CN111673254A - 电阻点焊焊钳电极磨损状态监测方法及监测装置 - Google Patents

电阻点焊焊钳电极磨损状态监测方法及监测装置 Download PDF

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Abstract

一种电阻点焊焊钳电极磨损状态监测方法及装置，该方法包括如下步骤：S1：检测电阻点焊过程中焊钳电极之间的瞬态电阻变化曲线；S2：根据电阻点焊过程中焊钳电极之间的所述瞬态电阻变化曲线，判断所述瞬态电阻变化曲线中上升阶段的持续时间；S3：将所述瞬态电阻变化曲线中上升阶段的持续时间与时间阈值进行对比，当所述瞬态电阻变化曲线中上升阶段的持续时间小于所述时间阈值时，则发出焊钳电极修磨提示。该方法能够在无需停止生产的情况下较为准确地监测电极的磨损状态，提高生产效率。

Description

电阻点焊焊钳电极磨损状态监测方法及监测装置
技术领域
本发明涉及车辆制造技术领域，尤其是一种电阻点焊焊钳电极磨损状态监测方法及监测装置。
背景技术
在白车身电阻点焊过程中，在焊接一定数量的焊点后，电极帽的电极表面会形成一定量的氧化物，该氧化物会严重影响焊接质量，需要对电极表面进行再次修磨后才能够再次进行电阻点焊，以保证电阻点焊的质量。
在车身自动化生产线上，通常情况下，一把焊钳在不同时刻需要焊接不同等级的金属材料，例如可能会先后焊接低合金钢、高强钢、热成型钢等多种材料多种厚度的钣金件，这造成工艺人员难以规定具体的修磨频次，即无法确定焊接多少次之后进行电极修磨。
在现有技术中，在检测电极是否需要进行修磨时，一种在无电阻点焊操作的情况下检测电极的空打电阻，进而通过该空打电阻判断电极是否需要修磨。但是在进行该方法时，需要停止焊钳电阻点焊操作，并在无焊材材料的条件下进行空打，这会严重影响汽车生产线的生产节拍。
还有一种是设置规定的焊接次数，在最新依次焊钳电极进行修磨后，统计焊接次数，等焊接次数达到规定的次数后统一对焊钳电极进行修磨。但是由于这个规定次数是通过以往的经验而设定的，这种方法会造成以下问题，在这个焊钳电极修磨的周期内，有可能在未达到规定的焊接次数，焊钳电极就已经达到了需要修磨的状态，这样焊钳电极就会带病工作，影响产品的质量，还有可能在达到规定的焊钳次数时，焊钳电极实际上还没有到需要修磨的状态，就要被修磨，这会缩短焊钳电极的使用寿命，提高生产成本。
发明内容
本发明提供了一种电阻点焊焊钳电极磨损状态监测方法及监测装置，该方法能够在无需停止生产的情况下较为准确地监测电极的磨损状态，提高生产效率。
本发明提供一种电阻点焊焊钳电极磨损状态监测方法，该方法包括如下步骤：
S1：检测电阻点焊过程中焊钳电极之间的瞬态电阻变化曲线；
S2：根据电阻点焊过程中焊钳电极之间的所述瞬态电阻变化曲线，判断所述瞬态电阻变化曲线中上升阶段的持续时间；
S3：将所述瞬态电阻变化曲线中上升阶段的持续时间与时间阈值进行对比，当所述瞬态电阻变化曲线中上升阶段的持续时间小于所述时间阈值时，则发出焊钳电极修磨提示。
进一步地，所述时间阈值为100-200ms。
进一步地，所述时间阈值的大小与焊钳电极工作时的电流的大小成反相关关系。
进一步地，该方法还包括，当所述瞬态电阻变化曲线中上升阶段的持续时间小于所述时间阈值时，检测从最近一侧焊钳电极修磨后，所述焊钳电极进行电阻点焊的焊接次数，若所述焊接次数大于设定次数，则发出焊钳电极修磨提示；若所述焊接次数小于设定次数，则发出焊钳电极修磨提示，并发出修磨异常信号。
进一步地，所述设定次数为20-40次。
进一步地，在接到所述焊钳电极修磨提示信号后，检测是否收到所述修磨异常信号，若未收到修磨异常信号，则停止电阻点焊焊接作业，控制修磨机器人对焊钳电极进行修磨；若收到所述修磨异常信号，则停止电阻点焊焊接作业，并显示最近一侧对该焊钳电极进行修磨的修磨机器人的位置。
