一种全自动点焊电极对中性检测装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种全自动点焊电极对中性检测装置及其检测方法，所述检测装置中，摄像头总成正对着试片的点焊区域设置，背景灯总成与摄像头总成配套设置，摄像头总成和背景灯总成分别与控制系统信号连接；所述检测方法通过摄像头总成采集点焊电极的图像并发送至控制系统，经控制系统处理分析后，获得上点焊电极轴线的空间直线方程和下点焊电极轴线的空间直线方程，最后根据空间直线距离公式和空间直线夹角公式计算获得上、下点焊电极轴线的空间直线距离和空间直线夹角。本发明专利技术能够实现对点焊电极在加压、通电进行点焊加工完毕后，保持加压状态下的对中性进行检测，能够更准确地反映点焊电极对中性对点焊质量和设备起实际影响。

【技术实现步骤摘要】
一种全自动点焊电极对中性检测装置及其检测方法
本专利技术属于点焊设备性能检测
，具体涉及一种全自动点焊电极对中性检测装置和及其检测方法。
技术介绍
点焊是电阻焊的一种，是指焊接时利用柱状电极，在两块搭接工件接触面之间形成焊点的焊接方法。点焊时，先加压使工件紧密接触，随后接通电流，在电阻热的作用下工件接触处熔化，冷却后形成焊点。点焊主要用于薄板结构及钢筋等的焊接，由于加热时间短，焊接速度快，且无需填充焊剂，自动化程度较高，生产效率较高等特点，点焊技术已广泛应用于汽车车身和车厢、飞机机身的焊接。但是，在点焊过程中，如果上下电极对中性不好，不但容易发生飞溅、压痕不均匀等焊接缺陷，而且会降低焊钳可用最大电极压力，加速电极接杆、焊钳臂等部件的老化、磨损，降低焊钳寿命和刚性。故，定期自动化检测点焊电极对中性并采取针对性措施，不但能够减少人工检查的人力消耗，有利于提升点焊质量，而且可以做到对电极对中性和焊钳刚性的预防性维护，是点焊质量和点焊钳状态可监控、可追溯的必要技术。在现有的检测点焊电极对中性的过程中，上、下点焊电极的对中性通常采用上、下点焊电极轴线的空间距离d和空间夹角为α来表征，记为(d,α)。空间距离和空间夹角为的标准值分别为d0和α0，记为(d0,α0)；上、下点焊电极即将或刚接触工件(空载或小压力)时空间距离和空间夹角的值分别为d1和α1，记为(d1,α1)；上、下点焊电极对工件施加完毕电极压力并且通电前的空间距离和空间夹角的值分别为d2和α2,，记为(d2,α2)；上、下点焊电极通电后保持电极压力时d和α的值分别为d3和α3，记为(d3,α3)，如图4所示。目前，现有技术中对点焊电极对中性检测的对象均为上、下点焊电极即将或刚接触工件(空载或小压力)时空间距离和空间夹角和上、下点焊电极对工件施加完毕电极压力并且通电前的空间距离和空间夹角，处于分别针对上述(d1,α1)或(d2,α2)的检测级别，例如：专利号分别为：ZL201610700716.1、ZL201810436136.5、ZL201420244100.4、ZL201110085790.4和ZL201720099792.1的专利文献，其中所记载的技术方案都无法检测点焊电极在带件加压和焊接状态下的对中性，即无法实现针对上述(d3,α3)的检测。但是，由于点焊电极在对工件施加电极压力时，焊钳会产生弹性变形,会造成上、下点焊电极对中性变差；此外，在通电时，由于电极与工件、工件与工件间的材料发生升温、熔化，进而改变接触部分的摩擦系数，因而电极与工件、工件与工件间可能产生平行于工件表面的滑动和塑性变形带来的平行于工件表面的位移，使对中性进一步变差；另外，当焊钳刚性存在问题时，加压和通电对对中性的影响将更加显著。所以，实际点焊过程中点焊电极的对中性是在电极压力、焊钳刚性、电极与工件间摩擦力、工件与工件间摩擦力、点焊电极空载对中性等因素综合作用下不断变化的,而且越靠近通电结束阶段对中性越差。