本發(fā)明涉及一種用于定子的感應(yīng)繞組的導(dǎo)電元件的一對端部(或端子)之間的焊接接頭的質(zhì)量控制的方法。特別地但非排他性地，根據(jù)本發(fā)明的方法在用于焊接構(gòu)成電機(例如電動馬達或發(fā)電機)的定子感應(yīng)繞組的導(dǎo)電元件的焊接操作之后的質(zhì)量控制操作領(lǐng)域是有用且實用的。

背景技術(shù)：

1、已知的是，電動馬達、直流發(fā)電機(dynamos)、交流發(fā)電機和變壓器包括鐵磁材料的芯，該芯上布置有繞組，該繞組由根據(jù)特定幾何形狀布置的電導(dǎo)線制成。在至少一個繞組中的電流循環(huán)通過電磁感應(yīng)確定在至少一個其他繞組中的感應(yīng)電流循環(huán)。此外，在鐵磁芯與相應(yīng)繞組之間，力作用在彼此上，并且能夠例如使電動馬達中的轉(zhuǎn)子相對于定子轉(zhuǎn)動。

2、如上所述，上面所描述的感應(yīng)繞組是使用導(dǎo)電材料(通常是銅)的導(dǎo)線制成的。對于特定應(yīng)用，感應(yīng)繞組使用導(dǎo)電材料的導(dǎo)線狀元件(簡稱為導(dǎo)電元件)制成，這些導(dǎo)電元件首先被插入到設(shè)置在構(gòu)造中的電機的鐵磁芯中的特定狹槽中，然后通常通過焊接操作在至少一端處相互穩(wěn)定地聯(lián)接。

3、這些導(dǎo)電元件的典型示例是“發(fā)卡線(hairpin)”，其中導(dǎo)電元件中每一個的形狀像叉。該叉具有一對直柄，這一對直柄在一端通過橋狀橫梁相互連接。典型地，叉的形狀近似像上彎的u形，橋的形狀像尖頭。叉的每個柄以及因此導(dǎo)電元件的每個柄具有用于插入電機的鐵磁芯的相應(yīng)狹槽中的自由端。特別地，根據(jù)用于電機的感應(yīng)繞組的期望邏輯，每個導(dǎo)電元件的第一端插入到相應(yīng)的第一狹槽中，而同一導(dǎo)電元件的第二端插入到相應(yīng)的第二狹槽中。

4、插入到電機的鐵磁芯的狹槽中通過如下方式發(fā)生：將導(dǎo)電元件的自由端插入穿過狹槽的縱向開口并且使所述自由端滑動，直到這些自由端在鐵磁芯的另一端處出來，特別是直至到達柄的預(yù)定外部突起。因此，在鐵磁芯的一端處，叉的橋保持在外部，而在鐵磁芯的另一端，叉的柄的自由端保持在外部。

5、在插入之后，將導(dǎo)電元件的自由端彎曲以便布置在預(yù)定位置，在預(yù)定位置處，這些自由端通過焊接操作與其他導(dǎo)電元件的其他自由端連接。分開的導(dǎo)電元件的自由端必須鄰近，并且根據(jù)相互對準的標準來布置，這使得焊接操作簡單并且確保連接的高穩(wěn)定性。例如，在要相互連接的一對鄰近自由端中，第一端的高度(即，外部突起)可以略高于第二端的高度(即，外部突起)，使得焊接操作可以使第一端的熔化材料的料塊落到第二端上。

6、焊接導(dǎo)電元件的自由端的操作可以通過各種焊接技術(shù)發(fā)生，例如用激光束撞擊鄰近布置的導(dǎo)電元件的自由端中的一個或兩個以便相互連接。獨立于所使用的焊接技術(shù)，一端或兩端的材料的熔化產(chǎn)生符合所需的機械和電氣特性的焊接接頭，并由此根據(jù)預(yù)定義的電氣圖來閉合感應(yīng)繞組的電路。

7、圖3示意性地示出了定子的感應(yīng)繞組的發(fā)卡線16的導(dǎo)電元件的一對端部之間的焊接接頭19(半圓形上部部分，在三維上對應(yīng)于半球形狀)，并且還示出了焊接接頭19的峰(最高點)17與所述焊接接頭19的基部(或基線)18之間的升程或高度h。實際上，焊接接頭19的基部18對應(yīng)于尚未焊接的發(fā)卡線16的導(dǎo)電元件的一對端部的末端，并且該末端的相應(yīng)上表面完美共面。