进一步地，该方法还包括对电阻点焊生产线上所有的焊钳电极进行检测，并将需要修磨的焊钳电极显示出来。
本发明还提供了一种电阻点焊焊钳电极磨损状态监测装置，包括电阻测量装置、处理单元及提示单元，所述电阻测量装置在电阻点焊过程中，实时检测焊钳电极之间的电阻值，并将该电阻值信息传递至所述处理单元；所述处理单元根据所述电阻值信息生成焊钳电极之间的瞬态电阻变化曲线，分析该瞬态电阻变化曲线中上升阶段的持续时间，并将所述上升阶段的持续时间与时间阈值进行比对，若所述上升阶段的持续时间小于所述时间阈值，则所述处理单元通过所述提示单元发出焊钳电极修磨提示。
进一步地，当所述瞬态电阻变化曲线上升阶段的持续时间小于所述时间阈值，则所述处理单元检测从最近一侧焊钳电极修磨后，所述焊钳电极进行电阻点焊的焊接次数，若所述焊接次数大于所述设定次数，则所述处理单元通过所述提示单元发出焊钳电极修磨提示，若所述焊接次数小于所述设定次数，所述处理单元发出焊钳电极修磨提示，并发出修磨异常信号。
进一步地，该装置还包括修磨机器人，当所述处理单元判断所述瞬态电阻变化曲线中，所述上升阶段的持续时间小于时间阈值，且所述焊接次数大于所述设定次数时，所述处理单元控制所述修磨机器人对所述焊钳电极进行修磨；当所述处理单元判断所述瞬态电阻变化曲线中，所述商社阶段的持续时间小于时间阈值，且所述焊接次数小于所述设定次数时，所述处理单元通过所述提示单元提示最近一次对所述焊钳电极进行修磨的修磨机器人的位置。
在本发明中，通过对电阻点焊过程中焊钳电极之间电阻值瞬态变化的监控，可以不需要停止电阻点焊的生产线，在工作过程中就能对焊钳电极的状态进行监控，在焊钳电极需要修磨时，准确地提示工作人员进行修磨，即避免了焊钳电极的带病工作，又延长了焊钳电极的工作寿命，提高生产效率，降低成本。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1所示为本发明实施例提供的电阻点焊焊钳电极磨损状态监测方法的流程图。
图2所示为正常状态时焊钳电极的瞬态电阻变化曲线的示意图。
图3所示为带修磨状态时焊钳电极的瞬态电阻变化曲线的示意图。
图4所示为本发明实施例提供的电阻点焊焊钳电极磨损状态监测装置的系统框图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如下。
本发明提供了一种电阻点焊焊钳电极磨损状态监测方法及监测装置，该方法能够在无需停止生产的情况下较为准确地监测电极的磨损状态，提高生产效率。
图1所示为本发明实施例提供的电阻点焊焊钳电极磨损状态监测方法的流程图，图2所示为正常状态时焊钳电极的瞬态电阻变化曲线的示意图，图3所示为带修磨状态时焊钳电极的瞬态电阻变化曲线的示意图。如图1至图3所示，本发明实施例提供的电阻点焊焊钳电极磨损状态检测方法包括如下步骤：
S1：在最近一次焊钳电极修磨后，检测电阻点焊过程中焊钳电极之间的瞬态电阻变化曲线。
在每一次电阻点焊过程中，待焊接钣金件两侧的焊钳电极之间的电阻是不断变化的。在现有技术中，焊钳电极的瞬态电阻一般会分为三个阶段，初始阶段、上升阶段及下降阶段，如图1及图2所示，在通电的瞬间，待焊接钣金件受热膨胀，焊钳电极与待焊接钣金件的表面之间，两个待焊接钣金件的表面之间的接触状态有较大改善，电子通过阻力变小，这会使焊钳电极之间的电阻在点焊的初始阶段急剧下降(见图2及图3中的L1段)；在初始阶段后，由于焊钳电极通过电流的原因，温度剧烈升高，随着温度的升高，这会使焊钳电极之间的电阻在上升阶段不断的增高，继而达到一个电阻的峰值(见图2及图3中的L2段)；在上升阶段后，待焊接钣金件会因为温度的原因，出现熔融状态，由于熔融状态的出现，焊钳电极之间的电阻会在达到峰值后进入下降阶段，电阻值逐渐减小(见图2及图3中的L3段)。通过对焊钳电极间瞬态电阻变化曲线的分析，可以得出点焊过程中，焊钳电极之间的热量变化情况。
