超声波冲头使用寿命检测方法、系统、装置及存储介质与流程

1.本技术涉及汽车技术领域，尤其是一种超声波冲头使用寿命检测方法、系统、装置及存储介质。


背景技术：

2.汽车的冲孔工艺主要用于汽车零部件的安装和汽车的牵引等，一般是基于超声波冲孔的方式实现。超声波冲孔采用超声波原理，通过超声波冲头的高频震动与素材表面产生的热量使可溶解的板材溶解，溶解的板材在素材表面不断剥落，最终形成通孔。超声波冲孔技术由于尺寸精度高、表面粗糙度小、毛刺少等优点而被广泛应用。
3.然而，由于高频振动，超声波冲头与素材的接触面积小，压强大，会加快对冲头的磨损，由于加工精度以及使用状态差异，不同的超声波冲头使用情况存在一定的差异，可能同一批投入使用的超声波冲头在一段时间内的使用冲次差别很大。如果超声波冲头的已使用冲次超过设计使用冲次，很可能会对汽车的加工造成不良影响；而对超声波冲头采用批量报废的方式处理，又会造成浪费，增加了工艺的成本。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于至少一定程度上解决相关技术中存在的技术问题之一。
5.为此，本技术实施例的一个目的在于提供一种超声波冲头使用寿命检测方法，该方法有效检测出超声波冲头的已使用冲次，方便确定超声波冲头的剩余使用冲次或者剩余使用时长，从而提高汽车冲孔工艺的质量，同时减轻工艺成本，减少不必要的浪费。
6.本技术实施例的另一个目的在于提供一种超声波冲头使用寿命检测系统。
7.为了达到上述技术目的，本技术实施例所采取的技术方案包括：
8.第一方面，本技术实施例提供了一种超声波冲头使用寿命检测方法，包括以下步骤：
9.输出动作指令，所述动作指令用于控制超声波冲头向底座凹模冲击；所述底座凹模中涂覆有颜色和所述超声波冲头不同的颜料；
10.采集所述超声波冲头的图像，根据所述图像确定所述颜料的粘附比例；
11.根据预先建立的经验模型，通过所述粘附比例确定所述超声波冲头的已使用冲次；
12.根据所述已使用冲次和所述超声波冲头的投入使用时长，确定所述超声波冲头的剩余使用寿命；所述剩余使用寿命包括剩余使用冲次或者剩余使用时长。
13.另外，根据本技术上述实施例的超声波冲头使用寿命检测方法，还可以具有以下附加的技术特征：
14.进一步地，在本技术的一个实施例中，所述颜料包括红丹粉、蓝丹粉或者黄丹粉中的任意一种。
15.进一步地，在本技术的一个实施例中，所述底座凹模中涂覆的颜料厚度大于50纳
米。
16.进一步地，在本技术的一个实施例中，所述根据所述图像确定所述颜料的粘附比例，包括：
17.从所述图像中截取目标采集区域的目标图像；
18.检测所述目标图像中的总像素值和所述目标图像中显示为所述颜料的颜色的第一像素值；
19.根据所述第一像素值和所述总像素值的比值，确定所述颜料的粘附比例。
20.进一步地，在本技术的一个实施例中，所述经验模型通过以下步骤建立：
21.选取批量的携带有使用冲次标签的样本超声波冲头；
22.控制各个所述样本超声波冲头向底座凹模冲击；所述底座凹模中涂覆有颜色和所述超声波冲头不同的颜料；
23.采集各个所述样本超声波冲头的样本图像，根据所述样本图像确定所述样本超声波冲头对应的颜料粘附比例；
24.根据各个所述样本超声波冲头对应的使用冲次标签和所述颜料粘附比例，建立所述经验模型。
25.进一步地，在本技术的一个实施例中，所述经验模型的公式为：
26.y＝a*xb；
27.式中，y表示超声波冲头的已使用冲次，x表示粘附比例，a和b为数值参数。
28.进一步地，在本技术的一个实施例中，所述方法还包括以下步骤：
29.当所述已使用冲次超过所述超声波冲头的设计使用冲次，输出提示信息提醒用户更换所述超声波冲头。
30.第二方面，本技术实施例提供了一种超声波冲头使用寿命检测系统，包括：
31.输出模块，用于输出动作指令，所述动作指令用于控制超声波冲头向底座凹模冲击；所述底座凹模中涂覆有颜色和所述超声波冲头不同的颜料；
32.采集模块，用于采集所述超声波冲头的图像，根据所述图像确定所述颜料的粘附比例；
33.处理模块，用于根据预先建立的经验模型，通过所述粘附比例确定所述超声波冲头的已使用冲次；
34.预测模块，用于根据所述已使用冲次和所述超声波冲头的投入使用时长，确定所述超声波冲头的剩余使用寿命；所述剩余使用寿命包括剩余使用冲次或者剩余使用时长。
35.第三方面，本技术实施例提供了一种超声波冲头使用寿命检测装置，包括：
36.至少一个处理器；
37.至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
38.当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行时，使得所述至少一个处理器实现第一方面所述的超声波冲头使用寿命检测方法。
