⽬前汽车制造工业发展迅速。汽车生产线上一项重要工艺是焊接。电阻点焊在汽车白车身焊装中占据主导地位。汽车车身、车架、侧围、五门一罩等所有大件的焊接均由电阻焊接工艺完成。一辆汽车白车身上约有5千多个电阻焊点。焊接质量与效率对于汽车产品的⽣产率、安全性以及成本具有决定性影响。然而，虚焊、未熔合等质量隐患问题因缺少自动检测手段而存在潜在风险，面临挑战。
智能电阻焊接在线检测系统（IRWI- Intelligent Resistance Welding Inspection）应运而生。该系统将机器人焊接、数据采集、自动信息处理、人工智能综合集成一体化。产品采用深度学习模式先进算法，模式识别，对大数据进行分析，实现在线检测和系统优化，并预测焊接质量变化趋势。广州正田科技有限公司自主研发的智能电阻焊接在线检测IRWI技术属国内首创，国际领先，受到制造业青睐。
本文概述智能电阻焊接在线检测系统（IRWI）的研究背景、功能特点、体系结构、技术规格和应用前景。IRWI系统贯穿多传感融合与AI技术，由多类别传感器、智能数据处理模块和电控部分组成，实现电阻焊接质量在线监测和整个焊接生产线的智能化管理。IRWI实时性强，检测精度高，抗干扰能力强，稳定性好，易于安装操控。随着在汽车制造业的推广，必将产生巨大的市场效应。
汽车电阻焊接缺乏在线检测手段和成熟的自动化检测方案。汽车车身是一个典型的焊接结构件，应用最多的是电阻焊，占整个焊接工作量的60％以上。电阻点焊一般要经过加压、通电、保持、卸压四个过程，在压力持续作用下完成。 电阻点焊将置于两电极之间的工件加压，并在焊接处通以电流，利用电流通过工件本身产的电阻热来加热并形成金属局部熔化，使两块分离的金属达到原子间结合，形成永久性连接。焊接电流停止并工件冷却时，在电极压力继续作用下而形成牢固接头。
焊点内部质量检验主要从熔核直径、熔透、机械性能三个方面进行判断。在电阻焊领域，多数汽车制造企业仍采⽤人工目测、凿检、超声等抽检方法进⾏焊接质量评估，效率低，存在漏检、误检，无法满足100%焊点在线检测的需求。通常为此而增加10%左右的冗余焊点，这不仅增加了材料和⼈⼒成本，并对产能形成压制。
焊接工业现状急需寻求并解决无损在线检测方法。智能电阻焊接在线检测系统IRWI采集多传感信号，提取信号特征，经大数据分析处理，实现质量监控，有效降低误检和漏检的风险。
IRWI产品主要功能如下：
智能电阻焊接在线检测系统（IRWI）的主要技术规格如表1所示。
该产品的主要优势体现在：
表1 智能电阻焊接在线检测系统（IRWI）的主要技术规格
IRWI在线检测系统架构组成如图1所示。每个焊接机上安装有多个传感器，每台电阻焊接检测机对应一个焊接机器人，系统可显示实时电流、电压、电阻变化曲线，及时反映运作状态。中控台可监控百余个焊接机器人，并联网和提供云服务。远程移动终端如手机，可实时监测焊接流程。
图1 IRWI系统组成示意方块图
电阻点焊过程由预压阶段、加热阶段、压力维持、压力休止四个基本阶段组成。传感器采集焊接电流、电极压力、电极位移、电极电压等动态参数，进行数据处理，建立电阻焊接质量检测评估模型，以实现焊接质量的在线检测。
建立检测模型的主要关联参数如下：
IRWI在线系统检测参数随时间变化的曲线经函数计算可反映不同焊接缺陷的状态，例如虚焊和飞溅缺陷，如图2所示。
图2 IRWI在线系统检测参数曲线反映焊接缺陷状态[1]
电阻焊是汽车制造的核心工艺。国内拥有百余家汽车制造企业，每条汽车⽣产线配备数百至数千台电阻焊机。每台都是IRWI系统产品的潜在应用终端。IRWI实时检测监控、储存和分析生产数据，创造工业大数据，必将促进工业人工智能业务的发展和工业4.0技术的普及。图3为IRWI可应用的领域范围。
图3 智能电阻焊接在线检测系统的应用范围
智能电阻焊接在线检测系统（IRWI）作为AI技术深入工业的典型范例，应用前景广泛。在汽车船泊制造、锂电池新能源、航空航天、以及半导体设备等产品的⽣产中均有重要用途。
参考文献：
[1] Weile Yang, Perry P. Gao, Xiangdong Gao. Online evaluation of resistance spot welding quality and defect classification. Measurement Science and Technology. 2023，34: 095016.
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