专利名称：悬挂式电阻点焊机连接电缆实时在线监测方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明属金属材料焊接设备技术领域，具体涉及一种汽车焊装车间悬挂式电阻点焊机连接电缆实时在线监测方法和装置。
背景技术：
汽车生产中大量使用了电阻焊，一般的焊装车间都有几百台悬挂式点焊机，这些点焊机在焊接汽车车身的过程中，会因为电缆线的磨损、损坏使得规范参数不稳定，其结果是焊核尺寸不足，连接强度下降，甚至会形不成焊核，影响产品的质量，所以说这类产品的质量取于焊接的质量，焊接质量稳定，产品的质量就稳定。悬挂式电阻点焊机是由焊接变压器、焊钳、点焊控制器组成，焊接变压器和焊钳用电缆连接起来，电缆长2. 5米左右，常用的截面积200平方毫米。在焊接生产过程中，电缆和焊钳每时每刻都在移动，来焊接汽车车身的各个位置。电缆的正常使用寿命是三到六个月左右，最后沿连接接头的根部断开，电缆报废，更换新电缆。电缆在使用时，经过磨损到最后断开是一个过程，在这个过程中电缆是不断磨损，截面积不断减小，直至断开。操作者到最后断开时才会发现，更换新电缆。但是在这个电缆磨损、截面积减小的过程中，焊接电流会因为电缆截面积减小，电阻增大而减小，使得焊接热量不足，焊核尺寸下降，甚至形不成焊核，严重影响产品的质量，故对电缆进行实时监测已成为提高焊接产品质量的重要手段，而目前尚未见对电缆进行实时监测的报道。
发明内容
本发明目的是用单片机系统实时在线监测焊装车间悬挂式电阻点焊机连接电缆磨损情况，当连接电缆损坏已经影响焊接质量不能再继续使用时，将及时报警，通知操作者更换。悬挂式电阻点焊机连接电缆实时在线监测方法，包括下列步骤I)将悬挂式电阻点焊机A的二次输出电缆与悬挂式电阻点焊机连接电缆实时在线监测装置的焊接电压检测电路II输入端连接；悬挂式电阻点焊机A的二次输出端与悬挂式电阻点焊机连接电缆实时在线监测装置的焊接电流检测电路I输入端连接；2)实时在线检测悬挂式电阻点焊机A的焊接电流和电缆压降；3)将检测到的悬挂式电阻点焊机A的焊接电流和电缆压降进行积分、整流和滤波，并输入计算机J ;4)计算机J根据欧姆定律R = U/I，计算悬挂式电阻点焊机A的电缆电阻值，由电阻定律S = P L/R，计算出悬挂式电阻点焊机A的电缆横截面面积；5)计算机J根据计算出的悬挂式电阻点焊机A的电缆横截面面积的大小，判断电缆的损坏程度；6)当检测到悬挂式电阻点焊机A的电缆横截面面积小于规定值时，即判断电缆已损坏，并将此信息向报警器K传递；
7)报警器K发出报警报信号，提示操作者更换悬挂式电阻点焊机A的二次输出电缆。悬挂式电阻点焊机连接电缆实时在线监测装置由焊接电流检测电路I、焊接电压检测电路II、计算机J和报警器K组成，其中焊接电流检测电路I由电流传感器B、积分电路C、精密整流电路I D、滤波电路I E组成，电流传感器B、积分电路C、精密整流电路I D、滤波电路I E顺序连接； 焊接电压检测电路II由电压传感器F、低通滤波电路G、精密整流电路II H、滤波电路II I组成，电压传感器F、低通滤波电路G、精密整流电路II H、滤波电路II I顺序连接；焊接电流检测电路I输入端与悬挂式电阻点焊机A的二次输出端连接，焊接电流检测电路I输出端与计算机J 一输入端连接；焊接电压检测电路II输入端与悬挂式电阻点焊机A的二次输出电缆连接，焊接电压检测电路II输出端与计算机J另一输入端连接；报警器K与计算机J输出端连接。