[实用新型]一种电阻点焊质量监测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于金属材料电阻电焊领域，特别是一种由多传感器与数据采集装置构成的电阻点焊质量监测装置。

背景技术

电阻点焊以其低成本，易实现高速自动化生产的特点，在现代工业制造中得到了广泛的应用。点焊焊点的质量信息直接影响着焊接结构的可靠性，特别是航空航天产品，对其质量要求更高。但是点焊过程与熔焊一样，是一个高度非线形，有多变量耦合作用和大量随机不确定因素的过程，同时还有其自身特点。点焊的形核处于封闭状态而无法观测，质量信息的提取比较困难，形核过程的时间极短，焊接条件短时间的波动就会造成较严重的后果。因此，为保证焊点质量，降低生产成本，研究点焊过程信号采集与处理技术，发展一种在线、非破坏性、低成本、诊断可靠性高的质量评判系统，对于点焊质量控制具有非常重要的意义。

随着现代信号分析和信息处理技术的迅速发展，基于焊接过程动态信号特征分析进行焊接质量监测受到广泛关注。点焊过程多种特征信号蕴含着大量直接或间接反映焊点质量的动态信息，在电阻点焊过程中可监测的特征信号有电极电流、电极电压、点焊能量、动态电阻、电极压力、电极位移、声发射、超声波、红外辐射等，中国专利CN101201339A公开了“电阻电焊质量监测装置及监测方法”的专利申请，其利用了电极电流、电极电压、电极压力、电极位移等信息的综合分析，对电阻电焊质量进行监测与判断。但是由于各种影响因素的不确定性、非线性及相互藕合性，造成我们无法简单、直观地通过信号波形来识别点焊缺陷或评价焊点质量，所以通过筛选出和电阻质量有明显对应关系的特征信号进行特征分析、并行处理、信息融合是建立焊点质量监测模型、实现在线无损评估的关键。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能简单、快速地通过信号波形来识别点焊缺陷或评价焊点质量的电阻点焊质量监测装置。

本实用新型的技术方案是：电阻点焊质量监测装置，由电阻点焊设备主体、上机臂、下机臂、上电极、下电极构成，其特征在于：在上电极和下电极上安装一电压传感器，在下电极外侧安装一电流传感器，二者均通过屏蔽的同轴电缆与数据采集分析装置相连接。

所述电流传感器的骨架是柔性材料，内径100mm，匝数1000-5000，横截面为圆形的扁带。

所述电压传感器为LEM霍尔效应电极电压传感器。

所述数据采集分析装置由数据采集单元、数据传输单元与数据分析处理单元组成。

本电阻点焊质量监测装置工作原理：在电阻点焊操作中，安装在电阻点焊设备上的电压传感器和电流传感器对电阻点焊过程的电压、电流信号参数变化进行采集，由数据采集分析装置对信号进行融合后绘制出U-I曲线，据质量判定准则判定合格、不合格，并发出警报。

本电阻点焊质量监测装置仅需采集焊接电流和电极间电压两个信号，与现有技术需要采集电极间电压、焊接电流、电极位移和电极压力四个信号相比，明显具有工艺简单，效率高，成本低，实施实时检测容易等特点。

附图说明

图1本实用新型的电阻点焊质量监测装置结构示意图

具体实施方式

下面以DN-200-4型固定式点焊机作为电阻点焊设备的主题为例，结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

该电阻点焊质量监测装置，由电阻焊设备主体4、上机臂1、下机臂7、上电极3、下电极5构成，电压传感器2的两个电极夹分别夹持在上电极3和下电极上5，电流传感器6安装在下电极5外侧，传感器通过专用屏蔽电缆连接线连接到数据采集分析装置。

本实施例选用低碳钢、不锈钢和铝合金为研究材料，板厚分别为0.8mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm，接头形式设计为平板搭接，试样尺寸大小100mm×25mm，电极直径6.4mm，电压传感器2采用北京森达电子有限公司生产的CHV-20L型霍尔效应电极间电压传感器；电流传感器6根据电极直径专门设计定做，采用骨架为柔性材料，内径100mm，匝数5000，横截面为圆形的扁带；数据采集分析装置安装在研华工控机内，其包括数据采集单元、数据传输单元与数据分析处理单元。

在电阻点焊操作中，安装在电阻点焊设备上的电压传感器2和电流传感器6对电阻点焊过程的电压、电流信号参数变化进行采集，通过数据采集单元、数据传输单元与数据分析处理单元对信号进行融合后绘制出U-I曲线，据质量判定准则判定合格、不合格，并发出警报。