由于，点焊通电后熔核会很快凝固，焊点的温度也迅速降低，所以保持很短一段时间后，在电极压力不变的前提下，点焊电极的对中性将不再大幅度变化。因而测量保持阶段的点焊电极对中性比不加压或不带试片空压状态下测得的点焊电极对中性数值更能反映点焊时电极对中性对质量和设备的影响。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供了一种全自动点焊电极对中性检测装置及其检测方法，实现对点焊电极在加压、通电进行点焊加工完毕后，保持加压状态下的对中性进行检测，结合说明书附图，本专利技术的技术方案如下：一种全自动点焊电极对中性检测装置，包括：控制系统、试片夹持机构、摄像头总成和背景灯总成；所述试片夹持机构端部安装试片；所述摄像头总成正对着试片的点焊区域设置；所述背景灯总成与摄像头总成配套设置；所述摄像头总成和背景灯总成分别与控制系统信号连接，其中，所述控制系统发送控制信号，以控制摄像头总成和背景灯总成工作，摄像头总成将采集到的点焊区域内的点焊电极图像发送至控制系统内。进一步地，所述摄像头总成由摄像头和镜头保护盖连接组成；所述摄像头和镜头保护盖分别与控制系统信号连接，控制系统控制镜头保护盖开闭，控制系统控制摄像头采集图像，摄像头将采集到的图像发送至控制系统。进一步地，所述背景灯总成由背景灯和平移机构连接组成；所述平移机构的移动端与背景灯机械连接，平移机构与控制系统信号连接，在控制系统的控制下，平移机构带动背景灯伸缩运动；所述背景灯与控制系统信号连接，控制系统控制背景灯点亮或熄灭。进一步地，所述摄像头总成由两组；两组摄像头总成呈直角对称设置，且两组摄像头总成的拍摄中轴线与试片厚度方向的中心面共面。一种全自动点焊电极对中性检测装置的检测方法，所述检测方法通过摄像头总成采集点焊电极加压并通电进行点焊加工完毕后，在保持加压状态下的图像并发送至控制系统，经控制系统处理分析后，获得上点焊电极轴线的空间直线方程和下点焊电极轴线的空间直线方程，最后根据空间直线距离公式和空间直线夹角公式计算获得上、下点焊电极轴线的空间直线距离和空间直线夹角。进一步地，所述检测方法的具体过程如下：S1：检测前的准备工作：准备修磨完毕的上点焊电极和下点焊电极，并将试片装夹在试片夹持装置上，是摄像头总成与背景灯总成均处于非工作的初始状态；S2：上点焊电极与下点焊电极对试片进行点焊，且点焊完毕后上点焊电极与下点焊电极保持加压状态；S3：采集图像前的准备工作：控制系统控制摄像头总成与背景灯总成处于工作位置并开启；S4：控制系统控制摄像头总成分别采集体现上点焊电极和下点焊电极空间直线距离的图像和体现上点焊电极和下点焊电极空间直线夹角的图像，并发送至控制系统；S5：控制系统对接收到的图像进行处理，获得上点焊电极与下点焊电极外轮廓线上沿径向对称的点，并获得该径向对称的点的中点坐标，根据中点坐标通过最小二乘法拟合得到上点焊电极轴线的空间直线方程和下点焊电极轴线的空间直线方程，最后根据空间直线距离公式和空间直线夹角公式计算获得上、下点焊电极轴线的空间直线距离和空间直线夹角。更进一步地，所述步骤S6的具体过程如下：S501：图像处理，获得上点焊电极与上点焊电极接杆的外轮廓线，以及下点焊电极与下点焊电极接杆的外轮廓线；S502：采集上点焊电极与上点焊电极接杆，以及下点焊电极与下点焊电极接杆外轮廓线上沿径向对称的点，并获得所述对称的点之间中点的坐标；S503：根据中点的坐标，通过最小二乘法拟合得到中点所在的上点焊电极和下点焊电极轴线的空间直线方程，并分别根据空间直线距离公式和空间直线夹角公式计算得到上点焊电极轴线与下点焊电极轴线的空间直线距离，以及点焊电极轴线与下点焊电极轴线的空间直线夹角。更进一步地，所述步骤S501的具体过程如下：(1)对图像进行裁剪，去除掉图像中的试片，并去除上点焊电极与下点焊电极电极帽前端弧形结构，得到剪裁后的图像；...