本发明的工作过程如下所述电流传感器B输出的是焊接电流的微分信号，经过积分电路C还原为实际的焊接电流波形，经过精密整流电路I D进行整流，再经过滤波电路I E求得电流的平均值输入到计算机J ;电压传感器F输出电压信号，然后经过低通滤波电路G滤去干扰波，再经过精密整流电路II H整流，滤波电路II I得到焊接电压的平均值输入到计算机J。计算机J采集到焊接电流和焊接电压后，经过计算得出电缆横截面面积，当横截面面积小于规定值时，报警器K发出警报。本发明的原理是当电缆损坏时，其横截面面积会减小，通过实时在线检测连接电缆压降和焊接电流，将检测到的连接电缆压降和焊接电流经过积分、整流、滤波送到计算机系统，根据欧姆定律R = U/I，计算电缆的电阻值，由电阻定律S = P L/R，计算出电缆的横截面面积，根据计算出的电缆横截面积判断电缆的损坏程度，当检测到电缆横截面面积小于规定值时，可判断电缆已经损坏，由报警器发出警报信号。本发明是一种悬挂式电阻点焊机连接电缆实时在线监测方法及装置，本发明以欧姆定律为依据，通过实时在线监测电缆压降和焊接电流，再通过计算机的高精度、高频率的模数转换，精确计算，实现实时检测的目的，采用本发明能在悬挂式电阻点焊机的电缆开始损坏时就及时发现，当电缆的损坏已经影响焊接电流和焊接质量时，能及时报警，通知操作者更换电缆。本发明电路使用元件少，成本低，能适应不同的焊接规范，同时本发明的装置的体积可做得很小，方便安装，在不更换现有的点焊控制器的情况下，可再增加本发明的装置，减少工件废品率，具有很好的经济效益。本发明的装置还可实现焊装车间点焊参数网络化监测，或制作成便携式测量装置，提高汽车焊接的产品质量和汽车焊装车间的管理水平。
图I为悬挂式电阻点焊机连接电缆实时在线监测装置的结构示意图其中I.焊接电流检测电路II.焊接电压检测电路A.悬挂式电阻点焊机B.电流传感器C.积分电路D.精密整流电路I E.滤波电路I F.电压传感器G.低通滤波电路H.精密整流电路II I.滤波电路II J.计算机K.报警器
具体实施方式
下面结合附图I对本发明的技术方案作进一步详细阐述本发明基于欧姆定律开发的一种悬挂式电阻点焊机连接电缆实时在线监测装置的工作过程可以分为四部分焊接电流检测电路I、焊接电压检测电路II、计算机系统和报
警系统。焊接电流检测电路I :电流传感器B中所产生的感应电动势与被测焊接电流的微分信号(即d(I(t)/dt)成正比，并不能直接反映被测的焊接电流大小，必须对传感器的输出信号进行积分处理，积分电路C对电流传感器B输出的信号进行积分，还原焊接电流的原 始波形，大小与焊接电流成正比，相位与焊接电流同相，悬挂式点焊机采用的是工频交流电源，因此对积分后的信号进行精密整流电路I D，精密整流电路I D能够对弱信号进行整流，并且整流后的波形不失真，精密整流之后再经过滤波电路I E，实现求得焊接电流平均值的目的，最后输入到计算机J中进行信号处理。焊接电压检测电路II :电压传感器F具备与焊机主电路隔离的功能，并能够反映焊接电缆压降的大小，再经过低通滤波电路G滤去工业环境产生的干扰波，悬挂式点焊机采用的是工频交流电源，电缆两端电压也是交流，因此经过精密整流电路II H进行整流，精密整流电路II H能够对弱信号进行整流，并且整流后的波形不失真，整流后经过滤波电路II I，求得焊接电压的平均值，最后输入到计算机J中进行信号处理。计算机系统计算机J对采集到的焊接电压和焊接电流按照欧姆定律R = U/I，计算电缆的电阻值，由电阻定律S=P L/R，分别计算出电缆的横截面面积S1、S2，当SI或S2小于电缆横截面面积S的规定值时，计算机J发出指令给报警器K。警报系统报警器K接到计算机J的指令，发出警报，提醒操作者更换电缆。