在本实施例中，焊钳电极之间的电阻值可以在电阻点焊工作过程中，通过焊钳电极上原有的电阻测量装置直接得到，不需要再对其进行任何设备上的改进。
S2：根据电阻点焊过程中两个焊钳电极之间的瞬态电阻变化曲线，判断瞬态电阻变化曲线中上升阶段的持续时间。
S3：将瞬态电阻变化曲线中上升阶段的持续时间与时间阈值进行比对，当上升阶段的持续时间小于时间阈值时，则发出焊钳电极修磨提示。
在本实施例中，瞬态电阻变化曲线中的上升阶段可以反应焊钳电极在进行电阻点焊过程中温度的变化过程，当焊钳电极需要修磨时，焊钳电极的电阻值会变大，因此，在较大电流的点焊过程中，电阻的增加会使得焊钳电极在点焊过程中产生的热量急剧的增大，这会使得瞬态电阻变化曲线中上升阶段的持续时间显著缩短。通过将上升阶段的持续时间与时间阈值进行比较，当上升阶段的持续时间小于时间阈值时，就可以说明焊钳电极的电阻增大到需要修磨的程度。
请继续参见图2及图3，带修磨状态下的焊钳电极的瞬态电阻变化曲线在上升阶段的持续时间明显较正常状态下的焊钳电极的瞬态电阻变化曲线的持续时间短。
在本实施例中，时间阈值可以为100-200ms，优选为150ms。时间阈值的大小与焊钳电极工作时的电流的大小成反相关关系，电流越大，时间阈值选择越小。
在本实施例中，通过对电阻点焊过程中焊钳电极之间电阻值瞬态变化的监控，可以不需要停止电阻点焊的生产线，在工作过程中就能对焊钳电极的状态进行监控，在焊钳电极需要修磨时，准确地提示工作人员进行修磨，即避免了焊钳电极的带病工作，又延长了焊钳电极的工作寿命，提高生产效率，降低成本。
进一步地，该方法还包括，当瞬态电阻变化曲线中上升阶段的持续时间小于时间阈值时，检测从最近一次焊钳电极修磨后，焊钳电极进行电阻点焊的焊接次数，若焊接次数大于设定次数，则发出焊钳电极修磨提示；若焊接次数小于设定次数，则发出焊钳电极修磨提示，并发出修磨异常信号。
一般而言，在对焊钳电极修磨后，焊钳电极默认是合格的，但是若出现瞬态电阻变化曲线中上升阶段的持续时间小于时间阈值时，焊钳电极已进行电阻点焊的焊接次数小于设定次数，则表明最近一次焊钳电极修磨时，修磨后的焊钳电极并未达到规定的状态，也即，修磨焊钳电极的设备可能出现了问题，这时不仅需要发出焊钳修磨提示，还要发出修磨异常信号，提醒工艺人员对修磨设备进行关注。在本实施例中，设定次数一般为20-40次。
进一步地，该方法还包括对电阻点焊生产线上所有的焊钳电极进行检测，并将需要修磨的焊钳电极显示出来。
进一步地，该方法还包括，在接到焊钳电极修磨提示信号后，检测是否收到修磨异常信号，若未收到修磨异常信号，则停止电阻点焊焊接作业，控制修磨机器人对焊钳电极进行修磨；若收到修磨异常信号，则停止电阻点焊焊接作业，并显示最近一次对该焊钳电极进行修磨的修磨机器人的位置，以便于工作人员对该修磨机器人进行检修。
图4所示为本发明实施例提供的电阻点焊焊钳电极磨损状态监测装置的系统框图。如图4所示，本发明还提供了一种电阻点焊焊钳电极磨损状态监测装置，该装置包括电阻测量装置10，处理单元20及提示单元30，电阻测量装置10在电阻点焊过程中，实时检测焊钳电极之间的电阻值，并将该信息传递至处理单元20。处理单元20根据电阻测量装置10传递的信息，生成焊钳电极之间的瞬态电阻变化曲线；分析该瞬态电阻变化曲线中上升阶段的持续时间，并将该上升阶段的持续时间与时间阈值进行对比，若上升阶段的持续时间小于时间阈值，处理单元20通过提示单元30发出焊钳电极修磨提示。
进一步地，当瞬态电阻变化曲线中上升阶段的持续时间小于时间阈值时，处理单元20检测从最近一次焊钳电极修磨后，焊钳电极进行电阻点焊的焊接次数。若焊接次数大于设定次数，处理单元20通过提示单元30发出焊钳电极修磨提示；若焊接次数小于设定次数，处理单元20通过提示单元30发出焊钳电极修磨提示，并发出修磨异常信号。
