铝合金电阻点焊工艺设计智能化

作者:曹海鹏;赵熹华;赵贺 刊名:焊接学报 上传者:常娜

【摘要】采用集成基于事例推理,模糊推理,模糊神经网络(FNN)等多种人工智能推理技术,建立了铝合金电阻点焊工艺参数设计系统。选取导电率、屈服强度等材质的物理参数为电阻点焊工艺参数求解模块入口参数,更加符合铝合金电阻点焊过程的物理本质;引入规范强度参数,使铝合金电阻点焊焊接参数的选择更加灵活;在此基础上建立FNN铝合金电阻点焊工艺焊接求解模型,提高系统求解的智能性及其学习能力。在铝合金电阻点焊过程数值模拟的基础上,以铝合金电阻点焊焊接参数数值模拟作为已有的铝合金电阻点焊工艺参数库的补充,丰富了神经网络的训练样本,增强了系统的泛化能力。系统应用实例表明可以满足铝合金电阻点焊工艺参数设计要求。

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焊 接 学 报期月第 卷 第年 铝合金 电阻点焊工 艺设计智能化 曹海鹏‘ , 赵熹华 , , 赵 贺 吉林大学 材料学院 , 长春 长春工业大学 材料学院 , 长春 摘 要 采用集成基于事例推理 , 模糊推理 , 模糊神经网络 等多种人工智能推理技术 , 建立 了铝合金电阻点焊工艺参数设计系统 。 选取导电率 、屈服强度等材质的物理参数为电阻点焊工艺参数求解模块人 口 参数 , 更加符合铝合金电阻点焊过程 的物理本质 引人规范强度参数 , 使铝合金电阻点焊焊接参数的选择更加灵活 在此基础上建立铝合金电阻点焊工艺焊接求解模型 , 提高系统求解的智能性及其学习能力 。 在铝 合金电阻点焊过程数值模拟的基础上 , 以铝合金电阻点焊焊接参数数值模拟作为已有的铝合金电阻点焊工艺参数库的补充 , 丰富了神经网络的训练样本 , 增强 了系统的泛化能力 。 系统应用实例表明可以满足铝合金 电阻点焊工艺参数设计要求 。 关键词 铝合金 工艺设计 人工智能 模糊神经网络 数值模拟 电阻点焊 中图分类号 文献标识码 文章编号 一 一 一 曹海鹏 序 言 焊接参数对铝合金 电阻点焊熔核形成过程 的影响 , 可 以为铝合金电阻点焊工艺设计提供依据 。 电阻点焊过程是一个高度非线性 、 多变量藕合作用 的复杂过程 。 焊接工艺参数集中体现 了焊接技术本身的复杂性与经验性 , 是保证焊接质量的前提 , 因而被视为焊接生产中最为关键的技术之一 。 在铝合金电阻点焊过程中 , 由于其熔点低 , 导 电导热性能良好以及表面易形成致密氧化膜等特点 , 使得铝合金的点焊必须采用大电流 、短时间的焊接规范 , 而且其焊接质量随着焊接参数的变化波动严重 。 这使得铝合金点焊工艺参数的设计选择显得尤为重要而实用 。 点焊工艺设计是一个复杂 的多输人 、 多输 出的病态的问题求解过程 , 具有典型 的非线性特点 〔’习。人工神经网络技术 、 模糊推理等人工智能技术在解决高度非线性和严重不确定系统控制方面同经典控制方法相 比较具有的巨大的优势 和潜力 , 在信号处理 、智能控制 、模式识别 、 机器视觉 、 非线性优化 、 自动 目标识别 、 传感技术等方面取得 了很大 的进展 。应用人工智能技术来进行电阻点焊工艺参数规划是解决这一 问题 的有效途径 〔’〕 。 随着数值模拟技术在电阻点焊领域内的研究不断深人 , 采用有 限元法建立点焊过程的热 、力 、 电祸合模型来模拟点焊过程中温度场 , 应力等的变化过程 取得 了一定 的进展 。通 过建立铝合金 电阻点焊过程数值模拟模型 , 分析 系统总体结构设计 收稿 日期 一 一 基金项目 国家 白然科学基金资助项 目 铝合金点焊工艺设计智能系统属于设计型智能系统 。 其设计 目标为以铝合金 电阻点焊工艺过程的本质影响因素作为推理依据 , 应充分考虑铝合金点焊工艺的 自身特征和点焊领域专家的思维特点 。 铝合金电阻点焊工艺参数设计是一个多层次 、多任务 、多 目标的复杂设计 问题 , 设计 因素面广 , 如材料规格 、设备参数 供电波形 、 焊机容量等 、 电极特性 形状尺寸 以及焊点的力学性能等 , 具有经验性 、不确定性的特点 。 采用单一 的智能推理技术或者建立单一的推理模型难以较好地进行铝合金 电阻点焊工艺参数设计 。 该系统集成多种智能推理技术 , 通过各种智能技术之间的优势互补 , 从而提高系统的性能 。 系统整体结构模型见 图 。 系统 由铝合金 电阻点焊工艺参数求解推理模块 、 工艺参数知识机器学习模块和工艺参数咨询模块组成 。 其中

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