专利名称：一种电阻点焊中电极位移变化量的测量装置及方法
技术领域：
本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种电阻点焊中电极位移变化量的测量装置及方法。
背景技术：
电阻点焊中电极位移是指熔核在形成过程中发生热膨胀位移时引起的上下电极相离的位移变化量，其值被认为是电阻点焊监测参数中反映焊点熔核质量的参数之一。下面介绍现有技术中实现电极位移的测量方案I、将位移测量装置即位移传感器与挡板分别紧贴焊钳下电极和上电极，用以测量上下电极相离的动态位移，但是，在汽车或地铁车体焊接车间，待焊工件往往较大，在焊接时工件容易与测量装置或测量光路发生干涉而无法进行焊接或测量。2、将位移传感器安装固定在焊钳上端，挡板通过折弯件安装固定在可上下垂直运动的上电极上，因为上电极是与气缸活塞杆相连，焊钳上端是与气缸外部相连，因此上述激光位移传感器测量的值实际上就是气缸壁与活塞之间的相对位移值，而不是焊钳上电极与下电极相离的距离。因为该位移传感测量装置均在焊钳上部，不影响上下电极之间工件的进出，所以可有效避免位移传感装置与被焊工件之间的干涉。但是该测量方法没有考虑点焊过程中下电极的位移运动，即电极臂的变形引起的下电极的位移，故最终得到的电极位移并非真实的上下电极之间的位移。3、为了消除上述的不足，将单个位移传感器及挡板分别安装在两个工装臂的一端，通过延长工装臂后其另一端与焊钳上下电极相连接，并通过标尺事先校正设定电极力下传感器测量值与真实值(标尺)之间的关系，在测量电极位移时，利用该预先设定测量值与真实值的关系获取真实的电极位移。这种电极位移测量方法虽然能避免位移传感装置与被焊工件之间的干涉，但是没有考虑点焊过程中电极力的动态变化引起的焊钳变形，从而引起测量误差，且当焊机或电极力设置改变时，电极位移的测量值需重新采用标尺校正，不适合于电极力发生变化的实际情况。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种电阻点焊中电极位移变化量的测量装置及方法，以实现精确测量电极位移变化量的目的。为实现上述目的，本发明提供了一种电阻点焊中电极位移变化量的测量装置，包括焊钳、上工装臂、下工装臂、第一位移传感器、第二位移传感器以及激光反射挡板；将所述上工装臂的一端安装于所述焊钳的上电极处，将所述下工装臂的一端安装于所述焊钳的下电极处，且所述上工装臂与所述下工装臂呈平行状态，在所述上工装臂的另一端安装激光反射挡板，并在所述下工装臂的另一端安装第一位移传感器和第二位移传感器，所述第一位移传感器与所述第二位移传感器间相距第一距离，所述第一位移传感器与所述下电极间相距第二距离，所述第二位移传感器与所述下电极间相距第三距离，所述第三距离等于所述第一距离与所述第二距离的和；所述测量装置还包括测量单元，用于在焊接置放于所述下电极上的工件时，利用所述第一位移传感器测量第一位移传感器位置处的上工装臂与下工装臂间的第四距离，并利用所述第二位移传感器测量第二位移传感器位置处的上工装臂与下工装臂间的第五距离；计算单元，用于利用所述第一距离与所述第二距离、以及所述测量得到的第四距离与第五距离计算当前电极位移变化量。优选地，在上述装置中，所述计算单元，具体用于根据公式
权利要求
1.一种电阻点焊中电极位移变化量的测量装置，其特征在于，包括焊钳、上工装臂、下工装臂、第一位移传感器、第二位移传感器以及激光反射挡板；将所述上工装臂的一端安装于所述焊钳的上电极处，将所述下工装臂的一端安装于所述焊钳的下电极处，且所述上工装臂与所述下工装臂呈平行状态，在所述上工装臂的另一端安装激光反射挡板，并在所述下工装臂的另一端安装第一位移传感器和第二位移传感器，所述第一位移传感器与所述第二位移传感器间相距第一距离，所述第一位移传感器与所述下电极间相距第二距离，所述第二位移传感器与所述下电极间相距第三距离，所述第三距离等于所述第一距离与所述第二距离的和；所述测量装置还包括 测量单元，用于在焊接置放于所述下电极上的工件时，利用所述第一位移传感器测量第一位移传感器位置处的上工装臂与下工装臂间的第四距离，并利用所述第二位移传感器测量第二位移传感器位置处的上工装臂与下工装臂间的第五距离； 计算单元，用于利用所述第一距离与所述第二距离、以及所述测量得到的第四距离与第五距离计算当前电极位移变化量。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述计算单元，具体用于根据公式
3.根据权利要求I或2所述的装置，其特征在于，所述第一位移传感器和所述第二位移传感器均为激光位移传感器。
4.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述装置还包括 控制单元，用于控制所述上电极以设定速度逐渐逼近所述工件并在所述上电极加载电极力，以便所述上电极压住所述工件且所述电极力达到设定压力值后开始焊接所述工件。
5.一种电阻点焊中电极位移变化量的测量方法，其特征在于，所述方法应用于电阻点焊中电极位移变化量的测量装置，所述测量装置包括焊钳、上工装臂、下工装臂、第一位移传感器、第二位移传感器以及激光反射挡板；将所述上工装臂的一端安装于所述焊钳的上电极处，将所述下工装臂的一端安装于所述焊钳的下电极处，且所述上工装臂与所述下工装臂呈平行状态，在所述上工装臂的另一端安装激光反射挡板，并在所述下工装臂的另一端安装第一位移传感器和第二位移传感器，所述第一位移传感器与所述第二位移传感器间相距第一距离，所述第一位移传感器与所述下电极间相距第二距离，所述第二位移传感器与所述下电极间相距第三距离，所述第三距离等于所述第一距离与所述第二距离的和；所述方法包括 在焊接置放于所述下电极上的工件时，利用所述第一位移传感器测量第一位移传感器位置处的上工装臂与下工装臂间的第四距离，并利用所述第二位移传感器测量第二位移传感器位置处的上工装臂与下工装臂间的第五距离； 利用所述第一距离与所述第二距离、以及所述测量得到的第四距离与第五距离计算当前电极位移变化量。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述利用所述第一距离与所述第二距离、以及所述测量得到的第四距离与第五距离计算当前电极位移变化量包括根据公式
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述第一位移传感器和所述第二位移传感器均为激光位移传感器。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在焊接置放于所述下电极上的工件时之前还包括 控制所述上电极以设定速度逐渐逼近所述工件并在所述上电极加载电极力，以便所述上电极压住所述工件且所述电极力达到设定压力值后开始焊接所述工件。
全文摘要
本发明公开了一种电阻点焊中电极位移变化量的测量装置及方法，将上工装臂的一端安装于上电极处，将下工装臂的一端安装于下电极处，在上工装臂的另一端安装激光反射挡板，并在下工装臂的另一端安装第一位移传感器和第二位移传感器，第一位移传感器与第二位移传感器间相距第一距离，第一位移传感器与下电极间相距第二距离；所述装置包括测量单元，用于在焊接工件时，利用第一位移传感器测量第一位移传感器位置处的上工装臂与下工装臂间的第四距离，并利用第二位移传感器测量第二位移传感器位置处的上工装臂与下工装臂间的第五距离；计算单元，用于利用第一距离与第二距离、以及测量得到的第四距离与第五距离计算当前电极位移变化量。
文档编号G01B11/02GK102944178SQ20121046405
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者王先锋, 王国军, 苏柯, 刘博 , 刘厚林 申请人:南车株洲电力机车有限公司