CN113894399A - 电阻点焊电极空间状态非接触式检测系统 - Google Patents
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Abstract
电阻点焊电极空间状态非接触式检测系统，涉及电阻点焊焊接技术领域，解决现有检测方法检测精度差，导致影响点焊质量等问题，包括检测控制模块、激光位移传感器、扫查器、三角支架、转臂及检测模块；转臂固定在三角支架上，激光位移传感器和扫查器固定在转臂上；三角支架放置于点焊电极的下方，手动调节转臂使激光位移传感器位于期望检测角度位置；扫查器内置有精密直线运动定位机构；激光位移传感器在检测控制模块的带动下沿点焊电极轴线扫描移动；检测控制模块自动记录每个扫描位置的测距数据并进行数据处理、生成电极外轮廓测量曲线；通过外轮廓数据自动分析电极端部形态、对中性的几何信息，实现对电极工作状态的在线检测和自动评估。
Description
技术领域
本发明涉及电阻点焊焊接技术领域，具体涉及一种电阻点焊电极空间状态非接触式检测系统。
背景技术
国内外不锈钢轨道客车的车体大部分采用电阻点焊结构，有部分不锈钢车体采用激光焊技术进行生产，但电阻点焊工艺仍然是不锈钢车体生产的主要工艺。在电阻点焊工艺参数中，上下电极的空间状态对点焊接头内部焊核的形成过程影响非常重要。随着焊接过程的进行，上下电极不断累积一定程度的磨损、墩粗、弯曲，其结果会导致电极与被焊工件在焊接时的接触状态、加压状态及电流分布产生影响，进而影响接头焊接质量。因此，在焊接生产过程中需定期对上下电极的空间状态进行检测，以保证其对中性、角度偏移等形态符合工艺要求。
目前，对于点焊电极空间状态的检测方法多为采用样板等定性化的手段，在检测精度等方面存在不足，严重制约了点焊质量控制的发展。因此，如何快速、准确地对点焊电极空间状态进行在线检测与调整，则是进一步提高电阻点焊焊接质量的关键技术。
发明内容
本发明为解决现有方法检测精度差，导致影响点焊质量等问题，提供一种电阻点焊电极空间状态非接触式检测系统。
电阻点焊电极空间状态非接触式检测系统，包括检测控制模块、激光位移传感器、扫查器、三角支架、转臂及检测模块；所述转臂固定在三角支架上，所述激光位移传感器和扫查器固定在转臂上。
所述三角支架放置于点焊电极的下方，手动调节转臂使激光位移传感器位于期望检测角度位置；所述扫查器内置有精密直线运动定位机构；在检测过程中，所述激光位移传感器在检测控制模块的带动下沿点焊电极轴线扫描移动；检测控制模块自动记录每个扫描位置的测距数据并进行数据处理，生成电极外轮廓测量曲线；所述检测控制模块通过外轮廓数据自动分析电极端部形态、对中性的几何信息，实现对电极工作状态的在线检测和自动评估。
本发明的有益效果：
本发明所述的检测系统，实现电阻点焊电极空间状态多角度快速检测与自动评估。能够对电极外轮廓进行快速检测及自动计算，较为准确的反映点焊电极的空间几何状态，可以为点焊电极空间状态的在线检测与调整依据提供数据支撑。本系统采用二维激光测距传感器进行非接触式测量，通过检测控制模块生成电极轮廓曲线，并自动计算上下电极的角度偏移、端部横向偏移等空间状态，为点焊电极空间状态的在线检测与调整提供技术手段。通过验证对比试验，确认了该系统检测效率：≤1s/每轮廓线；扫查器重复定位精度：≤0.2mm，对中性测量精度：≤0.1mm。
附图说明
图1为三角激光测距原理示意图；
图2为电极轮廓检测示意图；
图3为电极对中性检测系统构成图；
图4为被检测电极样件示意图；
图5为被检测电极样件的检测效果图。
具体实施方式
结合图1至图5说明本实施方式，电阻点焊电极空间状态非接触式检测系统，该系统采用二维激光测距传感器进行非接触式测量，通过检测控制模块生成电极轮廓曲线，并自动计算上下电极的角度偏移、端部横向偏移等空间状态，为点焊电极空间状态的在线检测与调整提供技术手段。三角激光测距原理如图1所示。半导体激光向目标发出光束，镜头聚集目标反射的光线并在感光元件上形成图像。光点在感光元件上的位置根据目标的距离而变化，系统对该变化进行估算并转换为目标位置的测量结果。
针对图1的(a)、(b)、(c)中，①为测量位置在参考位置时，感光元件上的标记；②为测量位置高于参考位置时，感光元件上的标记；③为测量位置低于参考位置时，感光元件上的标记。
采用本实施方式的检测系统进行检测时，激光测距传感器在扫查器的带动下沿电极轴线扫描移动；检测控制模块自动记录每个扫描位置的测距数据并进行数据处理，生成电极外轮廓测量曲线；检测控制模块通过外轮廓数据自动分析电极端部形态、对中性等几何信息，从而实现电极工作状态的在线检测和自动评估，见图2。检测控制模块储存无偏移情况下电极的外轮廓测量曲线，测量时，通过对上下电极位置偏差量ΔL、下电极根部偏差量α的测量，计算电极偏移量及偏移角度，以保证其对中性、角度偏移等形态符合工艺要求。
如图3所示，电极工作状态检测系统，所述检测控制模块为加载在加固式手持电脑的模块，所述加固式手持电脑与激光测距传感器通过串口连接；在检测时，首先将三角支架放置于点焊电极的下方，手动调节转臂使得激光测距传感器位于期望检测角度位置；扫查器内置有精密直线运动定位机构，在检测控制模块的控制下带动激光测距传感器沿电极轴线进行扫描检测。点焊电极空间状态检测系统的检测控制模块还包括对扫描参数设置、扫描控制、扫描轮廓线显示以及电极状态多轮廓线3D合成等。
具体实施方式二、结合图4和图5说明本实施方式，本实施方式为采用具体实施方式一所述的电阻点焊电极空间状态非接触式检测系统进行检测的实施例：
本实施例实验的采集过程主要依赖于激光测距传感器的远程控制过程，通过控制激光测距传感器的单次采集数据点的个数和坐标值得出柱状电极处于三轴坐标系时两根电极对中度。为验证检测系统的检测精度，模拟实际生产工艺中可能出现的电极对中度较差而造成的影响焊接质量的现象及情况，设计了三组模拟实际生产情况的实验样本，分别为a、两电极对中性良好。b、两电极轴线不在一条直线上，且呈一定角度，但电极头部相互接触。c、两电极轴线不在一条直线上，且呈一定角度或平行，但电极头部不接触。为达到充分模拟实际生产环境的目的，本实施方式将每组电极按照实际生产工艺环境模拟摆放，如图4中的(a)、(b)、(c)。
