本发明涉及一种电阻点焊位移控制方法和装置，方法包括：在焊接启动后的预设时段内控制点焊机对焊接对象进行恒流焊接，获取点焊机在预设时段内的特征参数值；根据预设时段内的特征参数值和预设的特征参数值检测是否存在小边距焊接；若存在，根据预设时段内的特征参数值和预设边距函数模型获取小边距焊接的边距值，根据边距值和预设位移曲线函数模型获取对应边距值的位移曲线作为参考位移曲线；若不存在，则将预设位移曲线作为参考位移曲线；获取预设时段之后点焊机的电极的实时位移，根据实时位移和参考位移曲线对电极进行位移控制，使电极按照所述参考位移曲线移动。可对小边距焊接情况进行位移控制，提高焊接质量。
1.一种电阻点焊位移控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
在焊接启动后的预设时段内控制点焊机对焊接对象进行恒流焊接，并获取所述点焊机在所述预设时段内的特征参数值；
根据所述预设时段内的特征参数值和预设的特征参数值检测是否存在小边距焊接,所述预设的特征参数值对应为正常焊接条件下的特征参数值；
当存在小边距焊接时，根据所述预设时段内的特征参数值和预设边距函数模型获取小边距焊接的边距值，根据所述边距值和预设位移曲线函数模型获取对应所述边距值的位移曲线并作为参考位移曲线；
当不存在小边距焊接时，将预设位移曲线作为所述参考位移曲线；
获取所述预设时段之后所述点焊机的电极的实时位移，根据所述实时位移和所述参考位移曲线对所述电极进行位移控制，以使所述电极按照所述参考位移曲线移动。
2.根据权利要求1所述的电阻点焊位移控制方法，其特征在于，所述特征参数值包括峰值电压、峰值电压时刻和所述电极的平均位移上升率。
3.根据权利要求2所述的电阻点焊位移控制方法，其特征在于，所述根据所述预设时段内的特征参数值和预设的特征参数值检测是否存在小边距焊接的步骤，包括：判断所述预设时段内的峰值电压是否大于预设的峰值电压，所述预设时段内的峰值电压时刻是否超前于预设的峰值电压时刻，所述预设时段内的平均位移上升率是否大于预设的平均位移上升率；
若所述预设时段内的峰值电压大于所述预设的峰值电压、所述预设时段内的峰值电压时刻超前于所述预设的峰值电压时刻且所述预设时段内的平均位移上升率大于所述预设的平均位移上升率，则判定存在小边距焊接。
4.根据权利要求1所述的电阻点焊位移控制方法，其特征在于，所述在焊接启动后的预设时段内控制点焊机对焊接对象进行恒流焊接，并获取所述点焊机在所述预设时段内的特征参数值的步骤之前，还包括：对焊接试样进行焊接条件变化的焊接试验得到不同预设焊接条件下的焊点拉伸力，从多个预设焊接条件中选取对应的焊点拉伸力最大的预设焊接条件作为最佳焊接条件；
获取所述最佳焊接条件下的特征参数值并作为所述预设的特征参数值，获取所述最佳焊接条件下所述电极的位移曲线作为所述预设位移曲线；
在所述最佳焊接条件下，分别采用不同的试验边距值进行焊接试验并采集所述电极的位移信号，得到各试验边距值的位移随时间变化的位移-时间曲线；
分别计算各条位移-时间曲线在所述预设时段内的位移上升率，得到边距-位移上升率曲线图；
根据所述边距-位移上升率曲线图建立以平均位移上升率为自变量、边距值为因变量的二次函数方程，将所述二次函数方程作为所述预设边距函数模型；
在各试验边距值下进行边距值固定、电流改变的焊接试验，分别得到各试验边距值在不同预设电流下的焊点拉伸力和所述电极的位移曲线；
选取各试验边距值在不同预设电流下的最大焊点拉伸力，将所述最大焊点拉伸力对应的预设电流下所述电极的位移曲线作为对应试验边距值的最佳位移曲线；
根据所述试验边距值对应的最佳位移曲线建立以边距值和时间为自变量、所述电极的位移为因变量的三维曲面方程，将所述三维曲面方程作为所述预设位移曲线函数模型。
