一种焊点合理性校验方法及存储介质与流程

1.本发明涉及金属焊接领域，具体涉及一种焊点合理性校验方法及存储介质。


背景技术：

2.电阻点焊技术作为薄板构件连接的主要方式，以其低能耗、低成本、高效率、高质量、易操作、易实现自动化等优点而被广泛应用。例如航天燃料贮箱的内部结构件、汽车的车身结构，通常包含数千甚至上万个点焊焊点，大量的承载结构通过焊点连接构成，焊点设计的合理性在很大程度上直接影响到结构件的承载能力。
3.现有技术中主要采用人工判别的方法，逐一审查焊点的焊点边距和焊点间距，该方法检查效率极低，容易出现漏查、错查等问题。
4.鉴于此，亟需设计一种简易高效率的自动化焊点合理性校验方法及存储介质。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种焊点合理性校验方法及存储介质。
6.本发明提供一种焊点合理性校验方法，包括：根据整体焊件的三维模型，确定最薄焊件，并解析最薄焊件的特征信息，其中每个焊点特征对应的两个焊件；其中确定最薄焊件包括：分析焊点特征所在面的形状，通过焊点所在面确定所述两个焊件中最薄焊件，解析最薄焊件的特征信息包括：解析所述最薄焊件的材料属性及其材料信息；计算所述焊点的焊点边距d，根据所述材料信息查找焊点数据库中的焊点边距允许最小值α，若d≥α则符合焊点边距合理性要求；否则不符合焊点边距合理性要求，对所述焊点进行标记并计数；计算所述焊点的焊点间距e，根据所述材料信息查找焊点数据库中的焊点间距允许最小值β，若e≥β则符合焊点间距合理性要求；否则不符合焊点间距合理性要求，对所述焊点进行标记并计数；当焊点边距和焊点间距均符合合理性要求时，则焊件的该焊点符合标准。
7.根据本发明的一个实施例，所述两个焊件分为第一焊件和第二焊件，在所述焊点沿面的法向量作射线，相交于所述第一焊件的长度为 t1，相交于所述第二焊件的长度为t2；若t1《t2，则解析所述第一焊件的材料属性及其材料信息；若t1》t2，则解析所述第二焊件的材料属性及其材料信息。
8.根据本发明的一个实施例，在所述焊点位置创建临时坐标系，通过变换矩阵，拾取所述焊点在所述两个焊件四个面的交点，依次对四个交点进行焊点边距的计算。
9.根据本发明的一个实施例，依次计算每个所述交点到当前焊件表面各棱边的距离值，选择其中最小的距离值为焊点边距d。
10.根据本发明的一个实施例，在临时坐标系下定义两个点a (0,0,1000)和b(0,0,-1000)，通过变换矩阵转换到绝对坐标系下。
11.根据本发明的一个实施例，将所述绝对坐标系定为整体焊件三维模型的坐标系，在所述绝对坐标系中得到分别对应临时坐标系下a 点和b点的相应两个点a
′
和b
′
，以a
′
和b′
为顶点创建一条直线穿过两个焊件的四个面，该直线即为所述焊点沿面的法向量。
12.根据本发明的一个实施例，计算所述焊点到相邻焊点的距离值，选择其中最小的距离值为焊点间距e。
13.根据本发明的一个实施例，所述焊点数据库为各种焊接材料对应的焊点信息，所述焊点信息包括焊件厚度以及对应的焊点边距允许最小值α和焊点间距允许最小值β。
14.另在一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现如上述焊点合理性校验方法。
15.根据本发明的焊点合理性校验方法能够自动解析出每个焊点的焊点边距是否低于焊点边距允许最小值，焊点间距是否低于焊点间距允许最小值，高效率的校验方法保证整体焊件的设计合理性，防止虚焊或焊点飞溅等影响焊件的强度性能。
16.应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。
附图说明
17.下面的附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明发明的原理。
18.图1是本发明一个实施例的焊点合理性校验方法的示意图；
19.图2是本发明一个实施例的焊件三维模型的示意图；
20.图3是图2的剖视图。
具体实施方式
21.下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，用于示例性的说明本发明的原理，并不被配置为限定本发明。另外，附图中的机构件不一定是按照比例绘制的。例如，可能对于其他结构件或区域而放大了附图中的一些结构件或区域的尺寸，以帮助对本发明实施例的理解。
22.下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明实施例的具体结构进行限定。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.此外术语“包括”、“包含”“具有”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素结构件或组件不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出或固有的属于结构件、组件上的其他机构件。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