8、焊接操作的質(zhì)量以及因此定子的感應(yīng)繞組的發(fā)卡線的導(dǎo)電元件的端部之間的焊接接頭的質(zhì)量可以基于各種要素來評估，包括上面所描述的升程或高度h。簡言之，如果焊接接頭的基部足夠低，不會留下裸露區(qū)域(在該裸露區(qū)域處，焊接操作尚未成功，并且因此在該區(qū)域中導(dǎo)電元件的兩者端部中的一個未被覆蓋，從而導(dǎo)致焊接接頭的電特性劣化)，則焊接接頭的質(zhì)量可以被認為是好的。如上所述，上面的描述是簡化。現(xiàn)實中，焊接接頭的低基部并不自動導(dǎo)致裸露區(qū)域。事實上，如下特定應(yīng)用是可能的：其中，焊接接頭的基部非常低，但是在發(fā)卡線的導(dǎo)電元件的一對端部的末端處的整個表面被完美地焊接，并且因此不存在裸露區(qū)域。

9、實踐上，焊接接頭的高度h影響焊接接頭本身的電氣質(zhì)量，因為該高度h是焊縫穿透到通過聯(lián)接發(fā)卡線的導(dǎo)電元件的端部而形成的狹槽中的指示。因此，如果焊接接頭在外部顯示正確的高度h，則在內(nèi)部它已經(jīng)充分地穿透到狹槽中，從而確保良好的電氣質(zhì)量和良好的機械強度。相反，如果焊接接頭在外部顯示出太低的高度h，則它沒有充分地穿透到狹槽中，因此使電氣質(zhì)量和機械強度變差。最后，如果焊接接頭在外部顯示出過高的高度h，則它內(nèi)部可能具有氣泡，這使電氣質(zhì)量和機械強度變差。簡而言之，焊接接頭的高度h的值必須保持在固定范圍內(nèi)，以便避免失敗的穿透并且防止可能的內(nèi)氣泡。

10、目前，人類操作員(通常是實驗室技術(shù)人員)用于判斷定子的感應(yīng)繞組的發(fā)卡線的導(dǎo)電元件的端部之間的焊接接頭的質(zhì)量(包括從美觀角度)。特別地，這些操作員主要基于他們自己的專業(yè)經(jīng)驗并且使用適配的放大設(shè)備(例如數(shù)字顯微鏡)和/或測量設(shè)備來目視檢查這些焊接接頭。由人類操作員執(zhí)行的這些質(zhì)量控制的目的是，驗證導(dǎo)電元件的端部之間的焊接接頭確保所述端部的穩(wěn)定和牢固的結(jié)合，并且它們沒有美觀缺陷。操作員將丟棄具有缺陷感應(yīng)繞組的定子，或者更確切地，將丟棄包括端部處存在缺陷焊接的導(dǎo)電元件的感應(yīng)繞組。

11、然而，這種常規(guī)方法并非沒有缺點，這些缺點中有如下事實：由人工操作員執(zhí)行的這些質(zhì)量控制需要長時間、產(chǎn)生高成本并且意味著在焊接接頭的檢查和評估中存在不準確性和人為錯誤的高風(fēng)險。

12、這種常規(guī)方法的另一缺點在于：在焊接接頭中，經(jīng)常存在一些側(cè)向毛刺，這進一步使操作員的工作復(fù)雜化，使焊接接頭的峰與焊接接頭的基部之間的升程或高度h的測量是基本上主觀的。換句話說，焊接接頭的實驗室測量由人類操作員調(diào)節(jié)。