5.根据权利要求1所述的电阻点焊位移控制方法，其特征在于，所述获取所述预设时段之后所述点焊机的电极的实时位移，根据所述实时位移和所述参考位移曲线对所述电极进行位移控制的步骤，包括：获取所述预设时段之后所述点焊机的电极的实时位移及所述实时位移的对应时刻；
根据所述参考位移曲线获取所述实时位移的对应时刻的参考位移；
当所述差值大于零时，根据所述差值增加所述电极的位移；
当所述差值小于零时，根据所述差值减小所述电极的位移。
参数获取模块，用于在焊接启动后的预设时段内控制点焊机对焊接对象进行恒流焊接，并获取所述点焊机在所述预设时段内的特征参数值；
小边距辨识模块，用于根据所述预设时段内的特征参数值和预设的特征参数值检测是否存在小边距焊接,所述预设的特征参数值对应为正常焊接条件下的特征参数值；
参考曲线获取模块，用于当存在小边距焊接时，根据所述预设时段内的特征参数值和预设边距函数模型获取小边距焊接的边距值，根据所述边距值和预设位移曲线函数模型获取对应所述边距值的位移曲线并作为参考位移曲线；当不存在小边距焊接时，将预设位移曲线作为所述参考位移曲线；
位移控制模块，用于获取所述预设时段之后所述点焊机的电极的实时位移，根据所述实时位移和所述参考位移曲线对所述电极进行位移控制，以使所述电极按照所述参考位移曲线移动。
7.根据权利要求6所述的电阻点焊位移控制装置，其特征在于，所述特征参数值包括峰值电压、峰值电压时刻和所述电极的平均位移上升率。
8.根据权利要求7所述的电阻点焊位移控制装置，其特征在于，所述小边距辨识模块用于判断所述预设时段内的峰值电压是否大于预设的峰值电压，所述预设时段内的峰值电压时刻是否超前于预设的峰值电压时刻，所述预设时段内的平均位移上升率是否大于预设的平均位移上升率；若所述预设时段内的峰值电压大于所述预设的峰值电压、所述预设时段内的峰值电压时刻超前于所述预设的峰值电压时刻且所述预设时段内的平均位移上升率大于所述预设的平均位移上升率，则判定存在小边距焊接。
9.根据权利要求6所述的电阻点焊位移控制装置，其特征在于，还包括：焊接条件获取模块，用于对焊接试样进行焊接条件变化的焊接试验得到不同预设焊接条件下的焊点拉伸力，从多个预设焊接条件中选取对应的焊点拉伸力最大的预设焊接条件作为最佳焊接条件；
预设参数设置模块，获取所述最佳焊接条件下的特征参数值并作为所述预设的特征参数值，获取所述最佳焊接条件下所述电极的位移曲线作为所述预设位移曲线；
第一曲线图生成模块，用于在所述最佳焊接条件下，分别采用不同的试验边距值进行焊接试验并采集所述电极的位移信号，得到各试验边距值的位移随时间变化的位移-时间曲线；
第二曲线图生成模块，用于分别计算各条位移-时间曲线在所述预设时段内的位移上升率，得到边距-位移上升率曲线图；
第一函数模型生成模块，用于根据所述边距-位移上升率曲线图建立以平均位移上升率为自变量、边距值为因变量的二次函数方程，将所述二次函数方程作为所述预设边距函数模型；
拉伸力获取模块，用于在各试验边距值下进行边距值固定、电流改变的焊接试验，分别得到各试验边距值在不同预设电流下的焊点拉伸力和所述电极的位移曲线；
最佳位移曲线获取模块，用于选取各试验边距值在不同预设电流下的最大焊点拉伸力，将所述最大焊点拉伸力对应的预设电流下所述电极的位移曲线作为对应试验边距值的最佳位移曲线；
第二函数模型生成模块，用于根据所述试验边距值对应的最佳位移曲线建立以边距值和时间为自变量、所述电极的位移为因变量的三维曲面方程，将所述三维曲面方程作为所述预设位移曲线函数模型。
10.根据权利要求6所述的电阻点焊位移控制装置，其特征在于，所述位移控制模块包括：实时位移获取模块，用于获取所述预设时段之后所述点焊机的电极的实时位移及所述实时位移的对应时刻；
参考位移获取模块，用于根据所述参考位移曲线获取所述实时位移的对应时刻的参考位移；
位移差值计算模块，用于计算所述参考位移与所述实时位移的差值；
反馈控制模块，用于当所述差值大于零时，根据所述差值增加所述电极的位移，当所述差值等于零时，保持所述电极的位移不变，当所述差值小于零时，根据所述差值减小所述电极的位移。
