高速电阻焊焊缝质量监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及高速电阻焊焊接装置，公开了一种高速电阻焊焊缝质量监测装置，包括上焊轮、下焊轮、焊接变压器、监测探头以及监测驱动器，焊接变压器两极分别与上焊轮以及下焊轮电性连接，监测探头设置于上焊轮下端靠近焊接接触区处，监测探头与上焊轮电性连接，监测探头与监测驱动器电性连接；一种使用上述焊缝质量监测装置的焊机；使用上述监测装置或者焊机的测量方法。本实用新型的优点在于，焊接质量监测装置以及焊机结构简洁，可以实现高速焊接，通过相应的测量方法，可以对高速焊接过程进行实时监测，可以有效检出不合格的次品，提高了焊接质量。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及高速电阻焊焊接装置，特别涉及了一种高速电阻焊焊缝质量监测 装置，使用上述焊缝质量监测装置的焊机，使用上述监测装置或者焊机的测量方法。 高速电阻焊焊缝质量监测装置
【背景技术】
[0002] 高速电阻焊接是工业焊接【技术领域】的新课题之一，它利用材料内瞬间通过大电流 产生的电阻加热机理、让待焊处的金属迅速软化再经碾压而形成焊缝。电阻焊机是具有圆 柱形筒身的直焊缝罐体产品的主要加工设备，其焊接过程中，无金属熔炼过程、无烧蚀过 程，亦无需加入焊药和填料，焊接快速，形成的焊缝材质稳定，表层平整、光滑，焊缝经的起 封口时的弯折、翻卷，是金属罐、包装罐制造业的重点装备之一，具有较好的应用价值。
[0003] 食品加工业所用的食品罐、饮料罐均为金属罐市场的大宗商品，由于金属罐的市 场需求巨大，因此具有更高效率的焊缝焊接方法倍受社会广泛重视。目前，每分钟焊400个 罐的电阻焊机近几年在我国已相继开发成功，而每分钟焊800?1000罐的进口机型也大量 被引进到国内，尽管如此，由于高速焊机焊接得到的金属罐数量大增，以往的焊缝质量监测 方法无法应对如此庞大的金属罐，导致金属罐的合格率无法提高。制罐厂家在解决生产高 效率的同时，由于对焊缝质量的监测缺少方法，管控手段不足，也感到了质量隐患的巨大的 压力。由此，有必要研发一种可以对高速电阻焊的焊接质量进行监测的方法。 实用新型内容
[0004] 本实用新型针对现有技术中无法对高速焊机的焊接质量进行有效监控的缺点，提 供了一种高速电阻焊焊缝质量监测装置，使用上述焊缝质量监测装置的焊机以及使用上述 监测装置或者焊机的测量方法。
[0005] 为实现上述目的，本实用新型可采取下述技术方案：
[0006] 一种高速电阻焊焊缝质量监测装置，其特征在于，包括焊机、监测探头以及监测 驱动器；其中，
[0007] 焊机用于通过在焊点两侧施加一个交变电压融化焊点以及焊点附近的金属，并通 过在焊点两侧施加一个压力实现焊件的连接；
[0008] 监测探头用于持续地测量焊点两侧的电压变化、电流变化以及通过焊点的交变电 压的频率变化；
[0009] 监测驱动器用于接收监测探头所测量的电压变化、电流变化以及频率变化，并通 过持续地计算电压变化、电流变化以及频率变化的变化率从而实现对焊点的焊接质量进行 监测。
[0010] 于本实用新型的实施例中，所述监测驱动器还包括数据处理模块；所述数据处理 模块用于实现对焊点的焊接质量进行监测的数值处理过程，所述数值处理过程包括将电压 变化、电流变化以及频率变化进行合并形成单一指标，计算所述单一指标与标准值之间的 差值，对焊点温度变化进行监测。 toon] 于本实用新型的实施例中，所述焊机包括上焊轮、下焊轮以及焊接变压器；焊接变 压器两极分别与上焊轮以及下焊轮电性连接，监测探头设置于上焊轮下方靠近焊接接触区 处；监测探头与上焊轮轮缘相接触，监测探头以焊接接触区为中心沿着上焊轮的轮缘分布 于焊接接触区两侧。
[0012] 于本实用新型的实施例中，监测探头与监测驱动器电性连接，监测驱动器用于接 收监测探头监测得到的接触点的电流、电压、温度以及监测探头与上焊轮之间的相对速率， 监测驱动器与焊机控制装置电性连接，焊机控制装置用于控制上焊轮以及下焊轮之间的电 流、电压以及通电频率。
[0013] 使用上述的高速电阻焊焊缝质量监测装置的焊缝质量监测方法，包括以下的具体 步骤：
[0014] 通电步骤：当上焊轮以及下焊轮同步转动时，在上焊轮以及下焊轮之间施加一电 压差；
