对细小端子造成的干扰和损伤。

16、作为本发明的一种优选技术方案，在所述步骤s2中，再将所述拉力组件的拉力大小恢复至零，并测量恢复后的所述导线端子的残余位移量、残余高度变化量和残余表面倾斜角度；测量残余位移量、残余高度变化量和残余表面倾斜角度的作用是评估压接界面在拉力作用下是否发生了不可逆的损伤。在理想弹性条件下，卸除拉力后变形应完全恢复；如果压接界面存在空隙、结合不良等缺陷，在拉力作用下可能发生塑性变形或永久性损伤，卸除拉力后会产生残余变形。残余量的大小直接反映了压接界面的损伤程度；残余量越大，表明压接界面的质量越差。这一检测维度补充了加载状态下的检测，从卸载后的恢复行为角度进一步评估压接质量。

17、作为本发明的一种优选技术方案，在所述步骤s4中，将步骤s2和步骤s3进行若干次循环测试；最终进行阈值l、阈值h、阈值α对比及判断；循环测试的作用是通过多次“加载、采集”循环验证数据的重复性和一致性，排除偶然误差对判断结果的影响；同时观察压接界面在多次加载、卸载循环后的力学响应变化，识别是否存在渐进性损伤；如果位移量、高度变化量或倾斜角度在多次循环后逐次增大，表明压接界面存在渐进性损伤，即使单次测试结果在阈值范围内，也应判定为不合格。循环测试提高了检测的可靠性和对渐进性损伤的识别能力。

18、本发明具有以下有益效果：

19、1、本发明通过向压接完成的导线端子施加不超过最大受力极限80%的非破坏性拉力的设计作用，并在弹性阶段同步采集总位移量这一微观力学响应参数，利用压接界面结合状态与位移量之间的物理关联；即结合良好时界面表现为一体化弹性变形、位移量在正常范围内；当存在空隙或结合不良时，在该范围的非破坏性拉力作用下，界面会产生相对滑移、位移量显著偏大；从而实现了在不破坏样品的前提下对压接界面结合牢固度和内部空隙状态的量化评估，从根本上解决了传统拉脱力测试因破坏性而无法全检的技术难题；具有实现压接质量的非破坏性、高精度、可全检的量化检测的功能。

20、2、本发明通过在拉力测试过程中同步采集端子部的高度变化量和表面倾斜角度的作用，从空隙程度和结合均匀性两个维度对压接质量进行补充评估；其高度变化量直接反映压接界面在拉力作用下的空隙扩张程度，而表面倾斜角度则揭示端子部因压接界面局部缺陷或结合不均匀而产生的不均匀变形；导致形成“总位移量表征整体结合刚度、高度变化量表征空隙程度、表面倾斜角度表征结合均匀性”的多维度综合评估体系，克服了单一检测指标难以全面反映压接质量的不足；具有全面综合性评估和检测维度互补，早期预警能力，增加检测信息的冗余度，以及避免单一指标误判的优点。