【技术保护点】
1.一种全自动点焊电极对中性检测装置，其特征在于：/n包括：控制系统、试片夹持机构、摄像头总成和背景灯总成；/n所述试片夹持机构端部安装试片；/n所述摄像头总成正对着试片的点焊区域设置；/n所述背景灯总成与摄像头总成配套设置；/n所述摄像头总成和背景灯总成分别与控制系统信号连接，其中，所述控制系统发送控制信号，以控制摄像头总成和背景灯总成工作，摄像头总成将采集到的点焊区域内的点焊电极图像发送至控制系统内。/n

【技术特征摘要】
1.一种全自动点焊电极对中性检测装置，其特征在于：
包括：控制系统、试片夹持机构、摄像头总成和背景灯总成；
所述试片夹持机构端部安装试片；
所述摄像头总成正对着试片的点焊区域设置；
所述背景灯总成与摄像头总成配套设置；
所述摄像头总成和背景灯总成分别与控制系统信号连接，其中，所述控制系统发送控制信号，以控制摄像头总成和背景灯总成工作，摄像头总成将采集到的点焊区域内的点焊电极图像发送至控制系统内。


2.如权利要求1所述一种全自动点焊电极对中性检测装置，其特征在于：
所述摄像头总成由摄像头和镜头保护盖连接组成；
所述摄像头和镜头保护盖分别与控制系统信号连接，控制系统控制镜头保护盖开闭，控制系统控制摄像头采集图像，摄像头将采集到的图像发送至控制系统。


3.如权利要求1所述一种全自动点焊电极对中性检测装置，其特征在于：
所述背景灯总成由背景灯和平移机构连接组成；
所述平移机构的移动端与背景灯机械连接，平移机构与控制系统信号连接，在控制系统的控制下，平移机构带动背景灯伸缩运动；
所述背景灯与控制系统信号连接，控制系统控制背景灯点亮或熄灭。


4.如权利要求1所述一种全自动点焊电极对中性检测装置，其特征在于：
所述摄像头总成由两组；
两组摄像头总成呈直角对称设置，且两组摄像头总成的拍摄中轴线与试片厚度方向的中心面共面。


5.如权利要求1所述一种全自动点焊电极对中性检测的检测方法，其特征在于：
所述检测方法通过摄像头总成采集点焊电极加压并通电进行点焊加工完毕后，在保持加压状态下的图像并发送至控制系统，经控制系统处理分析后，获得上点焊电极轴线的空间直线方程和下点焊电极轴线的空间直线方程，最后根据空间直线距离公式和空间直线夹角公式计算获得上、下点焊电极轴线的空间直线距离和空间直线夹角。


6.如权利要求5所述一种全自动点焊电极对中性检测装置的检测方法，其特征在于：
所述检测方法的具体过程如下：
S1：检测前的准备工作：准备修磨完毕的上点焊电极和下点焊电极，并将试片装夹在试片夹持装置上，是摄像头总成与背景灯总成均处于非工作的初始状态；
S2：上点焊电极与下点焊电极对试片进行点焊，且点焊完毕后上点焊电极与下点焊电极保持加压状态；
S3：采集图像前的准备工作：控制系统控制摄像头总成与背景灯总成处于工作位置并开启；
S4：控制系统控制摄像头总成分别采集体现上点焊电极和下点焊电极空间直线距离的图像和体现上点焊电极和下点焊电极空间直线夹角的图像，并发送至控制系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永强，赵卯，李赫，冯玉涛，毕兰峰，宫大辉，曲福兴，田刚，李国军，于宁，
申请(专利权)人：一汽奔腾轿车有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22