CN111673256A - 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：在进行电阻点焊时，检测焊钳电极在每次电阻点焊过程中的电阻值，并进行存储；S2：得出最近一次电极修磨后，焊钳电极在工作过程中的历次平均电阻值，以及最忌第一设定次数中，焊钳电极在工作过程中的第一平均电阻值；S3：将所述第一平均电阻值与所述历次平均电阻值进行比较，若比较结果符合修磨判定条件，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，一般会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。
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：在进行电阻点焊时，检测焊钳电极在每次电阻点焊过程中的电阻值，并进行存储；
S2：得出最近一次电极修磨后，焊钳电极在工作过程中的历次平均电阻值，以及最忌第一设定次数中，焊钳电极在工作过程中的第一平均电阻值；
S3：将所述第一平均电阻值与所述历次平均电阻值进行比较，若比较结果符合修磨判定条件，则发出焊钳电极修磨提示。
进一步地，在将所述第一平均电阻值与所述历次平均电阻值进行比较时，先计算所述第一平均电阻值与历次平均电阻值之间的第一差异百分比，然后将所述第一差异百分比与所述第一阈值进行比较，若所述第一差异百分比大于所述第一阈值，则判断比较结果符合修磨判定条件。
进一步地，所述第一设定次数为10至20次。
进一步地，该方法还包括得出最近第二设定次数中，焊前电极在工作过程中的第二平均电阻值，其中，所述第二设定次数小于第一设定次数；将所述第一平均电阻值及所述第二平均电阻值与所述历次平均电阻值进行比较，若比较结果符合预警条件，则发出预警提示。
进一步地，在将所述第一平均电阻值及所述第二平均电阻值与所述历次平均电阻值进行比较时，得出所述第一平均电阻值与所述历次平均电阻值之间的第一差异百分比，以及所述第二平均电阻值与所述历次平均电阻值之间的第二差异百分比，若所述第一差异百分比小于第一阈值，但所述第二差异百分比大于第二阈值，则判断比较结果符合预警条件。
进一步地，所述第二设定次数为3-5次。
进一步地，在判断出需要对所述焊钳电极进行修磨后，该方法还包括停止电阻点焊焊接作业，并控制修磨机器人对所述焊钳电极进行修磨。
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，电阻测量装置、处理单元及提示单元，所述电阻测量装置检测焊钳电极在每次电阻点焊过程中的电阻值，并将其发送至所述处理单元进行存储；所述处理单元根据每次电阻点焊过程中所述焊钳电极的电阻值，得出最近一次电极修磨后，所述焊钳电极在工作过程中的历次平均电阻值，以及最近一次设定次数中，所述焊钳电极在工作工程中的第一平均电阻值；然后将所述第一平均电阻值与所述历次平均电阻值进行比较，若比较结果符合修磨判定条件，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，所述处理单元还会根据每次电阻点焊过程中所述焊钳电极的电阻值，得出最近第二设定次数中，所述焊钳电极在工作过程中的第二平均电阻值，所述第二设定次数小于所述第一设定次数；所述处理单元还会将所述第一平均电阻值及所述第二平均电阻值与所述历次平平均电阻值进行比较，若比较结果符合预警条件，则发出预警提示。
进一步地，该装置还包括修磨机器人，在所述处理单元判断所述焊钳电极需要修磨时，所述处理单元停止所述焊钳电极作业，并控制所述修磨机器人对所述焊钳电极进行修磨。
在本发明中，焊接电极的电阻可以通过生产线上原有的电阻测量设备进行测量，因此不需要再增加任何的设备；通过对电阻点焊过程中焊钳电极的电阻进行分析，这能够在不需要拉停生产线的情况下对焊钳电极是否需要修磨进行检测，进一步地，由于该方法是一种持续性的检测方法，不需要在焊钳电极修磨后预估点焊次数，并在到达该次数之后停机检测，这能够更好地反映焊钳电极的工作状态，防止因预估出现误差而出现的已到修磨状态而未进行修磨造成的焊钳电极带病工作，或因未到修磨状态而进行修磨造成的焊钳电极额外损伤。提高工作效率。
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，如图1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：在进行电阻点焊时，检测焊钳电极在每次电阻点焊过程中的电阻值，并进行存储。
在本实施例中，焊钳电极电阻的检测是在电阻点焊的过程中进行的，也即是在焊钳电极之间加载焊材的情况下进行的，其为两个焊钳电极夹持待焊接钣金件时整体表现出的电阻值。在进行检测时，通过焊钳电极上的电阻测量装置，检测焊钳电极在电阻点焊的过程中的电压及电流，并通过电压及电流得出每次焊钳电极在工作过程中的电阻值。
S2：得出最近一次电极修磨后，焊钳电极在工作过程中的历次平均电阻值Ra，以及最近第一设定次数中，焊钳电极在工作过程中的第一平均电阻值Rn。