[0015] 监测步骤；监测探头监测并记录焊接接触区两侧的监测数据Al、A2,监测数据A1 为待焊接材料进入焊接接触区处的监测探头所记录的数据，监测数据A2为待焊接材料离 开焊接接触区处的监测探头所记录的数据，所述监测数据Al、A2分别包括：透过待焊接材 料的电流I、电压U以及交流电频率f，待焊接材料的移动速率V，以及待焊接材料的电阻值 变化Λ Ω ;
[0016] 计算步骤：监测驱动器接收监测数据后，根据监测数据计算得到调整补偿量α， 其中，调整补偿量α由透过待焊接材料的电流I、电压U、交流电频率f、待焊接材料的移动 速率V，以及待焊接材料的电阻值变化△ Ω确定；
[0017] 确认步骤：当调整补偿量α的变化幅度不同于调整补偿量α的临界量时即确认 为异常焊缝。
[0018] 根据权利要求5所述的焊缝质量监测方法，其特征在于，还包括以下具体步骤， [0019] 焊接步骤：当确认为异常焊缝后，根据调整补偿量α调整焊接电流。
[0020] 于本实用新型的实施例中，调整的焊接电流的参数包括电流、电压或者交流电频 率。
[0021] 于本实用新型的实施例中，计算步骤中，分别根据监测数据Al、Α2计算得到调整 补偿量α 1、α 2,计算监测数据Α' = Α1+βΑ2,其中，β = 0. 3-1. 5。
[0022] 本实用新型具有以下的显著技术效果：
[0023] 本实用新型所公开的焊缝质量监测装置通过在焊接接触区附近，通过对上下焊轮 之间的电流、电压等参数进行测量，通过计算，对焊缝质量进行监测和判断，本技术方案尤 其适用于高速焊接装置的焊缝质量监测过程。
[0024] 进一步地，由于本实用新型方法是一种间接的测量方法，因此需要稳定测量条件， 本实用新型的焊机通过多个焊丝单导轮和焊丝双导轮对压扁铜焊丝进行传输，稳定了压扁 铜焊丝的传输速度，令其可以以均一的速度与待焊接材料以及上、下焊轮进行平稳的接触， 由此，监测探头所测量的数据，可以更为准确地反应电流电压等参数与焊缝焊接质量之间 的关联，提高了次品检出率。通过应用上述焊机以及焊缝测量方法，极大地提高了次品检出 率，具有很好的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1为焊机的结构示意图。
[0026] 图2为高速电阻焊焊缝质量监测装置的结构示意图。
[0027] 图3为安装有监测探头的高速电阻焊焊缝质量监测装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
[0029] 实施例1
[0030] 高速电阻焊焊缝质量监测装置，如图1-3所示，包括焊机10、监测探头400以及监 测驱动器500 ;其中，焊机10用于通过在焊点两侧施加一个交变电压融化焊点以及焊点附 近的金属，并通过在焊点两侧施加一个压力实现焊件的连接；监测探头400用于持续地测 量焊点两侧的电压变化、电流变化以及通过焊点的交变电压的频率变化；监测驱动器500 用于接收监测探头400所测量的电压变化、电流变化以及频率变化，并通过持续地计算电 压变化、电流变化以及频率变化的变化率从而实现对焊点的焊接质量进行监测。监测驱动 器500还包括数据处理模块501 ;所述数据处理模块501用于实现对焊点的焊接质量进行 监测的数值处理过程，所述数值处理过程包括将电压变化、电流变化以及频率变化进行合 并形成单一指标，计算所述单一指标与标准值之间的差值，对焊点温度变化进行监测。
[0031] 其中，焊机10包括上焊轮100、下焊轮200、焊接变压器300 ;焊接变压器300两极 分别与上焊轮1〇〇以及下焊轮200电性连接，监测探头400设置于上焊轮100下方靠近焊 接接触区处；监测探头400与上焊轮100轮缘相接触，监测探头400以焊接接触区为中心沿 着上焊轮100的轮缘分布于焊接接触区两侧。
[0032] 监测探头400与监测驱动器500电性连接，监测驱动器500用于接收监测探头400 监测得到的接触点的电流、电压、温度以及监测探头400与上焊轮100之间的相对速率，监 测驱动器500与焊机控制装置600电性连接，焊机控制装置600用于控制上焊轮100以及 下焊轮200之间的电流、电压以及通电频率。
[0033] 使用上述高速电阻焊焊缝质量监测装置所制得的焊机，如图1所示，还包括上焊 臂101、下焊臂201以及加压弹簧700,上焊轮100和下焊轮200夹住待焊接材料的接缝处， 并形成焊接接触区，上焊臂101与上焊轮1〇〇的中心轴固定连接，下焊臂201与下焊轮200 的中心轴固定连接，加压弹簧700连接并设置于上焊臂101上，用于向上焊轮100提供向下 的压力，上焊轮100与待焊接材料之间、下焊轮200与待焊接材料801之间分别设置有压扁 铜焊丝800。