13、這種常規(guī)方法的又一缺點在于：焊接接頭的實驗室測量經(jīng)常是從單個視角進行。由于定子和相關(guān)聯(lián)的感應(yīng)繞組的形狀結(jié)構(gòu)，這是必要的：焊接接頭定位成彼此非常接近，因此鄰近焊接的阻礙使得不可能從其他視角分析環(huán)內(nèi)部的焊接。顯然，實驗室技術(shù)人員可以切斷一個或多個焊接接頭并且從不同視角分析它們。然而，這種操作將需要大量的時間，并且鑒于其需要切割接頭，將有使實際測量值變差的風(fēng)險。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目標是通過設(shè)計一種用于定子的感應(yīng)繞組的導(dǎo)電元件的一對端部之間的焊接接頭的質(zhì)量控制的方法來克服上面所描述的已知技術(shù)的局限性，該方法使得能夠以更低的成本和更高的性能水平來獲得比常規(guī)解決方案能夠獲得的效果更好的效果和/或獲得類似效果。

2、在該目標內(nèi)，本發(fā)明的目的是設(shè)想一種用于定子的感應(yīng)繞組的導(dǎo)電元件的一對端部之間的焊接接頭的質(zhì)量控制的方法，該方法使得可以客觀且快速地檢查和評估焊接接頭。

3、本發(fā)明的另一目的是設(shè)計一種用于定子的感應(yīng)繞組的導(dǎo)電元件的一對端部之間的焊接接頭的質(zhì)量控制的方法，該方法使得可以識別焊接接頭的基部，所述焊接接頭在該基部處開始并且一對導(dǎo)電元件的未焊接表面在該基部處結(jié)束。

4、本發(fā)明的另一目的是設(shè)想一種用于定子的感應(yīng)繞組的導(dǎo)電元件的一對端部之間的焊接接頭的質(zhì)量控制的方法，該方法使得可以估計焊接接頭的峰與所述焊接接頭的基部之間的升程或高度h。

5、本發(fā)明的另一目的是設(shè)想一種用于定子的感應(yīng)繞組的導(dǎo)電元件的一對端部之間的焊接接頭的質(zhì)量控制的方法，該方法使得可以相對于任何誤差以足夠的穩(wěn)定性和置信度來識別焊接接頭的基部。

6、本發(fā)明的另一目的是提供一種用于定子的感應(yīng)繞組的導(dǎo)電元件的一對端部之間的焊接接頭的質(zhì)量控制的方法，該方法與已知技術(shù)相比是高度可靠的、實施起來容易且實用并且在經(jīng)濟上具有競爭力。

7、該目標以及將在下文中變得更加明顯的其他目的通過一種用于定子的感應(yīng)繞組的導(dǎo)電元件的一對端部之間的焊接接頭的質(zhì)量控制的方法來實現(xiàn)，所述方法由計算機執(zhí)行，其特征為，該方法包括以下步驟：

8、-獲取所述焊接接頭的3d重建；

9、-從所述焊接接頭的所述3d重建提取多個2d灰度斑點面積，用布置在距所述3d重建的峰的漸進距離處的多個切割平面來橫向剖切所述3d重建，所述灰度切割平面中的每一個的白色面積是所述2d灰度斑點面積中的一者；

10、-將所述多個2d灰度斑點面積轉(zhuǎn)換為2d灰度斑點面積的函數(shù)，所述函數(shù)取決于相對于每個2d灰度斑點面積距所述焊接接頭的峰的距離，2d灰度斑點面積的所述函數(shù)的每個值對應(yīng)于距所述焊接接頭的所述峰的所述距離處的所述白色面積；

11、-計算2d灰度斑點面積的所述函數(shù)的相應(yīng)一階導(dǎo)數(shù)；

12、-計算2d灰度斑點面積的所述函數(shù)的相應(yīng)二階導(dǎo)數(shù)；以及

13、-在2d灰度斑點面積的所述函數(shù)的所述二階導(dǎo)數(shù)的趨勢中尋找不穩(wěn)定性峰，所述不穩(wěn)定性峰是所述二階導(dǎo)數(shù)的局部最大值或最小值，所述不穩(wěn)定性峰之后的點對應(yīng)于所述焊接接頭的基部。

14、在實施方式中，上面所描述的方法的特征在于該方法還包括以下步驟：

15、-在2d灰度斑點面積的所述函數(shù)的所述一階導(dǎo)數(shù)的趨勢中尋找不穩(wěn)定性峰，所述不穩(wěn)定性峰是所述一階導(dǎo)數(shù)的局部最大值或最小值，所述不穩(wěn)定性峰之后的點對應(yīng)于所述焊接接頭的基部。