CN209664564U - 一种电阻焊焊接电流检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电阻焊焊接电流检测装置，其特征在于，包括固定设置于电阻焊枪工作范围内、非工作区域的电流信号检测窗，所述电流信号检测窗包括用于电阻焊枪对中焊接的穿孔及环绕所述穿孔***布设的用于聚集电阻焊枪对中焊接电流感应磁场的磁珠，所述磁珠连续布设以形成C型磁环，其中：所述C型磁环开口处设有磁传感器，所述磁传感器设有接线端子以连接电源电路和输出电路：当电阻焊枪在所述穿孔中对中焊接时，所述磁传感器采集所述磁珠聚集的焊接电流感应磁场信号并转换为电压信号输出，从而实现了电阻焊焊接电流的非接触测量，保证了电阻焊焊接电流检测的准确性和安全性，同时具有高精确度、测量范围广、厚度小、功耗低等优点。

Description

一种电阻焊焊接电流检测装置

技术领域

本实用新型属于电流检测领域，更具体地，涉及一种电阻焊焊接电流检测装置。

背景技术

电阻焊是一种将金属工件连接在一起的高效率的焊接方法，其是将焊件组合后，通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法。电阻焊的主要特点是焊接电压很低(1～12V)、焊接电流很大(几十～几千安培)，完成一个接头的焊接时间极短(0.01～几秒)，故生产率高；加热时，对接头施加机械压力，接头在压力的作用下焊合；且焊接时，不需要填充金属填料。电阻焊广泛的应用于，汽车制造、五金家电等工业化批量生产中，例如新型客机上有多达几百万个焊点。

随着工业自动化程度的日益提高，对产品生产过程的质量监控要求越来越严格，因此，采用更加精确的方法来监测与控制电阻焊过程及质量是很多厂家急需解决的问题。

焊接电流是监控焊点质量的重要依据。采用电阻焊焊接设备进行焊接时，为确保焊接质量，需对电阻焊焊接设备的焊接电流进行准确掌握。但由于电阻焊焊接过程中，不能对被焊区域的焊接电流进行直接检测，再加之由于接触面及邻近区域产生的电阻热较大，使得焊接电流的检测难度进一步加大，操作人员仅能凭实际经验估计焊接电流值，因而现如今缺少一种设计合理且实现方便、使用效果好的电阻焊焊接的电流检测装置，使得电阻焊焊接过程中能简便、快速且准确地检测出焊接电流。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种电阻焊焊接电流检测装置，其目的在于通过采用电流信号检测窗对电阻焊焊接电流进行非接触式检测，从而实现电阻焊焊接电流实时检测，由此解决现有技术无法准确检测电阻焊焊接电流的技术问题。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种电阻焊焊接电流检测装置，其特征在于，包括固定设置于电阻焊枪工作范围内、非工作区域的电流信号检测窗，所述电流信号检测窗包括用于电阻焊枪对中焊接的穿孔及环绕所述穿孔***布设的用于聚集电阻焊枪对中焊接电流感应磁场的磁珠，所述磁珠连续布设以形成C型磁环，其中：所述C型磁环开口处设有磁传感器，所述磁传感器设有接线端子以连接电源电路和输出电路：当电阻焊枪在所述穿孔中对中焊接时，所述磁传感器采集所述磁珠聚集的焊接电流感应磁场信号并转换为电压信号输出。

优选地，所述的电阻焊焊接电流检测装置，其电流信号检测窗厚度为12mm～17mm。

优选地，所述的电阻焊焊接电流检测装置，其电流信号检测窗包括至少8个磁珠。

优选地，所述的电阻焊焊接电流检测装置，其穿孔直径为60mm～62mm。

优选地，所述的电阻焊焊接电流检测装置，其C型磁环直径为64mm～66mm。

优选地，所述的电阻焊焊接电流检测装置，其电流信号检测窗还设有密封绝缘壳体，所述C型磁环、磁传感器封装于所述壳体内部。

优选地，所述的电阻焊焊接电流检测装置，其壳体四周还设置有安装孔，所述电流信号检测窗通过所述安装孔固定连接至铜排或面板。

优选地，所述的电阻焊焊接电流检测装置，其安装孔孔径为5.2mm。

优选地，所述的电阻焊焊接电流检测装置，其接线端子为4芯电缆。

优选地，所述的电阻焊焊接电流检测装置，其还包括下位机，所述下位机与所述电流信号检测窗信号连接，以接收所述电流信号检测窗输出的电压信号。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本实用新型提供的电阻焊焊接电流检测装置，通过在电阻焊枪工作范围内、非工作区域的设置电流信号检测窗，利用磁传感器实现了焊接电流的非接触测量，使得电阻焊焊接过程中能简便、快速且准确地检测出焊接电流；同时，由于采用了磁珠代替线圈以聚集磁场的方式，以使所述电流检测窗的量程提高到一万安培的同时，降低电流检测窗的厚度，从而具有高精确度、测量范围广、厚度小、功耗低等优点。

