[发明专利]电阻点焊电极位置跟踪装置及方法

说明书

本发明涉及一种电阻点焊电极位置跟踪装置及方法，属于焊接质量控制领域。跟踪装置由三轴加速度计、微控制器、无线通信模块、连接座、夹紧压板组成。三轴加速度计、微控制器、无线通信模块安装在连接座上，连接座通过夹紧压板安装在电阻点焊电极上，微控制器通过信号线分别与三轴加速度计1无线通信模块3焊接参数监测仪相连。整套装置随电阻点焊电极一起移动，在焊接过程中微控制器通过三轴加速度计获得X、Y、Z三个方向的瞬时加速度值，计算电极的瞬时空间坐标，根据预设焊点参数确定焊点编码，并通过无线通信模块将焊点编码发送至焊接参数监测仪，从而实现焊点的跟踪识别。

技术领域

本发明涉及焊接质量控制领域，涉及装备制造过程中结构件焊接技术领域的一种电阻点焊电极位置跟踪技术，尤指一种电阻点焊电极位置跟踪装置及方法，用于焊接过程参数监测。

背景技术

随着能源紧缺和环境污染问题的日益加剧，作为制造业支柱产业的汽车、轨道客车工业正面临着越来越严峻的挑战。焊接结构车体作为核心承载部件，其高效、可靠的制造技术是企业产品保持良好市场竞争力的关键，也是各企业争相抢夺的技术制高点。

目前，交通车辆车体生产所采用的主要焊接工艺为电阻点焊，每台车大约包含数千个焊点，质量稳定、可靠的点焊接头是体现车身制造水平的关键。在焊接过程中对焊接参数进行在线监测，已经是当前点焊质量控制领域的关键技术。目前主流的点焊参数监控技术都是采用流水式记录方式进行，即监测仪顺序记录焊接设备每次焊接的过程参数并加以存储，作为焊接生产的监测结果数据。但是，对于手工式点焊，由于焊点的施焊顺序存在不确定性，监测仪无法保证监测结果数据与部件上的焊点一一对应，其可追溯性存在不足。因此，急需一种手工式点焊过程焊点自动跟踪与识别技术，从而实现每个焊点与其监测结果数据的可追溯性对应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电阻点焊电极位置跟踪装置及方法，解决了现有技术存在的上述问题。本发明采用三轴加速度计实时计算点焊设备电极的空间位置，结合工件的焊点参数信息预设输入，对焊接过程中每个焊点编号进行跟踪识别，并将该信息发送给焊接参数监测仪，从而实现焊接监测数据的一对一可追溯性管理。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

电阻点焊电极位置跟踪装置，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。

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。

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。

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。