电阻点焊电极工作姿态在线监测装置及监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术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，本发明专利技术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。

On line monitoring device and method of electrode working attitude in resistance spot welding

【技术实现步骤摘要】
电阻点焊电极工作姿态在线监测装置及监测方法
本专利技术涉及装备制造焊接
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本专利技术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，本专利技术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；所述蜂鸣器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蜂鸣器发出鸣响。第二方面，本专利技术实施例提供了一种电阻点焊电极工作姿态在线监测方法，包括：获取固定在卡盘上、且不共线的至少三个激光测距传感器分别测量得到的与点焊电极的工作平面之间的距离；其中，所述卡盘套设在点焊设备电极杆上；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；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：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向量坐标。优选地，所述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：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；否则，对所述点焊电极的工作姿态进行报警提示。第三方面，本专利技术实施例提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以执行第二方面提供的电阻点焊电极工作姿态在线监测方法。第四方面，本专利技术实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行第二方面提供的电阻点焊电极工作姿态在线监测方法。本专利技术实施例提供的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，本专利技术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。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种电阻点焊电极工作姿态在线监测装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例中提供的一种电阻点焊电极工作姿态在线监测装置中控制器构建的三维空间坐标系的结构示意图；图3为本专利技术实施例中理想情况下点焊电极的工作平面示意图；图4为本专利技术实施例中点焊电极的工作平面的法线矢量N与z轴存在夹角时的示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种电阻点焊电极工作姿态在线监测方法的流程示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种电阻点焊电极工作姿态在线监测方法的完整流程示意图；图7为本专利技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电阻点焊电极工作姿态在线监测装置，其特征在于，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；/n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；/n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。/n

【技术特征摘要】
1.一种电阻点焊电极工作姿态在线监测装置，其特征在于，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。


2.根据权利要求1所述的电阻点焊电极工作姿态在线监测装置，其特征在于，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。


3.根据权利要求1所述的电阻点焊电极工作姿态在线监测装置，其特征在于，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。


4.根据权利要求3所述的电阻点焊电极工作姿态在线监测装置，其特征在于，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。


5.根据权利要求3所述的电阻点焊电极工作姿态在线监测装置，其特征在于，还包括：蜂鸣器；
所述蜂鸣器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...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶结和，刘勇，韩晓辉，徐野，高斌，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37