(2)本实用新型提供的电阻焊焊接电流检测装置，通过将电流检测窗绝缘密封，从而减少甚至避免焊接烟尘等环境因素对电阻焊安焊接电流检测的影响，进而提高了准确率。

(3)本实用新型提供的电阻焊焊接电流检测装置，通过将电流检测窗口连接至下位机，所述下位机与所述电流信号检测窗信号连接，以接收所述电流检测窗输出的电压信号，通过下位机已设定的程序，根据接收到的电压信号实时显示电阻焊焊接电流信息，从而判定电阻焊枪状态，能在质量不合格的操作进行之前进行预警，从而减少甚至避免焊接缺陷的产生和溢出，提高成品率从而降低生产成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例1电流检测窗俯视图；

图2是本实用新型实施例1电流检测窗左视图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-电流信号检测窗；2-电流信号检测窗穿孔；3-电流信号检测窗接线端子；4-电流信号检测窗壳体；5-电流信号检测窗安装孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

发明人经过反复实验论证，焊接设备的健康状态直接影响最终焊接质量的好坏，影响焊接质量的主要因素有是焊接电流、焊枪施力压力大小、电极帽表面状态，电极帽对中性等。而在电阻焊焊接过程中，由于接触面及邻近区域产生的电阻热较大，因此不能对被焊区域的焊接电流进行直接检测。

针对上述问题，本实用新型提供了一种电阻焊焊接电流检测装置，包括固定设置于电阻焊枪工作范围内、非工作区域的电流信号检测窗；如图1所示，所述电流信号检测窗包括用于电阻焊枪对中焊接的穿孔及环绕所述穿孔***布设的用于聚集电阻焊枪对中焊接电流感应磁场的磁珠，所述磁珠连续布设以形成C型磁环，其中：所述C型磁环开口处设有磁传感器，所述磁传感器设有接线端子以连接电源电路和输出电路：当电阻焊枪在所述穿孔中对中焊接时，所述磁传感器采集所述磁珠聚集的焊接电流感应磁场信号并转换为电压信号输出。

具体而言，当电阻焊枪在所述穿孔中对中焊接时，所述电阻焊枪对中焊接产生焊接电流，根据安培定律，在载流导体周围产生一正比于该电流的磁场，利用环绕在所述穿孔***布设的磁珠聚集磁场，同时，通过磁传感器将磁场转换为电压信号输出，通过采集输出的电压信号即可获取电阻焊焊接电流大小。

所述电流信号检测窗优选为霍尔电流传感器，霍尔电流传感器是一种采用半导体材料并且按照霍尔效应原理制成制成的磁电转换器件，其对安培定律加以应用，即在载流导体周围产生一正比于该电流的磁场，而霍尔电流传感器则用来测量这一磁场，霍尔电流传感器经过了电－磁－电的绝缘隔离转换，具体而言，在输入端通入控制电流IC，当有电阻焊焊接电流产生的感应磁场B穿过该器件感磁面，则在输出端出现霍尔电势VH，通过测量霍尔电势的大小间接测量载流导体电流的大小，从而实现电阻焊焊接电流的非接触测量。

现有技术中霍尔电流传感器主要包括闭环的霍尔电流传感器和开环的霍尔电流传感器，其中：开环的霍尔电流传感器采用的是霍尔直放式原理，其工作过程为：原边电流(Ip)通过一根导线时，在导线四周将会产生一个磁场，这一磁场的大小与流过导线的电流成正比，它能通过磁芯聚集感应到霍尔器件上并使其有一信号输出。这一信号经信号放大器放大后直接输出，霍尔器件输出的信号准确反映了原边电流的输出情况；闭环的霍尔电流传感器采用的是磁平衡原理。开环和闭环都可以监测交流电，一般闭环适用于小电流监测，开环的适用于大电流监测，且开环的霍尔电流传感器具有封装尺寸小、测量范围广、重量轻、低电源损耗、无插损等优点；由于采用电阻焊焊接设备进行焊接时，焊接电流很大(几十～几千安培)，因此，优选地，所述霍尔电流传感器为开环式霍尔电流传感器。

