[发明专利]一种点焊电极帽磨损在线监测装置与方法

权利要求书

1.一种点焊电极帽磨损在线监测装置，其特征在于，所述装置包括罗氏线圈、3D轮廓激光仪、环形导轨、移动控制模块、数据采集模块、数据处理模块、结果提示模块、电极帽；

所述罗氏线圈用于采集焊接电流；

所述3D轮廓激光仪用于采集电极帽的侧向轮廓图；

所述移动控制模块控制3D轮廓激光仪沿着环形导轨移动；

所述数据采集模块用于接收罗氏线圈、3D轮廓激光仪采集、移动控制模块传输的信号；

所述数据处理模块用于处理所述信号，根据数据采集模块采集的侧向轮廓图获得电极帽磨损程度；

所述结果提示模块用于显示数据处理模块的结果。

2.根据权利要求1所述的一种点焊电极帽磨损在线监测装置，其特征在于，所述环形导轨包括两个半弧形轨道，所述半弧形轨道两端内径方向设置有抱箍，所述抱箍固定于电极帽的帽柱上。

3.根据权利要求1所述的一种点焊电极帽磨损在线监测装置，其特征在于，所述移动控制模块包括电机以及固定于电机底部的T形的固定座，所述电机的输出轴前端固定有滑轮，所述环形导轨中部具有导槽，所述滑轮下半部分嵌入导槽中并与导槽配合滑动，所述固定座下方具有延伸杆，所述3D轮廓激光仪固定于延伸杆底部。

4.根据权利要求3所述的一种点焊电极帽磨损在线监测装置，其特征在于，所述滑轮的材质为磁性材质，所述滑轮与环形导轨磁性吸附。

5.根据权利要求3所述的一种点焊电极帽磨损在线监测装置，其特征在于，所述固定座中部嵌入有能转动的滚珠，所述滚珠与所述环形导轨外侧表面接触。

6.一种通过权利要求1中一种点焊电极帽磨损在线监测装置实现的一种点焊电极帽磨损在线监测方法，其特征在于，所述方法为：3D轮廓激光仪采集电极帽的侧向轮廓图，确定侧向轮廓图中轮廓线的拐点，通过3D轮廓激光仪与所述拐点之间的距离检测电极帽磨损程度，所述拐点为P1点，所述P1点为电极帽外轮廓的第一个拐点，电极帽端面满足焊接要求，无需修磨时，3D轮廓激光仪到P1点的距离为d₀。

7.根据权利要求6所述的一种点焊电极帽磨损在线监测方法，其特征在于，所述电极帽磨损程度包括电极帽正常、电极帽镦粗、电极帽端面不平整，所述电极帽正常的情况为3D轮廓激光仪到P1点的距离d_t=d₀，所述电极帽镦粗的状态为在焊接监测过程中，当3D轮廓激光仪到P1点的距离d_t逐渐变小，当d_td₀时，代表电极帽镦粗，需要打磨；所述电极帽端面不平整的情况为：在3D轮廓激光仪沿着环形导轨运动一周后，共采集n次侧向轮廓图，共有n个P1点，分别为P11、P12……P1(n-1)、P1n， 3D轮廓激光仪到P1n点的距离d_n,判断是否d₁d₂d₃……d_(n-1)d_n,当出现某m个距离d_t不满足上述条件时，排除该m个P1点，并计算剩下(n-m)个P1点其中的最大差值DVmax，当DVmax超过电极帽正常磨损值时，代表电极帽端面处于非平整状态，电极帽端面倾斜，需要打磨。

8.根据权利要求6所述的一种点焊电极帽磨损在线监测方法，其特征在于，所述侧向轮廓图一共具有4个拐点，所述拐点从下到上分别为P1点,P2点,P3点,P4点，所述P1点为第一个拐点，所述P2点为第二个拐点，所述P3点为第三个拐点，所述P4点为第四个拐点。

9.根据权利要求8所述的一种点焊电极帽磨损在线监测方法，其特征在于，随着电极帽磨损，拐点P1的位置不断向上移动，当P1点与P2接近或重合时，则更换电极帽。

10.根据权利要求6所述的一种点焊电极帽磨损在线监测方法，其特征在于，所述P2点和P3点到3D轮廓激光仪的距离相等。