进一步地，该装置还包括修磨机器人40，处理单元20判断瞬态电阻变化曲线中上升阶段的持续时间小于时间阈值，且焊接次数大于设定次数时，控制修磨机器人40对焊钳电极进行修磨；处理单元20判断瞬态电阻变化曲线中上升阶段的持续时间小于时间阈值，且焊接次数小于设定次数时，处理单元20通过提示单元30提示最近一次对该焊钳电极进行修磨的修磨机器人40的位置。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种电阻点焊焊钳电极磨损状态监测方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
S1：检测电阻点焊过程中焊钳电极之间的瞬态电阻变化曲线；
S2：根据电阻点焊过程中焊钳电极之间的所述瞬态电阻变化曲线，判断所述瞬态电阻变化曲线中上升阶段的持续时间；
S3：将所述瞬态电阻变化曲线中上升阶段的持续时间与时间阈值进行对比，当所述瞬态电阻变化曲线中上升阶段的持续时间小于所述时间阈值时，则发出焊钳电极修磨提示。
2.根据权利要求1所述的电阻点焊焊钳电极磨损状态监测方法，其特征在于：所述时间阈值为100-200ms。
3.根据权利要求1所述的电阻点焊焊钳电极磨损状态监测方法，其特征在于：所述时间阈值的大小与焊钳电极工作时的电流的大小成反相关关系。
4.根据权利要求1所述的电阻点焊焊钳电极磨损状态监测方法，其特征在于：该方法还包括，当所述瞬态电阻变化曲线中上升阶段的持续时间小于所述时间阈值时，检测从最近一侧焊钳电极修磨后，所述焊钳电极进行电阻点焊的焊接次数，若所述焊接次数大于设定次数，则发出焊钳电极修磨提示；若所述焊接次数小于设定次数，则发出焊钳电极修磨提示，并发出修磨异常信号。
5.根据权利要求4所述的电阻点焊焊钳电极磨损状态监测方法，其特征在于：所述设定次数为20-40次。
6.根据权利要求5所述的电阻点焊焊钳电极磨损状态监测方法，其特征在于：在接到所述焊钳电极修磨提示信号后，检测是否收到所述修磨异常信号，若未收到修磨异常信号，则停止电阻点焊焊接作业，控制修磨机器人对焊钳电极进行修磨；若收到所述修磨异常信号，则停止电阻点焊焊接作业，并显示最近一侧对该焊钳电极进行修磨的修磨机器人的位置。
7.根据权利要求1所述的电阻点焊焊钳电极磨损状态监测方法，其特征在于：该方法还包括对电阻点焊生产线上所有的焊钳电极进行检测，并将需要修磨的焊钳电极显示出来。
8.一种电阻点焊焊钳电极磨损状态监测装置，其特征在于：包括电阻测量装置、处理单元及提示单元，所述电阻测量装置在电阻点焊过程中，实时检测焊钳电极之间的电阻值，并将该电阻值信息传递至所述处理单元；所述处理单元根据所述电阻值信息生成焊钳电极之间的瞬态电阻变化曲线，分析该瞬态电阻变化曲线中上升阶段的持续时间，并将所述上升阶段的持续时间与时间阈值进行比对，若所述上升阶段的持续时间小于所述时间阈值，则所述处理单元通过所述提示单元发出焊钳电极修磨提示。
9.根据权利要求8所述的电阻点焊焊钳电极磨损状态监测装置，其特征在于：当所述瞬态电阻变化曲线上升阶段的持续时间小于所述时间阈值，则所述处理单元检测从最近一侧焊钳电极修磨后，所述焊钳电极进行电阻点焊的焊接次数，若所述焊接次数大于设定次数，则所述处理单元通过所述提示单元发出焊钳电极修磨提示，若所述焊接次数小于所述设定次数，所述处理单元发出焊钳电极修磨提示，并发出修磨异常信号。
10.根据权利要求9所述的电阻点焊焊钳电极磨损状态监测装置，其特征在于：该装置还包括修磨机器人，当所述处理单元判断所述瞬态电阻变化曲线中，所述上升阶段的持续时间小于时间阈值，且所述焊接次数大于所述设定次数时，所述处理单元控制所述修磨机器人对所述焊钳电极进行修磨；当所述处理单元判断所述瞬态电阻变化曲线中，所述上升阶段的持续时间小于时间阈值，且所述焊接次数小于所述设定次数时，所述处理单元通过所述提示单元提示最近一次对所述焊钳电极进行修磨的修磨机器人的位置。
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