所述霍尔电流传感器，其厚度优选为12mm～17mm，以确保电阻焊枪能够在所述电流信号检测窗的穿孔中对中焊接。

由于采用电阻焊焊接设备进行焊接时，焊接电流很大(几十～几千安培，少数情况下甚至上万安培)，因此，市面上的霍尔电流传感器厚度一般为25mm以上，以满足电阻焊焊接电流检测需求；本实用新型所提供的霍尔电流传感器，在减小厚度的同时，为了满足电阻焊焊接电流检测需求，采用了磁珠代替线圈以聚集磁场的方式，所述磁珠，其数量至少为8，其材质铁氧磁体，其型号为TELESKY 0805贴片电感磁珠4.7UH，以使所述霍尔电流传感器的量程提高到一万安培，且厚度满足12mm～17mm的要求。

所述霍尔电流传感器，其穿孔优选为圆形，其直径优选为60mm～62mm，以确保电阻焊枪能够在所述电流信号检测窗的穿孔中对中焊接。

所述霍尔电流传感器，其C型磁环主要用于聚集穿孔中电阻焊枪对中焊接电流感应磁场，为避免与穿孔中焊枪电极臂干涉，所述C型磁环，其直径优选为64mm～66mm，其开口距离为15mm。

所述霍尔电流传感器，其C型磁环设置的磁传感器为霍尔元件，以采集所述磁珠聚集的焊接电流感应磁场信号并转换为电压信号输出。

在本实用新型的电阻焊焊接过程中，会产生大量的弧光、电焊烟尘、有毒气体、高频电磁辐射、射线、噪声和热辐射等有害因素，会影响霍尔电流传感器测量精度和使用寿命。因此，优选地，所述霍尔电流传感器还设有壳体，所述壳体通过密封条密封，所述C型磁环、霍尔元件通过灌封胶封装于所述壳体内部。

所述霍尔电流传感器，其壳体四周还设置有安装孔，所述安装孔孔径优选为5.2mm，以将所述霍尔电流传感器通过所述安装孔固定连接至铜排或面板。

所述霍尔电流传感器，其接线端子优选为4芯电缆，以分别连接电源电路和输出电路；具体而言，4芯电缆，具有标注，其中标注正负的外接电源电路的正负极，以提供工作电压；其中标注0的需要外接地，以保证安全；其中标注M的为输出接口，其外接下位机，以将所述电流信号检测窗输出的电压信号传输至所述下位机；在本实用新型中，所述接线端子的M输出口和下位机之间，可根据实际需求选择负载电阻；所述接线端子，其型号优选为RisymKF2EDG 3.81MM插拔式接线端子，以方便插拔，提高效率。

所述霍尔电流传感器，其电源电路为±15V的直流电源，其输出电路为电压放大电路，以将电流信号转换为电压信号并放大输出。

本实用新型提供的电阻焊焊接电流检测装置，还包括下位机，所述下位机与所述电流信号检测窗信号连接，以接收所述电流信号检测窗输出的电压信号；优选地，所述下位机为武汉百舸BAIGS-LX-WM-02。

所述下位机设有固定程序，以输出命令控制给定的待检测电流的电阻焊焊枪的伺服电机，使得电阻焊枪移至所述霍尔电流传感器穿孔中进行检查；由于霍尔电流传感器测的电流和输出电压具有良好的线性关系，因此，在下位机中设置好程序，可以通过所述下位机采集的电压信号，实时显示电阻焊焊接电流信息，从而判定电阻焊枪状态。

由于在电阻焊焊接中，无法避免焊接工位油污粘胶污染、切屑焊渣飞溅等，所述下位机封装于封装盒内部，所述封装盒通过密封圈绝缘密封。

工作时：焊枪需要检测时，由下位机发出指令至伺服电机，所述伺服电机控制电阻焊枪移动至霍尔电流传感器穿孔位置，霍尔电流传感器连接至电源电路，将动、静电极伸进所述穿孔，在穿孔内，动、静电极互相接触，接通电流，在电阻焊枪周围将产生一感应磁场，这一感应磁场的大小与流过电阻焊枪的焊接电流成正比，产生的磁场聚集在霍尔电流传感器C型磁环内，通过磁环开口中霍尔元件进行测量并放大输出，并传送至下位机，所述下位机根据设定好的程序运算输出获取的电阻焊焊接电流实时信息。

以下结合实施例做进一步说明：

实施例1

一种电阻焊焊接电流检测装置，如图1所示，包括霍尔电流传感器和下位机，所述霍尔电流传感器设置在固定立柱上，该固定立柱位于焊枪活动范围内的一侧，与所述下位机信号连接。

