一种中频点焊钳的动态电阻检测装置的制作方法

本实用新型涉及中频点焊钳领域，具体涉及一种中频点焊钳的动态电阻检测装置。

背景技术：

随着工业自动化程度的提高,特别是汽车工业的发展，中频电阻点焊机被广泛使用。针对中频电阻点焊机使用过程中出现的电极磨损情况，目前主要采用电流递增补偿法和电极修磨法，但都存在一定的局限性。

中频焊接中电阻点焊质量是关键的因素，它受到电极电压、焊接电流、动态电阻、电极压力等条件的制约。

目前常用的点焊质量检测有：

（1）基于焊接电流的检测：即恒流控制法。通过PID整定，调节焊接电流在理想范围内，保证焊接质量。但对电极压力变化、电极材料磨损等情况，其控制效果较差。

（2）基于电极电压的检测：可以直接反映焊接过程中焊接材料的状态变化，但需要同时采集焊接电流，根据电压的曲线变化率来判定是否发生焊接飞溅等。

（3）基于电极压力的检测：压力过小，会发生焊接飞溅；压力过大，则熔合尺寸小。需要不断调整焊接电流来保证电极压力在合理的范围内。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种结构简单、安全性高的中频焊钳焊接过程中焊接动态电阻的检测装置。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种中频点焊钳的动态电阻检测装置，包括数据处理模块，所述数据处理模块的输入端连接有实时电流采集单元、实时电压采集单元，输出端连接有显示模块；所述实时电流采集单元包括依次串联的电流检测模块、积分电路、检波与放大电路、滤波放大后限幅输出电路，所述电流检测模块的检测端连接中频点焊钳的电极，所述滤波放大后限幅输出电路的输出端连接数据处理模块的输入端；所述实时电压采集单元的检测端连接中频点焊钳的电极。

本实用新型的进一步方案是，所述实时电压采集单元由依次串联的前级放大电路、低通滤波电路、检波电路和限幅输出电路组成，所述前级放大电路的输入端连接中频点焊钳的电极，所述限幅输出电路连接数据处理模块的输入端；限幅输出电路进一步提高安全性。

本实用新型的进一步方案是，所述显示模块是采用SN74HCT573型锁存器的240128点阵液晶屏，所述锁存器的LE引脚经RC滤波电路连接液晶屏的CS-ADR引脚；可以有效解决液晶屏的花屏问题。

本实用新型的进一步方案是，所述数据处理模块还通过通讯模块将数据上传，采用通讯的形式上传数据，比模拟信号传递数据更加安全。

本实用新型的再进一步方案是，所述通讯模块通过光电耦合器连接数据处理模块；通过光电耦合器隔离信号，再进一步提高安全性。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：

实时电流采集单元和实时电压采集单元分别采集中频点焊钳的电极的动态电流和动态电压，经数据处理模块进行处理得到动态电阻信息，再在显示模块展示，更深入地了解焊接电流、电极电压对动态电阻的影响，同时可以根据动态电阻的历史数据获得最佳的动态电阻曲线，弥补传统方式补偿的不足；而实时电流采集单元的滤波放大后限幅输出电路可以提高装置的安全性。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构框图。

图2为实施例中的电流采集模块。

图3为积分电路。

图4为检波与放大电路。

图5为滤波放大后限幅输出电路。

图6为反馈电阻切换电路。

图7为实时电压采集单元。

图8为数据处理模块。

图9为通讯模块。

图10为显示模块。

具体实施方式

一种中频点焊钳的动态电阻检测装置，包括数据处理模块，所述数据处理模块的输入端连接有实时电流采集单元、实时电压采集单元，输出端连接有显示模块，还通过通讯模块将数据上传。

所述实时电流采集单元包括依次串联的电流检测模块、积分电路、检波与放大电路、滤波放大后限幅输出电路；所述电流检测模块如图2所示，采用的是罗氏线圈，环绕在中频点焊钳的电极上；所述积分电路如图3所示，由运算放大器U22、电位器VR5和电容C122组成，高速开关D6为输入限幅保护，电阻R139起限流作用，电容C78和电容C79为去耦电容。检波与放大电路如图4所示，其中运算放大器U21D、高速开关D11、电阻R108、电阻R149组成检波部分，运算放大器U21C、电阻R111、电阻R112、电阻R122组成放大部分；如图5所示，由运算放大器U32、高速开关D7、高速开关D8、高速开关D9、高速开关D10、电阻R104、电阻R130、电阻R133、电阻R134、电阻R137、电阻R138、电阻R141、电阻R142组成的反馈电阻切换电路，可以实现多个电流档量程的测量，更精确地测试动态电阻的实时值；滤波放大后限幅输出电路如图6所示，其中运算放大器U21A、电阻R172、电阻R173、电容C125、电容C126组成了低通滤波部分，运算放大器U21B、电阻R153、电位器VR4、电阻R175、高速开关D14组成了限幅输出部分，限幅输出部分的输出端连接数据处理模块的输入端。

所述实时电压采集单元如图7所示，所述实时电压采集单元由依次串联的前级放大电路1、低通滤波电路2、检波电路3和限幅输出电路4组成，所述前级放大电路1由运算放大器U20C、电阻R132、电阻R135、电阻R136、电阻R140、电阻R143、电阻R169、电阻R170组成，所述运算放大器U20C的两个输入端分别经电阻R135、电阻R136连接中频点焊钳的电极，低通滤波电路2由运算放大器U20D、电阻R31 、电阻R32、电容C123、电容C124组成，检波电路3由运算放大器U20B、电阻R109、电阻R110、电阻R113、电阻R150、高速开关D12组成，限幅输出电路4由运算放大器U20A、电阻R114、电阻R115、电阻R151、电阻R123、电位器VR6、电阻R174、高速开关D13组成，运算放大器U20A的输出端经电阻R174连接数据处理模块的输入端。

所述数据处理模块如图8所示，采用的是ATmega128-16AI型单片机，基于电阻计算公式：R=U/I，根据采集的电流、电压计算出动态电阻。

所述通讯模块如图9所示，由芯片U35和光电耦合器PC7、光电耦合器PC8、光电耦合器PC9等组成，将采集的焊接电流、电极电压和实时动态电阻通过485总线（支持modus RTU）远程上传至中控室。

所述显示模块如图10所示，是采用SN74HCT573型锁存器的240128点阵液晶屏，显示电流、电压和动态电阻值并绘制其曲线；所述锁存器的LE引脚经RC滤波电路连接液晶屏的CS-ADR引脚，可以有效解决花屏问题。