[发明专利]电阻点焊电极位置跟踪装置及方法

权利要求书

1.一种电阻点焊电极位置跟踪装置，其特征在于：包括三轴加速度计（1）、微控制器（2）、无线通信模块（3）、连接座（4）、夹紧压板（5），所述三轴加速度计（1）、微控制器（2）、无线通信模块（3）分别安装在连接座（4）上，连接座（4）通过夹紧压板（5）安装在电阻点焊电极（6）上；微控制器（2）通过信号线分别与三轴加速度计（1）、无线通信模块（3）和焊接参数监测仪相连；

所述微控制器（2）为集成式单片机控制器，包含参数输入模块、初始化设置模块、信号接收模块、运算模块、信号输出模块，参数输入模块用于录入待焊工件的焊点编号及对应的各焊点空间坐标位置数据；初始化设置模块用于对电阻点焊电极（6）的位置信息的原点设置；信号接收模块用于接收三轴加速度计（1）反馈的瞬时加速度信息，同时接收焊接参数监测仪输出的焊点编码索取信号；运算模块用于根据加速度信号进行积分计算，求得X、Y、Z运动方向上的瞬时速度信息和位移信息，并根据位移信息计算电阻点焊电极在X、Y、Z方向上的坐标，将电阻点焊电极（6）的坐标信息与预置的焊点参数对比，匹配当前焊点的编号信息；信号输出模块用于将焊点的编号信息转化为电信号通过无线通信模块（3）输出给焊接参数监测仪。

2.根据权利要求1所述的电阻点焊电极位置跟踪装置，其特征在于：所述的三轴加速度计（1）为压电式三轴加速度传感器，用于测量电阻点焊电极（6）在X、Y、Z运动方向上的瞬时加速度，并将瞬时加速度信息通过信号线传递给微控制器（2）。

3.根据权利要求1所述的电阻点焊电极位置跟踪装置，其特征在于：所述的无线通信模块（3）为串口式WIFI通信模块，用于传输当前焊点的编号信息。

4.根据权利要求1所述的电阻点焊电极位置跟踪装置，其特征在于：所述的焊接参数监测仪为电阻点焊过程中焊接电流、焊接压力的实时监测设备，当焊接参数监测仪监测到焊接电流、焊接压力超过预设阈值时，则判定在当前位置发生点焊过程，同时向微控制器（2）输出脉冲信号，索取当前焊点的编码信息。

5.一种电阻点焊电极位置跟踪方法，其特征在于：在待焊工件（8）的焊接过程参数监测过程中，电阻点焊电极位置跟踪装置随电阻点焊电极（6）移动，微控制器（2）实时计算电阻点焊电极（6）的瞬时空间坐标；焊接参数监测仪每监测到一次焊接过程参数，实时向微控制器（2）发送焊点编号索取指令，微控制器（2）则将电极瞬时的空间坐标其内部存储的部件焊点示教数据进行比对，确定此焊点编码，并将此编码发送至焊接过程参数监测仪，最终完成点焊参数监测过程中的焊点跟踪与定位。

6.根据权利要求5所述的电阻点焊电极位置跟踪方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤（1）、焊点信息录入：在微控制器（2）中录入待焊工件（8）上的所有焊点的焊点编号及焊点对应的X、Y、Z方向上的空间坐标信息；

步骤（2）、坐标原点定义：将待焊工件（8）装夹至焊接工作台（7）上，移动电阻点焊电极（6）使其对准工作台（7）上的初始位置，即原点（71），在此位置，微控制器（2）进行初始化工作，并生成原点（71）坐标（0，0，0）；

步骤（3）、焊点过程开始，实时计算焊点位置，并输出焊点编号：

（3.1）、移动电阻点焊电极（6），使其对准待焊工件（8）的第一个焊点（81）位置，点焊过程开始，同时微控制器（2）实时读取三轴加速度计反馈的加速度信息，并积分计算，求解电阻点焊电极（6）的相对于原点（71）的X、Y、Z向实时空间坐标；

（3.2）、焊接参数监测仪实时监测焊接电流、焊接压力，当焊接电流、焊接压力超过预设阈值时，则判定点焊过程发生，同时向微控制器（2）输出脉冲信号，索取当前焊点的编码信息；

（3.3）、微控制器读取当前位置相对于原点（71）的相对坐标（X₁，Y₁，Z₁），并与预制焊点位置参数匹配，计算焊点编号M₁；

（3.4）、将焊点编号转化为电信号，并通过无线传输模块（3）输出给焊接参数监测仪；

（3.5）、移动焊钳（6）使电极对准待焊工件（8）的第二个焊点（82）位置，重复上述操作，获取焊点编号M₂；

（3.6）重复上述操作，直至获取待焊工件（8）的最后一个焊点（83）的焊点编号M_n，完成待焊工件（8）的焊点位置跟踪。