所述霍尔电流传感器为开环式霍尔电流传感器，其厚度为15mm，其包括用于电阻焊枪对中焊接的穿孔及环绕所述穿孔***布设的用于聚集电阻焊枪对中焊接电流感应磁场的磁珠：所述穿孔为圆形，其直径为60mm；所述磁珠，其数量为8，其材质为铁氧磁体，其型号TELESKY 0805贴片电感磁珠4.7UH，所述磁珠连续布设以形成C型磁环，所述C型磁环，其直径为64mm，其开口距离为15mm，其中：所述C型磁环开口处设有霍尔元件，所述霍尔元件设有接线端子以连接电源电路和输出电路，所述接线端子为4芯电缆，其型号为Risym KF2EDG3.81MM插拔式接线端子。

所述霍尔电流传感器，其壳体通过密封条密封，所述C型磁环、霍尔元件通过灌封胶封装于所述壳体内部；其壳体四周还设置有安装孔，所述安装孔孔径优选为5.2mm，以将所述霍尔电流传感器通过所述安装孔固定连接至铜排或面板。

所述霍尔电流传感器，其外接±15V的直流电源，以提供工作电压。

所述下位机，其型号为武汉百舸BAIGS-LX-WM-02，其内设有已编辑的程序，以接收所述霍尔电流传感器输出的电压信号，并根据所述电压信号实时显示电阻焊焊接电流信息，从而判定电阻焊枪状态。

所述下位机设有固定程序，以输出命令控制给定的待检测电流的电阻焊焊枪的伺服电机，使得电阻焊枪移至所述霍尔电流传感器穿孔中进行检查。

所述下位机封装于封装盒内部，所述封装盒通过密封圈绝缘密封。

工作时：焊枪需要检测时，由下位机发出指令至伺服电机，所述伺服电机控制电阻焊枪移动至霍尔电流传感器穿孔位置，霍尔电流传感器连接至电源电路，将动、静电极伸进所述穿孔，在穿孔内，动、静电极互相接触，接通电流，在电阻焊枪周围将产生一感应磁场，这一感应磁场的大小与流过电阻焊枪的焊接电流成正比，产生的磁场聚集在霍尔电流传感器C型磁环内，通过磁环开口中霍尔元件进行测量并放大输出，并传送至下位机，所述下位机根据设定好的程序运算输出获取的电阻焊焊接电流实时信息。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电阻焊焊接电流检测装置，其特征在于，包括固定设置于电阻焊枪工作范围内、非工作区域的电流信号检测窗，所述电流信号检测窗包括用于电阻焊枪对中焊接的穿孔及环绕所述穿孔***布设的用于聚集电阻焊枪对中焊接电流感应磁场的磁珠，所述磁珠连续布设以形成C型磁环，其中：所述C型磁环开口处设有磁传感器，所述磁传感器设有接线端子以连接电源电路和输出电路：当电阻焊枪在所述穿孔中对中焊接时，所述磁传感器采集所述磁珠聚集的焊接电流感应磁场信号并转换为电压信号输出。

2.如权利要求1所述的电阻焊焊接电流检测装置，其特征在于，所述电流信号检测窗厚度为12mm～17mm。

3.如权利要求1所述的电阻焊焊接电流检测装置，其特征在于，所述电流信号检测窗包括至少8个磁珠。

4.如权利要求1所述的电阻焊焊接电流检测装置，其特征在于，所述穿孔直径为60mm～62mm。

5.如权利要求1所述的电阻焊焊接电流检测装置，其特征在于，所述C型磁环直径为64mm～66mm。

6.如权利要求1所述的电阻焊焊接电流检测装置，其特征在于，所述电流信号检测窗还设有密封绝缘壳体，所述C型磁环、磁传感器封装于所述壳体内部。

7.如权利要求6所述的电阻焊焊接电流检测装置，其特征在于，所述壳体四周还设置有安装孔，所述电流信号检测窗通过所述安装孔固定连接至铜排或面板。

8.如权利要求7所述的电阻焊焊接电流检测装置，其特征在于，所述安装孔孔径为5.2mm。

9.如权利要求1所述的电阻焊焊接电流检测装置，其特征在于，所述接线端子为4芯电缆。

10.如权利要求1所述的电阻焊焊接电流检测装置，其特征在于，还包括下位机，所述下位机与所述电流信号检测窗信号连接，以接收所述电流信号检测窗输出的电压信号。