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电阻焊热膨胀电极位移质量监控方法的研究

林彬  
【摘要】: 电阻焊是一种重要的焊接方法,广泛用于汽车工业。生产上多采用恒流控制来保证焊接质量稳定。恒流控制方法简单、成本低,但不能补偿如分流、回路感抗、电极磨损等干扰因素的影响,因此本文提出采用热膨胀电极位移质量监控方法来控制点焊质量。焊接区加热的强度以及熔核形成的大小可通过电极位移量来反映,电极位移速率表征了系统的加热强度,位移峰值则代表了焊接时间,因此采用位移速率和位移峰值作为特征参数即可实现对点焊质量的控制。 课题采用动态响应快、分辨率高、重复性能好的光栅位移传感器(位移传感器探头置于点焊机上下电极臂上)对点焊过程热膨胀量进行实时检测;利用PIO-D24数据采集卡和VB界面程序进行数据采集和处理;在DN-25型气动数控交流点焊机上进行电阻点焊重复性实验,绘制多组不同焊接规范下电极位移曲线并分析其变化规律;模拟分流和电极磨损等干扰因素影响下的电极位移曲线变化规律并对有无干扰因素时焊点熔核直径的波动情况进行了分析;确立了不锈钢和低碳钢在特定板厚下的最佳电极位移特征参数;以位移速率和位移峰值作为特征参数,采用89C51单片机为核心的双处理器微机控制系统对电阻点焊过程实现闭环控制。 位移测量及点焊试验结果表明,热膨胀电极位移光栅测量传感装置,具有灵敏度和分辨率高的特点,其体积较小,在测量中不需要参考零位,适于动态测量。因此测量数据准确、重复性高,适于点焊生产条件下重复、自动测量热膨胀位移。热膨胀电极位移质量监控方法能够较好的补偿点焊过程中各种干扰因素的影响,保证点焊过程中焊接质量稳定。


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