[0034] 焊机还包括第一至第八焊丝单导轮、焊丝双导轮901、焊丝冷却轮902、焊丝曳引 装置903以及塔轮机构904,塔轮机构904包括塔轮9041以及2个张紧轮9042,压扁铜焊 丝800先后依次通过焊丝双导轮901以及第一焊丝单导轮905进入上焊轮100与待焊接材 料之间，焊丝双导轮901以及第一焊丝单导轮905位于上焊轮100上方，压扁铜焊丝800绕 过上焊轮100后通过第二焊丝单导轮906再次进入焊丝双导轮901，压扁铜焊丝800绕过焊 丝双导轮901后进入焊丝冷却轮902冷却，焊丝冷却轮902位于焊丝双导轮901上方，，冷 却后的压扁铜焊丝800先后依次通过第三焊丝单导轮907、第四焊丝单导轮908以及第五焊 丝单导轮909进入下焊轮200与待焊接材料之间，压扁铜焊丝800绕过下焊轮200后先后 依次通过第六焊丝单导轮910、第七焊丝单导轮911以及第八焊丝单导轮912进入塔轮机构 904,第四焊丝单导轮908以及第六焊丝单导轮910与焊接接触区之间的距离应当尽可能地 长，通常，应当大于第二焊丝单导轮906与焊丝双导轮901之间的距离，此外，第四焊丝单导 轮908的直径与下焊轮200的直径相同或者近似，第六焊丝单导轮910的底端与下焊轮200 的底端位于同一水平面上。压扁铜焊丝800先后依次绕过塔轮9041以及2个张紧轮9042 后导出，焊丝曳引装置903与塔轮9041传动连接，焊丝曳引装置903用于将塔轮机构904 向一侧拽引令塔轮机构904张紧，塔轮9041与上焊轮100传动连接从而驱动上焊轮转动。
[0035] 总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所 作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。
【权利要求】
1. 一种高速电阻焊焊缝质量监测装置，其特征在于，包括焊机（10)、监测探头（400)以 及监测驱动器（500);其中， 焊机（10)用于通过在焊点两侧施加一个交变电压融化焊点以及焊点附近的金属，并 通过在焊点两侧施加一个压力实现焊件的连接； 监测探头（400)用于持续地测量焊点两侧的电压变化、电流变化以及通过焊点的交变 电压的频率变化； 监测驱动器（500)用于接收监测探头（400)所测量的电压变化、电流变化以及频率变 化，并通过持续地计算电压变化、电流变化以及频率变化的变化率从而实现对焊点的焊接 质量进行监测。
2. 根据权利要求1所述的高速电阻焊焊缝质量监测装置，其特征在于，所述监测驱动 器（500)还包括数据处理模块（501);所述数据处理模块（501)用于实现对焊点的焊接质 量进行监测的数值处理过程，所述数值处理过程包括将电压变化、电流变化以及频率变化 进行合并形成单一指标，计算所述单一指标与标准值之间的差值，对焊点温度变化进行监 测。
3. 根据权利要求1所述的高速电阻焊焊缝质量监测装置，其特征在于，所述焊机（10) 包括上焊轮（100)、下焊轮（200)以及焊接变压器（300);焊接变压器（300)两极分别与上 焊轮（100)以及下焊轮（200)电性连接，监测探头（400)设置于上焊轮（100)下方靠近焊 接接触区处；监测探头（400)与上焊轮（100)轮缘相接触，监测探头（400)以焊接接触区为 中心沿着上焊轮（100)的轮缘分布于焊接接触区两侧。
4. 根据权利要求2所述的高速电阻焊焊缝质量监测装置，其特征在于，监测探头（400) 与监测驱动器（500)电性连接，监测驱动器（500)用于接收监测探头（400)监测得到的接 触点的电流、电压、温度以及监测探头（400)与上焊轮（100)之间的相对速率，监测驱动器 (500)与焊机控制装置（600)电性连接，焊机控制装置（600)用于控制上焊轮（100)以及下 焊轮（200)之间的电流、电压以及通电频率。
【文档编号】B23K11/00GK203875472SQ201420282950
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】杨世文, 刘博阳, 王瑜, 王全军 申请人:杭州迈可思法电气工程有限公司