在实施例中，预先设定所述激光测距传感器的单次数据点采集数量为630，检测结果见图5，X轴表示一维激光照射区的轴向距离，Z轴表示激光于实验接触点至激光测距传感器接收反射激光的距离，根据图5中的(a)、(b)图像特征可观察，在Z轴值陡然下降前，Z轴的值较为平稳且数值较大。在突变点后反射激光的距离值维持相对平稳的数值，且其趋势平缓，甚至与突变点平行。据图像特征推测，被试状态应为两电极头不接触，轴线不在同一直线上且相互平行，经检测与试样状态一致。
根据图5中的(c)图像特征可观察，在反射激光的距离陡然下降前，其值较为平稳且数值较大。在突变点后反射激光的距离又呈现缓慢上升的状态，即激光反射点至传感器的距离逐渐上升，根据图像推测，两电极头的位置关系应为端部接触，且轴线呈一定角度的状态，与试样状态吻合。检测过程中确认检测效率：≤1s/每轮廓线；扫查器重复定位精度：≤0.2mm，对中性测量精度：≤0.1mm。
Claims (3)
1.电阻点焊电极空间状态非接触式检测系统，包括检测控制模块、激光位移传感器、扫查器、三角支架、转臂及检测模块；所述转臂固定在三角支架上，所述激光位移传感器和扫查器固定在转臂上；其特征是：
所述三角支架放置于点焊电极的下方，手动调节转臂使激光位移传感器位于期望检测角度位置；所述扫查器内置有精密直线运动定位机构；在检测过程中，所述激光位移传感器在检测控制模块的带动下沿点焊电极轴线扫描移动；检测控制模块自动记录每个扫描位置的测距数据并进行数据处理、生成电极外轮廓测量曲线；所述检测控制模块通过外轮廓数据自动分析电极端部形态、对中性的几何信息，实现对电极工作状态的在线检测和自动评估。
2.根据权利要求1所述的电阻点焊电极空间状态非接触式检测系统，其特征在于：所述检测控制模块包括扫描参数设置、扫描控制、扫描轮廓线显示以及电极状态多轮廓线3D合成。
3.根据权利要求1所述的电阻点焊电极空间状态非接触式检测系统，其特征在于：所述检测控制模块中储存无偏移情况下电极的外轮廓测量曲线，在测量时，通过对上下电极位置偏差量和下电极根部偏差量的测量，计算电极偏移量及偏移角度，实现对电极的对中性、角度偏移的形态测量。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116571861A (zh) * | 2023-07-12 | 2023-08-11 | 福建省特种设备检验研究院龙岩分院 | 一种点焊电极帽磨损在线监测装置与方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108608104A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-10-02 | 吉林大学 | 电阻点焊电极空间状态快速检测装置及方法 |
| CN111299787A (zh) * | 2019-07-01 | 2020-06-19 | 北京实耐固连接技术有限公司 | 一种电阻焊钳自身数据自动采集系统 |
| CN111397543A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-10 | 一汽奔腾轿车有限公司 | 一种全自动点焊电极对中性检测装置及其检测方法 |
| WO2020205998A1 (en) * | 2019-04-05 | 2020-10-08 | Arconic Technologies Llc | Non-destructive evaluation and weld-to-weld adaptive control of metal resistance spot welds via topographical data collection and analysis |
| CN213956283U (zh) * | 2020-12-09 | 2021-08-13 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种用于机器人焊枪对中性的快速检测装置 |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108608104A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-10-02 | 吉林大学 | 电阻点焊电极空间状态快速检测装置及方法 |
| WO2020205998A1 (en) * | 2019-04-05 | 2020-10-08 | Arconic Technologies Llc | Non-destructive evaluation and weld-to-weld adaptive control of metal resistance spot welds via topographical data collection and analysis |
| CN111299787A (zh) * | 2019-07-01 | 2020-06-19 | 北京实耐固连接技术有限公司 | 一种电阻焊钳自身数据自动采集系统 |
| CN111397543A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-10 | 一汽奔腾轿车有限公司 | 一种全自动点焊电极对中性检测装置及其检测方法 |
| CN213956283U (zh) * | 2020-12-09 | 2021-08-13 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种用于机器人焊枪对中性的快速检测装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116571861A (zh) * | 2023-07-12 | 2023-08-11 | 福建省特种设备检验研究院龙岩分院 | 一种点焊电极帽磨损在线监测装置与方法 |
| CN116571861B (zh) * | 2023-07-12 | 2023-10-10 | 福建省特种设备检验研究院龙岩分院 | 一种点焊电极帽磨损在线监测装置与方法 |
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