在本实施例中，可以根据存储的每次电阻点焊过程中焊钳电极的电阻值，并根据存储的电阻值计算历次焊接过程中焊钳电极的算术平均值Ra。
第一设定次数可以根据需要而定，一般而言n的取值在10-20之间，该数值依据电阻点焊的实际情况而定。对于同一个生产线而言，焊钳电极两次修磨之间，平均可焊接次数越多，则n的取值越大。在实际生产中，焊钳电极在进行修磨后，一般可以连续工作100至150次，也即，焊钳电极两次修磨之间，平均可焊接次数大致在100至150次，这远远会大于第一设定次数。以第一设定次数为10次为例，取焊钳电极在最近10次工作过程中的电阻值，然后对其求平均值，以得到第一平均电阻值Rn。
S3：将第一平均电阻值Rn与历次平均电阻值Ra进行比较，若比较结果符合修磨判定条件，则发出焊钳电极修磨提示。
在S3步骤中，在进行第一平均电阻值Rn与历次平均电阻值Ra进行比较时，可以先计算第一平均电阻值Rn与历次平均电阻值Ra之间的第一差异百分比，即D1＝(Rn-Ra)/Ra。然后将第一差异百分比与第一阈值相比较，若第一差异百分比大于第一阈值，则代表焊钳电极需要修磨。在本实施例中，第一差异百分比可以为10％-30％。
在实际生产过程中，由于电阻点焊时的电流一般较大，可以达到6.5KA至8KA，而焊接的钣金件电阻较小，因此，在多次采集电阻点焊过程中焊钳电极的电阻值，并对其求平均值后，该平均值可以反映一段时间内，焊钳电极的状态。若第一平均电阻值Rn与历次平均电阻值Ra之间的第一差异百分比大于第一阈值，则表示焊钳电极在最近的第一设定次数的电阻点焊后，焊钳电极的电阻升高至需要修磨的水平。
可以理解地，在其它实施例中，S3步骤中的比较方法不限于先求出差异百分比，然后再将差异百分比与阈值进行比较的方法，只要能够判断出第一设定次数内，焊钳电极的电阻值相比于历次平均电阻值升高至需要警示的程度即可。
由于在焊钳电极进行修磨后，需要进行修磨质量检测后，才能够继续工作，因此，在本方法中，当焊钳电极实际点焊次数小于第一设定次数时，几乎可以保证焊钳电极是处于正常状态。因此，在进行上述计算时，可以在焊钳电极实际点焊次数大于第一设定次数时，再开始将第一平均电阻值Rn与历次平均电阻值Ra进行比较。
在本实施例中，焊接电极的电阻可以通过生产线上原有的电阻测量设备进行测量，因此不需要再增加任何的设备；通过对电阻点焊过程中焊钳电极的电阻进行分析，这能够在不需要拉停生产线的情况下对焊钳电极是否需要修磨进行检测，进一步地，由于该方法是一种持续性的检测方法，不需要在焊钳电极修磨后预估点焊次数，并在到达该次数之后停机检测，这能够更好地反映焊钳电极的工作状态，防止因预估出现误差而出现的已到修磨状态而未进行修磨造成的焊钳电极带病工作，或因未到修磨状态而进行修磨造成的焊钳电极额外损伤。提高工作效率。
进一步地，该方法还包括得出最近第二设定次数中，焊钳电极在工作过程中的第二平均电阻值Rm，其中第二设定次数小于第一设定次数(也即m小于n)；并将该将第一平均电阻值Rn及第二平均电阻值Rm与历次平均电阻值Ra进行比较，若比较结果符合预警条件，则发出预警提示，提示工艺人员注意焊钳电极质量，防止意外发生。
第二设定次数m可以根据需要而定，一般而言m的取值在3-5之间，该数值依据电阻点焊的实际情况而定。对于同一个生产线而言，焊钳电极两次修磨之间，平均可焊接次数越多，则m的取值越大。
在进行第二平均电阻值Rm与历次平均电阻值Ra进行比较时，可以先计算第二平均电阻值Rm与历次平均电阻值Ra之间的第二差异百分比，即D2＝(Rm-Ra)/Rm。然后将第二差异百分比与第二阈值相比较，若第二差异百分比大于第二阈值，但第一差异百分比仍然小于第一阈值，则代表在最近第二设定次数中焊钳电极的电阻发生较大变化，这可能会是焊钳电极已经达到需要修磨的状态或出现其他问题所导致的。该方法会提醒工艺人员注意该焊钳电极的工作状态。在本实施例中，第二阈值可以为10％-30％。
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分析，并将需要修磨的焊钳电极显示出来。
在判断出需要对焊钳电极进行修磨后，该方法还包括停止电阻点焊焊接作业，并控制修磨机器人对焊钳电极进行修磨。
在修磨完毕后，清空上个修磨周期内存储的焊钳电极在每次电阻点焊过程中的电阻值，重新开始进行新的电阻值的计算及判断。
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检测焊钳电极在每次电阻点焊过程中的电阻值，并将其发送至处理单元20进行存储；处理单元20根据每次电阻点焊过程中焊钳电极的电阻值，得出最近一次电极修磨后，焊钳电极在工作过程中的历次平均电阻值Ra，以及最近第一设定次数中，焊钳电极在工作过程中的第一平均电阻值Rn；然后将第一平均电阻值Rn与历次平均电阻值Ra进行比较，若比较结果符合修磨判定条件，处理单元20通过提示单元30发出焊钳电极修磨提示。
在进行修磨判定条件判定时，处理单元20会先得出第一平均电阻值Rn与历次平均电阻值Ra之间的第一差异百分比，然后将该第一差异百分比与第一阈值进行比较，若第一差异百分比大于第一阈值，则代表焊钳电极需要修磨。