39.第四方面，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于实现第一方面所述的超声波冲头使用寿命检测方法。
40.本技术的优点和有益效果将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变
得明显，或通过本技术的实践了解到：
41.本技术实施例中提供的超声波冲头使用寿命检测方法，包括输出动作指令，所述动作指令用于控制超声波冲头向底座凹模冲击；所述底座凹模中涂覆有颜色和所述超声波冲头不同的颜料；采集所述超声波冲头的图像，根据所述图像确定所述颜料的粘附比例；根据预先建立的经验模型，通过所述粘附比例确定所述超声波冲头的已使用冲次；根据所述已使用冲次和所述超声波冲头的投入使用时长，确定所述超声波冲头的剩余使用寿命；所述剩余使用寿命包括剩余使用冲次或者剩余使用时长。该方法有效检测出超声波冲头的已使用冲次，方便确定超声波冲头的剩余使用冲次或者剩余使用时长，从而提高汽车冲孔工艺的质量，同时减轻工艺成本，减少不必要的浪费。
附图说明
42.为了更清楚地说明本技术实施例或者现有技术中的技术方案，下面对本技术实施例或者现有技术中的相关技术方案附图作以下介绍，应当理解的是，下面介绍中的附图仅仅为了方便清晰表述本技术的技术方案中的部分实施例，对于本领域的技术人员来说，在无需付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取到其他附图。
43.图1为本技术一种超声波冲头使用寿命检测方法具体实施例的流程示意图；
44.图2为本技术一种超声波冲头使用寿命检测系统具体实施例的结构示意图；
45.图3为本技术一种超声波冲头使用寿命检测装置具体实施例的结构示意图。
具体实施方式
46.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
47.目前，在汽车相关的工艺中，存在冲孔的需求，例如保险杠冲孔工艺主要用于汽车雷达的安装和汽车的牵引等，一般是基于超声波冲孔的方式实现。超声波冲孔技术采用超声波原理，通过超声波冲头的高频震动与素材表面产生的热量使可溶解的板材溶解，溶解的板材在素材表面不断剥落，最终形成通孔。超声波冲孔技术由于尺寸精度高、表面粗糙度小、毛刺少等优点而被广泛应用。由于高频振动，超声波冲头与素材的接触面积小，压强大，会加快对冲头的磨损，由于加工精度以及使用状态差异，不同的超声波冲头使用情况存在一定的差异，可能同一批投入使用的超声波冲头在一段时间内的使用冲次差别很大。
48.相关技术中，很难提前知道超声波冲头的使用寿命(例如剩余使用冲次)，无法对冲头的寿命进行估算。因此，需要使用冲头的员工自己时刻关注孔位的品质状态，辅助判断冲头的磨损情况。在使用过程中，由于超声波冲头的使用寿命已到终点造成孔位不良时，才能知道该冲头不能再使用，对工艺造成不良影响；而在超声波冲头使用冲次较少的情况下就更换新的，又会造成浪费，增加工艺的成本。
49.有鉴于上述相关技术中存在的技术问题，本技术实施例中提供一种超声波冲头使用寿命检测方法，该方法能够有效检测出超声波冲头的已使用冲次，方便确定超声波冲头
的剩余使用冲次或者剩余使用时长，从而提高汽车冲孔工艺的质量，同时减轻工艺成本，减少不必要的浪费。
50.在一些实施例中，本技术实施例中的方法，可以在终端中被执行，例如该方法可以基于终端中的处理器来实现，即该方法可以是以程序的形式运行于终端的处理器中，通过执行相关的程序来实现该方法。具体地，前述的终端可以是手机、智能穿戴设备、平板电脑、笔记本电脑等，但并不局限于此。
51.在一些实施例中，本技术实施例中的方法，也可以在服务器中被执行。该服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、cdn、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。
52.当然，以上的实施场景仅用于对本技术中方法的执行进行举例描述，并不意味着对其进行具体的限定。下面主要以该方法在上述的实施环境中被执行为例，对其进行详细说明和介绍。
53.请参照图1，该方法主要包括以下步骤：
54.步骤110、输出动作指令，所述动作指令用于控制超声波冲头向底座凹模冲击；所述底座凹模中涂覆有颜色和所述超声波冲头不同的颜料；