24.诸如“下面”、“下方”、“在
…
下”、“低”、“上方”、“在
…
上”、“高”等的空间关系术语用于使描述方便，以解释一个元件相对于第二元件的定位，表示除了与图中示出的那些取
向不同的取向以外，这些术语旨在涵盖器件的不同取向。另外，例如“一个元件在另一个元件上/下”可以表示两个元件直接接触，也可以表示两个元件之间还具有其他元件。此外，诸如“第一”、“第二”等的术语也用于描述各个元件、区、部分等，并且不应被当作限制。类似的术语在描述通篇中表示类似的元件。
25.对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
26.图1是本发明一个实施例的焊点合理性校验方法的示意图；图2 是本发明一个实施例的焊件三维模型的示意图；图3是图2的剖视图。
27.如图1所示，本发明提供一种焊点合理性校验方法，包括：
28.s101，根据整体焊件的三维模型中的焊点，确定最薄焊件，并解析最薄焊件的特征信息，其中每个焊点特征对应的两个焊件；其中确定最薄焊件包括：分析焊点所在面的形状，通过焊点所在面确定两个焊件中最薄焊件，解析最薄焊件的特征信息包括：解析最薄焊件的材料属性及其材料信息；
29.s102，计算焊点的焊点边距d，根据材料信息查找焊点数据库中的焊点边距允许最小值α，若d≥α则符合焊点边距合理性要求；否则不符合焊点边距合理性要求，对焊点进行标记并计数；
30.s103，计算焊点的焊点间距e，根据材料信息查找焊点数据库中的焊点间距允许最小值β，若e≥β则符合焊点间距合理性要求；否则不符合焊点间距合理性要求，对焊点进行标记并计数；
31.s104，当焊点边距和焊点间距均符合合理性要求时，则焊件的该焊点符合标准。
32.具体地，由于焊点的边距设计和间距设计直接影响焊点质量和结构承载能力的关键，所以需要进行焊点边距和焊点间距的合理性校验。如图2所示，选择一个实施例为直线点焊结构的示意图，焊点间距、焊点到结构件各边缘的距离即焊点边距均不同。在大型三维模型中，采用人工检查的方式测量所有焊点的焊点间距、焊点边距，工作繁复且工作量大，测量的全面性不易保证。
33.该焊点合理性校验方法基于三维模型进行判别的，从三维模型中识别出每个焊点特征，针对每个焊点特征进一步进行识别，得到焊点特征所在面的形状，具体为面、体和焊件。可以理解，焊点特征一般对应两个焊件，将两个焊件通过焊点进行连接，通过焊点所在面的形状来确定该焊点所处的两个焊件中的最薄焊件，将最薄焊件的材料 material属性值及其材料信息进行解析，用于查找焊点数据库的相关数据。其中，焊点数据库基于不同焊件的材料信息下允许的最小焊点边距和最小焊点间距是不同的。
34.进一步地，如图2所示，计算该焊点的焊点边距d，根据该焊点所处的焊件对应的材料信息查找焊点数据库中的焊点边距允许最小值α，若d≥α则符合焊点边距合理性要求；若d《α则不符合焊点边距合理性要求，对焊点进行标记并计数，便于工作人员对三维模型中焊点边距不合理的焊点进行修改和统计。
35.进一步地，计算焊点的焊点间距e，根据该焊点所处的焊件对应的材料信息查找焊点数据库中的焊点间距允许最小值β，若e≥β则符合焊点间距合理性要求；若e《β则不符合焊点间距合理性要求，对焊点进行标记并计数，便于工作人员对三维模型中焊点间距不合
理的焊点进行修改和统计。
36.其中，当该焊点的焊点边距d和焊点间距e均符合合理性要求时，则焊件的该焊点符合标准。整体焊件的焊点设计合理性，能够防止虚焊或焊点飞溅从而影响结构的强度性能，所以在产品设计过程中检查焊点边距和焊点间距，避免出现焊点边距不足或焊点间距过小的情况。借助计算机自动化的校验方法能够快速识别焊件三维模型中焊点设计是否合理，与现有人工检查的方式相比，本校验方法对焊点边距和焊点间距设计合理性的判别效率更高、检查范围更全面、判别结果更准确。
37.作为其中一个实施例，该焊点合理性校验方法还包括焊点面积检测，针对不同材料的最薄焊件其允许的焊点的最大面积也是不同的，根据材料信息查找焊点数据库中的焊点面积允许最大值，若测得的实时焊点面积小于焊点面积允许最大值则符合焊点面积合理性要求；否则不符合焊点面积合理性要求，对焊点进行标记并计数。
38.其次，在计算某焊点的焊点边距和焊点间距时，通过每个焊点的面积图形的中点进行焊点边距和焊点间距的计算，假如焊点面积为圆形则选择圆心为中点，假如焊点面积为不规则图形则选择其质心为中点。通过每个焊点的面积图形的中点计算的焊点边距和焊点间距，得到的数据更为准确，校验结果不易出错。如图2和图3所示，根据本发明的一个实施例，两个焊件分为第一焊件和第二焊件，在焊点沿面的法向量作射线，相交于第一焊件的长度为t1，相交于第二焊件的长度为t2；若t1《t2，则解析第一焊件的材料属性及其材料信息；若t1》t2，则解析第二焊件的材料属性及其材料信息。
