[发明专利]电阻点焊电极工作姿态在线监测装置及监测方法

说明书

本发明实施例提供了一种电阻点焊电极工作姿态在线监测装置及监测方法，所述监测装置包括卡盘、激光测距传感器和控制器，控制器通过所有激光测距传感器在点焊电极的工作平面上产生的光斑确定出工作平面的法线，并确定工作平面的法线与点焊设备电极杆的中心轴线之间的夹角，以此为依据对点焊电极的工作姿态进行监测，从而保证电阻点焊焊接质量。针对电阻点焊质量在线控制的要求，本发明实施例通过电阻点焊电极工作姿态在线监测装置，实现了点焊电极压紧被焊工件后点焊电极与被焊工件表面相对姿态的快速监测，从而避免了由于过大的工件装配误差或点焊电极使用变形等原因所造成的异常焊接条件，大大提高电阻点焊的质量控制效果。

技术领域

本发明涉及装备制造焊接技术领域，更具体地，涉及电阻点焊电极工作姿态在线监测装置及监测方法。

背景技术

目前，轨道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。

在电阻点焊工艺参数中，电极间的作用压力对点焊接头内部熔核的形成过程影响非常重要。由于电极的使用变形、工件的装夹误差等原因，在点焊过程中电极与工件表面的不垂直会显著影响电极端部与工件表面的接触状态，从而影响焊接电流的分布以及电极对焊点的散热效果，最终影响焊点内部熔核的生长，对焊接质量产生不利影响。如何通过在焊接过程中对点焊与工件表面的相对空间姿态进行在线监测，则是进一步提高电阻点焊焊接质量的关键技术。

因此，现急需提供一种电阻点焊电极工作姿态在线监测装置及监测方法，以解决现有技术中存在的技术问题。

发明内容

为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供了一种电阻点焊电极工作姿态在线监测装置及监测方法。

第一方面，本发明实施例提供了一种电阻点焊电极工作姿态在线监测装置，包括：卡盘、控制器和至少三个激光测距传感器，所述控制器和每个激光测距传感器均电连接；

所述卡盘套设在点焊设备电极杆上，所有激光测距传感器均固定在所述卡盘上，且所有激光测距传感器在所述卡盘上不共线，所述点焊设备电极杆以及所有激光测距传感器的中心轴线均平行；

每个激光测距传感器均用于测量与点焊电极的工作平面之间的距离；所述控制器用于基于每个激光测距传感器测量得到的距离以及每个激光测距传感器在所述工作平面上产生的光斑的位置，确定所述工作平面的法线；所述控制器还用于基于所述法线与所述点焊设备电极杆的中心轴线之间的夹角，监测所述点焊电极的工作姿态。

优选地，所述控制器用于基于每个激光测距传感器测量得到的距离以及每个激光测距传感器在所述工作平面上产生的光斑的位置，确定所述工作平面的法线，具体包括：

所述控制器以所述点焊电极的顶点为原点、所述点焊设备电极杆的中心轴线为z轴，构建三维空间坐标系；

基于每个激光测距传感器测量得到的距离以及每个激光测距传感器在所述工作平面上产生的光斑的位置，确定每个激光测距传感器在所述工作平面上产生的光斑在所述三维空间坐标系中的坐标；

基于每个激光测距传感器在所述工作平面上产生的光斑在所述三维空间坐标系中的坐标，确定所述工作平面的法线矢量。

优选地，所述控制器还用于基于所述法线与所述点焊设备电极杆的中心轴线之间的夹角，监测所述点焊电极的工作姿态，具体包括：

所述控制器若判断获知所述夹角在预设夹角范围内，则确定所述点焊电极的工作姿态良好。

优选地，电阻点焊电极工作姿态在线监测装置还包括：报警灯；

所述报警灯与所述控制器电连接，当所述控制器判断获知所述夹角在所述预设夹角范围外时，所述控制器控制所述报警灯闪烁。

优选地，电阻点焊电极工作姿态在线监测装置还包括：蜂鸣器；