55.本步骤中，在对超声波冲头的寿命进行检测时，可以先向其输出动作指令，该动作指令用于触发超声波冲头动作一段时间或者动作指定的次数，比如说动作1秒钟或者完成10个冲击动作，在超声波冲头的下方，设置有底座凹模，底座凹模中涂覆有颜料，且颜料的颜色和超声波冲头颜色不同，最好是具有明显区别度的颜色。具体地，颜料可以包括红丹粉、蓝丹粉或者黄丹粉中的任意一种。本技术实施例中，底座凹模中涂覆的颜料可以在接触到超声波冲头时粘附在其上。粘附的程度和超声波冲头的已使用冲次正相关，原因在于：超声波冲头在使用过程中，冲头会逐渐卷边变得不光滑，已使用冲次越多，卷边的情况就越严重，从而粘附的颜料就越多。本技术实施例中，底座凹模和超声波冲头的型号可以为间隙配合，通过在底座凹模的内壁均匀涂刷一层粉状的颜料，使得冲头在向下运动时与底座凹模配合，底座凹模内壁的粉状涂料因为冲头的卷边而粘附，其中，底座凹模中涂覆的颜料厚度可以大于50纳米，以方便颜料的粘附。
56.步骤120、采集所述超声波冲头的图像，根据所述图像确定所述颜料的粘附比例；
57.本步骤中，在开启超声波冲头对底座凹模冲击后，可以采集超声波冲头的图像，然后根据采集的图像确定颜料在超声波冲头上的粘附比例。具体地，该粘附比例可以是颜料在冲头的侧面覆盖面积占冲头侧面的总面积的比值。具体地，步骤120可以进一步包括有以下步骤：
58.步骤1201、从所述图像中截取目标采集区域的目标图像；
59.步骤1202、检测所述目标图像中的总像素值和所述目标图像中显示为所述颜料的颜色的第一像素值；
60.步骤1203、根据所述第一像素值和所述总像素值的比值，确定所述颜料的粘附比例。
61.本技术实施例中，在采集到超声波冲头的图像后，该图像可以还包括有一些背景无关的图像信息，此时可以先从该图像中截取出目标采集区域的图像，得到目标图像，目标
采集区域即超声波冲头的区域，截取时可以采用图像分割算法，从原始的图像中分割出目标采集区域，然后得到目标图像。进一步地，在得到目标图像后，可以检测目标图像中的总像素值和目标图像中显示为底座凹模中颜料颜色的像素值，记为第一像素值，然后根据第一像素值和总像素值的比值，确定颜料的粘附比例。此处的像素值，可以是图像中的像素个数，比如说目标图像中共有1189个像素，颜料采用的是红丹粉，目标图像中显示为红色的像素个数为277，则粘附比例为277/1189＝0.233。
62.步骤130、根据预先建立的经验模型，通过所述粘附比例确定所述超声波冲头的已使用冲次；
63.本步骤中，在得到超声波冲头对应的粘附比例后，可以根据预先建立的经验模型，根据该粘附比例确定出超声波冲头的已使用冲次。具体地，此处使用的经验模型可以通过以下步骤建立：
64.步骤1301、选取批量的携带有使用冲次标签的样本超声波冲头；
65.步骤1302、控制各个所述样本超声波冲头向底座凹模冲击；所述底座凹模中涂覆有颜色和所述超声波冲头不同的颜料；
66.步骤1303、采集各个所述样本超声波冲头的样本图像，根据所述样本图像确定所述样本超声波冲头对应的颜料粘附比例；
67.步骤1304、根据各个所述样本超声波冲头对应的使用冲次标签和所述颜料粘附比例，建立所述经验模型。
68.本技术实施例中，在建立经验模型时，可以选取批量携带有使用冲次标签的样本超声波冲头，其使用冲次标签记录了该超声波冲头的使用冲次，例如可以是五千次、三千七百次等等。然后，对各个样本超声波冲头进行颜料的涂覆测试，确定其对应的颜料粘附比例，这部分内容和前述的步骤110至步骤120类似，在此不再赘述。进而，可以根据各个样本超声波冲头对应的使用冲次标签和颜料粘附比例，建立经验模型。比如说，本技术实施例中，建立的经验模型可以通过公式表示为：
69.y＝a*xb；
70.式中，y表示超声波冲头的已使用冲次，x表示粘附比例，a和b为数值参数，其中，在一些实施例中，a＝16743.2，b＝0.50178。可以理解的是，对于不同型号的超声波冲头，可以建立不同的经验模型进行独立分析。
71.步骤140、根据所述已使用冲次和所述超声波冲头的投入使用时长，确定所述超声波冲头的剩余使用寿命；所述剩余使用寿命包括剩余使用冲次或者剩余使用时长。
72.本步骤中，在得到超声波冲头的已使用冲次后，可以确定其剩余使用寿命。具体地，超声波冲头的剩余使用寿命既可以通过剩余使用冲次来表示，也可以采用剩余使用时长来表示。此处的剩余使用时长，指的是该超声波冲头距离需要报废处理的时长，并非是可以持续使用的总时长。其中，剩余使用冲次可以通过超声波冲头的设计使用冲次减去已使用冲次得到，比如说某款超声波冲头的设计使用冲次为9千次，已使用冲次为8千次，则剩余使用冲次为1千次。剩余使用时长可以通过已使用冲次和投入使用时长的关系来确定，比如说某款超声波冲头的设计使用冲次为9千次，已使用冲次为8千次，投入使用了8周，则其剩余使用时长可以确定为1周，换句话说，1周后需要对该超声波冲头进行报废处理。
73.在一些可能的实施方式中，本技术中的方法还包括有以下步骤：
74.当所述已使用冲次超过所述超声波冲头的设计使用冲次，输出提示信息提醒用户更换所述超声波冲头。