39.具体地，针对焊点的材料属性的选择，需要确定该焊点对应的两个焊件中最薄焊件，以最薄焊件的材料属性能够承受和允许的最小焊点边距和焊件间距为判定标准。如图3所示，两个焊件分为第一焊件和第二焊件，在焊点沿面的法向量作射线，相交于第一焊件的长度为 t1，相交于第二焊件的长度为t2，比较t1和t2中较小的即为该焊点对应的最薄焊件；若t1《t2，则解析第一焊件的材料属性及其材料信息；若t1》t2，则解析第二焊件的材料属性及其材料信息。
40.根据本发明的一个实施例，在焊点位置创建临时坐标系，通过变换矩阵，拾取焊点在两个焊件四个面的交点，依次对四个交点进行焊点边距的计算。
41.具体地，焊点与焊件边缘即焊点边距应该留有足够的距离，该距离上的母材金属应能承受焊接热循环中熔核内部产生的压力。若焊点边距过小，将导致边缘处母材过热并向外挤压，减弱对熔核的拘束力，可能引起焊点成形不良甚至飞溅问题，影响点焊质量，所以校验焊点边距的合理性非常重要。
42.其中，在计算焊点边距时需要在焊点位置创建临时坐标系，使子轴为焊点所在面的法向，经过变换矩阵，沿着法向量的射线在两个焊件的四个面中出现四个交点d1、d2、d3、d4，其中d2、d3和d4 交点是d1交点即焊点处创建的法向直线与第一焊件和第二焊件的交点。其中d1交点和d2交点对应的是第一焊件，d3交点和d4交点对应的是第二焊件，分别对d1、d2、d3、d4这四个交点进行焊件边距的计算。
43.根据本发明的一个实施例，依次计算每个交点到当前焊件表面各棱边的距离值，选择其中最小的距离值为焊点边距d。
44.具体地，作为其中一个实施例，选择d1交点时，计算d1所在焊件的面到其各棱边的距离值，如果所在面为矩形则计算d1到四个棱边的距离值。需要说明的是，计算d2交点和d3
交点的焊点边距时，d2交点的焊点边距计算的是第一焊件所处的所在面，d3交点的焊点边距计算的是第二焊件所处的所在面。对四个交点依次进行计算，选择焊点距离棱边最小的距离值为该焊点的焊点边距d。
45.根据本发明的一个实施例，在临时坐标系下定义两个点(图中未展示)a(0,0,1000)和b(0,0,-1000)，通过变换矩阵转换到绝对坐标系下。
46.根据本发明的一个实施例，如图3所示，将绝对坐标系定为整体焊件三维模型的坐标系，在绝对坐标系中得到分别对应临时坐标系下 a点和b点的相应两个点a
′
和b
′
，以a
′
和b
′
为顶点创建一条直线穿过两个焊件的四个面，该直线即为焊点沿面的法向量。
47.具体地，焊点所在面的法向需要在临时坐标系下定义两个点a (0,0,1000)和b(0,0,-1000)，通过变换矩阵转换到绝对坐标系下，将a和b点的坐标值带入以下公式1中，将绝对坐标系定为整体焊件三维模型的坐标系，得到相应的两个点a
′
和b
′
。以a
′
和b
′
为顶点创建一条直线，作为焊点所在面的法向线段，该线段穿过两个焊件的四个面从而得到上述四个交点，分别是d1、d2、d3、d4。
[0048][0049]
根据本发明的一个实施例，计算焊点到相邻焊点的距离值，选择其中最小的距离值为焊点间距e。
[0050]
具体地，计算焊点间距主要考虑的是每个焊点之间的距离是否过小，在点焊过程中，同一焊件上已完成焊接的焊点对后续焊点将造成分流影响。分流将导致焊接区域的有效电流减小，析热不足，影响焊点强度；且焊点距离越近，分流越严重，容易造成虚焊，严重影响结构承载能力。因此要计算焊点到相邻焊点的距离值，选择其中最小的距离值为焊点间距e，与焊点间距允许最小值β进行比较。
[0051]
根据本发明的一个实施例，焊点数据库为各种焊接材料对应的焊点信息，焊点信息包括焊件厚度以及对应的焊点边距允许最小值α和焊点间距允许最小值β。
[0052]
具体地，焊点数据库存储多类焊接材料对应的焊点信息，每条焊点信息除了对应的焊点边距允许最小值α和焊点间距允许最小值β，还包括相应焊件材料的最薄焊件厚度。
[0053]
在本发明实施例中，基于cad二次开发识别三维装配模型的焊点特征，自动分析各焊点边距和焊点间距，对焊点设计合理性进行分析，从而确定焊点边距和焊点间距是否符合设计合理性要求。本发明提供的自动化校验方法，可以在数秒钟内完成三维模型中焊点特征的检查，且分析结果准确无误。
[0054]
在一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器执行时实现如上述焊点合理性校验方法。
[0055]
具体地，该计算机可读存储介质由于包含上述焊点合理性校验方法，所以具有相应的技术效果在此不再赘述。
[0056]
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。