权利要求
1.一种悬挂式电阻点焊机连接电缆实时在线监测方法，其特征在于包括下列步骤 1)将悬挂式电阻点焊机(A)的二次输出电缆与悬挂式电阻点焊机连接电缆实时在线监测装置的焊接电压检测电路(II)输入端连接；悬挂式电阻点焊机(A)的二次输出端与悬挂式电阻点焊机连接电缆实时在线监测装置的焊接电流检测电路(I)输入端连接； 2)实时在线检测悬挂式电阻点焊机(A)的焊接电流和电缆压降； 3)将检测到的悬挂式电阻点焊机(A)的焊接电流和电缆压降进行积分、整流和滤波，并输入计算机(J); 4)计算机(J)根据欧姆定律R= U/I，计算悬挂式电阻点焊机(A)的电缆电阻值，由电阻定律S = P L/R，计算出悬挂式电阻点焊机(A)的电缆横截面面积； 5)计算机(J)根据计算出的悬挂式电阻点焊机(A)的电缆横截面面积的大小，判断电缆的损坏程度； 6)当检测到悬挂式电阻点焊机(A)的电缆横截面面积小于规定值时，即判断电缆已损坏，并将此信息向报警器(K)传递； 7)报警器(K)发出报警报信号，提示操作者更换悬挂式电阻点焊机(A)的二次输出电缆。
2.按权利要求I所述方法的装置，其特征在于由焊接电流检测电路(I)、焊接电压检测电路(II)、计算机(J)和报警器⑷组成，其中焊接电流检测电路⑴由电流传感器(B)、积分电路(C)、精密整流电路I⑶、滤波电路I (E)组成，电流传感器⑶、积分电路(C)、精密整流电路I (D)、滤波电路I (E)顺序连接；焊接电压检测电路(II)由电压传感器(F)、低通滤波电路(G)、精密整流电路II (H)、滤波电路II (I)组成，电压传感器(F)、低通滤波电路(G)、精密整流电路II (H)、滤波电路II (I)顺序连接；焊接电流检测电路(I)输入端与悬挂式电阻点焊机㈧的二次输出端连接，焊接电流检测电路⑴输出端与计算机(J) 一输入端连接；焊接电压检测电路(II)输入端与悬挂式电阻点焊机(A)的二次输出电缆连接，焊接电压检测电路(II)输出端与计算机(J)另一输入端连接；报警器(K)与计算机(J)输出端连接。
全文摘要
悬挂式电阻点焊机连接电缆实时在线监测方法和装置属金属材料焊接设备技术领域，本发明以欧姆定律为依据，通过实时在线监测焊接电流和电缆压降，再通过单片机的高精度、高频率的模数转换，精确计算，实现实时检测的目的；采用本发明能在悬挂式电阻点机焊机的电缆开始损坏时就及时发现，并及时报警，通知操作者更换电缆。本发明电路使用元件少，成本低，能适应不同的焊接规范，同时本发明的装置体积可做得很小，方便安装，在不更换现有点焊控制器的情况下，可再增加本发明的装置，减少工件废品率，具有很好的经济效益；采用本发明还可实现焊装车间点焊参数网络化监测，或制作成便携式测量装置，提高汽车焊接的产品质量和汽车焊装车间的管理水平。
文档编号G01R19/25GK102628911SQ20121012071
公开日2012年8月8日 申请日期2012年4月23日 优先权日2012年4月23日
发明者白志范 申请人:吉林大学