75.本技术实施例中，还可以包括有自动提醒报废处理的功能：当超声波冲头的已使用冲次超过其对应的设计使用冲次，可以输出提示信息，例如声光信息，用来提醒用户更换新的超声波冲头，防止对工艺造成不良影响，导致产品的质量降低。
76.下面参照附图详细描述根据本技术实施例提出的超声波冲头使用寿命检测系统和装置。
77.参照图2，本技术实施例中提出的汽车方向盘转向检测系统，包括：
78.输出模块101，用于输出动作指令，所述动作指令用于控制超声波冲头向底座凹模冲击；所述底座凹模中涂覆有颜色和所述超声波冲头不同的颜料；
79.采集模块102，用于采集所述超声波冲头的图像，根据所述图像确定所述颜料的粘附比例；
80.处理模块103，用于根据预先建立的经验模型，通过所述粘附比例确定所述超声波冲头的已使用冲次；
81.预测模块104，用于根据所述已使用冲次和所述超声波冲头的投入使用时长，确定所述超声波冲头的剩余使用寿命；所述剩余使用寿命包括剩余使用冲次或者剩余使用时长。
82.可以理解的是，上述方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中，本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
83.参照图3，本技术实施例提供了超声波冲头使用寿命检测装置，包括：
84.至少一个处理器201；
85.至少一个存储器202，用于存储至少一个程序；
86.当至少一个程序被至少一个处理器201执行时，使得至少一个处理器201实现的超声波冲头使用寿命检测方法。
87.同理，上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
88.本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器201可执行的程序，处理器201可执行的程序在由处理器201执行时用于执行上述的超声波冲头使用寿命检测方法。
89.同理，上述方法实施例中的内容均适用于本计算机可读存储介质实施例中，本计算机可读存储介质实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
90.在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本技术的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变
以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。
91.此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本技术，但应当理解的是，除非另有相反说明，功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本技术是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本技术。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本技术的范围，本技术的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。
92.功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
93.在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
94.计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。
95.应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
96.在本说明书的上述描述中，参考术语“一个实施方式/实施例”、“另一实施方式/实施例”或“某些实施方式/实施例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语
的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
97.尽管已经示出和描述了本技术的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。
98.以上是对本技术的较佳实施进行了具体说明，但本技术并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本技术精神的前提下可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。