进一步地，处理单元20还会根据每次电阻点焊过程中焊钳电极的电阻值，得出最近第二设定次数中，焊钳电极在工作过程中的第二平均电阻值Rm，其中第二设定次数小于第一设定次数，并将该第一平均电阻值Rn及第二平均电阻值Rm与历次平均电阻值Ra进行比较，若比较符合预警条件，则通过提示单元30发出预警提示，提示工艺人员注意焊钳电极质量，防止意外发生。
在将第一平均电阻值Rn及第二平均电阻值Rm与历次平均电阻值Ra进行比较时，处理单元20先计算出第二平均电阻值Rm与历次平均电阻值Ra之间的第二差异百分比，然后将第二差异百分比与第二阈值相比较，若第二差异百分比大于第二阈值，但第一差异百分比仍然小于第一阈值，则代表在最近第二设定次数中焊钳电极的电阻发生较大变化，这可能会是焊钳电极已经达到需要修磨的状态或出现其他问题所导致的。该方法会提醒工艺人员注意该焊钳电极的工作状态。
进一步地，提示单元30可以包括报警装置及显示装置，报警装置可以通过发出警报声来提醒工艺人员进行注意，显示装置能够将需要修磨的焊钳电极的位置显示于显示屏上，以便于工艺人员进行定位。
进一步地，该装置还包括修磨机器人40，在处理单元20判断焊钳电极需要修磨时，处理单元20停止焊钳电极作业，并控制修磨机器人40对焊钳电极进行修磨。
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：在进行电阻点焊时，检测焊钳电极在每次电阻点焊过程中的电阻值，并进行存储；
S2：得出最近一次电极修磨后，焊钳电极在工作过程中的历次平均电阻值，以及最近第一设定次数中，焊钳电极在工作过程中的第一平均电阻值；
S3：将所述第一平均电阻值与所述历次平均电阻值进行比较，若比较结果符合修磨判定条件，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：在将所述第一平均电阻值与所述历次平均电阻值进行比较时，先计算所述第一平均电阻值与历次平均电阻值之间的第一差异百分比，然后将所述第一差异百分比与第一阈值进行比较，若所述第一差异百分比大于所述第一阈值，则判断比较结果符合修磨判定条件。
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：所述第一设定次数为10至20次。
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：该方法还包括得出最近第二设定次数中，焊前电极在工作过程中的第二平均电阻值，其中，所述第二设定次数小于第一设定次数；将所述第一平均电阻值及所述第二平均电阻值与所述历次平均电阻值进行比较，若比较结果符合预警条件，则发出预警提示。
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：在将所述第一平均电阻值及所述第二平均电阻值与所述历次平均电阻值进行比较时，得出所述第一平均电阻值与所述历次平均电阻值之间的第一差异百分比，以及所述第二平均电阻值与所述历次平均电阻值之间的第二差异百分比，若所述第一差异百分比小于第一阈值，但所述第二差异百分比大于第二阈值，则判断比较结果符合预警条件。
6.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：所述第二设定次数为3-5次。
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：在判断出需要对所述焊钳电极进行修磨后，该方法还包括停止电阻点焊焊接作业，并控制修磨机器人对所述焊钳电极进行修磨。
8.一种电阻点焊焊钳电极磨损状态监测装置，其特征在于：电阻测量装置、处理单元及提示单元，所述电阻测量装置检测焊钳电极在每次电阻点焊过程中的电阻值，并将其发送至所述处理单元进行存储；所述处理单元根据每次电阻点焊过程中所述焊钳电极的电阻值，得出最近一次电极修磨后，所述焊钳电极在工作过程中的历次平均电阻值，以及最近第一设定次数中，所述焊钳电极在工作工程中的第一平均电阻值；然后将所述第一平均电阻值与所述历次平均电阻值进行比较，若比较结果符合修磨判定条件，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：所述处理单元还会根据每次电阻点焊过程中所述焊钳电极的电阻值，得出最近第二设定次数中，所述焊钳电极在工作过程中的第二平均电阻值，所述第二设定次数小于所述第一设定次数；所述处理单元还会将所述第一平均电阻值及所述第二平均电阻值与所述历次平平均电阻值进行比较，若比较结果符合预警条件，则发出预警提示。
10.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：该装置还包括修磨机器人，在所述处理单元判断所述焊钳电极需要修磨时，所述处理单元停止所述焊钳电极作业，并控制所述修磨机器人对所述焊钳电极进行修磨。
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