[发明专利]用于检测焊枪电极的质量的光学装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测点焊电极的状态的光学传感器装置。

背景技术

众所周知，在点焊设备中，焊枪的电极随着使用而磨损、变形并且受到金属残余物和氧化物沉积的污染。因此，必须常常纠正电极，以重新获得干净且合适的表面。众所周知，需要去除形成在电极表面上的一定厚度的污染物。污染物沉积的厚度影响电极的总体导电性和导热性。此外，电极的形状和尺寸对于焊接的所谓“透镜”的尺寸具有决定性影响。如果电极端太宽，则在待焊接在一起的两个金属片的表面之间的界面处不能实现充分熔接。

通常，在电极超过某个尺寸时，操作人员通过增大穿过电极的电流的强度来补偿。增大的电流造成多个不利的因素。首先，电流增大造成冷却液过热以及焊接的电极端随后放大。过热造成电极硬度减小及其机械特征退化。与此同时，发生“迅速增长”的现象，即，电极的直径增大，并且与此同时，污染物的沉积也增多。

在本技术领域中，需要对沉积在电极上的材料的去除进行优化。迄今为止，根据与修整阶段的持续时间以及焊枪关闭其在修整单元上的电极的夹紧力有关的标准化参数，定期执行修整工艺。在时间和力方面，标准的参数表示在大部分情况下合适的折中方案。然而，在没有了解应去除的电极的表面层的精确厚度的情况下进行材料的去除。

另外，迄今为止，通过无差别的方式对阳极和阴极进行修整。由于在阴极上发生污染物的较大沉积，所以为了优化电极持续时间和操作，与阳极相比，应更大的程度地从阴极中去除沉积物。

发明内容

因此，本发明的一个主要目标在于知晓待去除的表面层的厚度，以便通过优化的方式执行修整，即，使用预定的压力(例如，150daN)调节修整时间(例如，3毫秒)，从而仅去除氧化物沉积，并且保留依然不受污染的电极的材料。

修整优化延长了电极的使用寿命。因此，这涉及减少停止生产线以便更换磨损的电极所需要的闲置时间。生产线的停止涉及经济损失，如果实际上不需要重新调整或更换电极，则有时甚至可以不需要停止生产线。

还需要保持焊接参数恒定，尤其是保持所应用的电流的强度以及焊枪的关闭和焊接时间恒定，使得这些参数始终正确并且符合优化的标准。首先，应避免电流强度或者电流应用的持续时间的不适当的变化造成缺陷焊接的风险。因此，本发明的另一个目标在于防止或者减少维修的需要，以便设定正确的焊接参数(电流、时间)。

人工操作量的减少也是有利的，这是因为其降低了发生事故的风险。因此，本发明的另一目标在于提高在焊接线路上工作的人员的安全性。

本发明的另一目标在于减少焊接线路的功耗并且减少CO₂排放。

本发明的另一个目标在于保证焊接质量。目前，现代焊接系统的质量控制仅能够保证产生符合某些参数(电流强度、关闭焊枪的时间、和力或压力)的焊接。但不能检测由正常磨损和污染造成的电极状态的变化。电极状态是影响焊接质量的一个主要因素，因此，必须频繁地执行焊接的破坏性试验。本发明能够监控和修复电极形状以及表面状态，能够允许机动车辆的制造商保证可以影响焊接质量的所有主要工艺参数。这在焊接工艺的可靠性上提供了更大的置信度，并且能够减少破坏性试验的频率。

本发明的另一目标在于提供一种有用的工具以保证根据某些焊接参数(所应用的电流的强度、电流的应用时间、由焊枪应用的夹紧力或压力)并且使用具有最佳几何图形的电极来应用焊点。由于保证了焊接，所以质量认证可以减少应用于规定的焊接组件中的焊点总数。目前，电动车辆的生产需要5000到6000个焊点。由于不保证焊点，所以出于安全原因，需要相当高百分比的额外焊点。

本发明的再另一目标在于减少焊点的数量以及所需要的时间和成本。

本发明的另一个目标在于允许根据电极的退化的水平来选择最合适的修整工具，即，或多或少有侵略性的工具。