电阻点焊位移控制方法和装置
技术领域
[0001] 本发明涉及测量及控制技术领域，特别是涉及一种电阻点焊位移控制方法和装置。
背景技术
[0002] 电阻点焊是工件组合后通过点焊机的电极施加压力，利用电流通过接头的接触面以及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法。影响电阻点焊质量的因素有多种，较为典型的有分流、电极磨损、表面沾污、焊件翘曲、小边距焊接等。
[0003] 小边距焊接指焊接点与被焊工件的边缘距离较近的情况。边距较小时，由于周围金属对焊接区拘束度的减小，受热熔化的金属除在电极轴向膨胀外，也沿径向膨胀，导致位移量与正常焊接时不同，对焊接质量的影响较大。
[0004] 为提高电阻点焊的质量，传统的较常用方法是对焊接电流、电极电压、动态电阻、或电极压力进行监测控制。然而，随着器件的微型化发展，零部件尺寸也越来越小，小边距焊接情况越来越突出，传统的提高电阻点焊质量的方法中，并不能对小边距焊接情况进行控制，导致焊接质量较差。
发明内容
[0005] 基于此，有必要针对上述问题，提供一种提高焊接质量的电阻点焊位移控制方法和装置。
[0006] 一种电阻点焊位移控制方法，包括如下步骤：
[0007] 在焊接启动后的预设时段内控制点焊机对焊接对象进行恒流焊接，并获取所述点焊机在所述预设时段内的特征参数值；
[0008] 根据所述预设时段内的特征参数值和预设的特征参数值检测是否存在小边距焊接；
[0009] 当存在小边距焊接时，根据所述预设时段内的特征参数值和预设边距函数模型获取小边距焊接的边距值，根据所述边距值和预设位移曲线函数模型获取对应所述边距值的位移曲线并作为参考位移曲线；
[0010] 当不存在小边距焊接时，将预设位移曲线作为所述参考位移曲线；
[0011] 获取所述预设时段之后所述点焊机的电极的实时位移，根据所述实时位移和所述参考位移曲线对所述电极进行位移控制，以使所述电极按照所述参考位移曲线移动。
[0012] 一种电阻点焊位移控制装置，包括：
[0013] 参数获取模块，用于在焊接启动后的预设时段内控制点焊机对焊接对象进行恒流焊接，并获取所述点焊机在所述预设时段内的特征参数值；
[0014] 小边距辨识模块，用于根据所述预设时段内的特征参数值和预设的特征参数值检测是否存在小边距焊接；
[0015] 参考曲线获取模块，用于当存在小边距焊接时，根据所述预设时段内的特征参数值和预设边距函数模型获取小边距焊接的边距值，根据所述边距值和预设位移曲线函数模型获取对应所述边距值的位移曲线并作为参考位移曲线；当不存在小边距焊接时，将预设位移曲线作为所述参考位移曲线；
[0016] 位移控制模块，用于获取所述预设时段之后所述点焊机的电极的实时位移，根据所述实时位移和所述参考位移曲线对所述电极进行位移控制，以使所述电极按照所述参考位移曲线移动。
[0017] 上述电阻点焊位移控制方法和装置，通过在焊接启动后的预设时段内控制点焊机对焊接对象进行恒流焊接，并获取预设时段内点焊机的特征参数值，然后根据预设时段内的特征参数值和预设的特征参数值检测是否存在小边距焊接；当存在小边距焊接时，根据预设时段内的特征参数值和预设边距函数模型获取小边距焊接的边距值，根据边距值和预设位移曲线函数模型获取对应边距值的位移曲线并作为参考位移曲线；当不存在小边距焊接时，将预设位移曲线作为参考位移曲线；获取预设时段之后点焊机的电极的实时位移，根据实时位移和参考位移曲线对电极进行位移控制，以使电极按照参考位移曲线移动。如此，根据恒流焊接时电阻点焊的特征参数值和预设的特征参数值识别是否存在小边距焊接，针对存在小边距焊接或不存在小边距焊接的情况分别采用对应情况的参考位移曲线，然后根据该参考曲线控制电极的位移，可以对小边距焊接过程中的位移予以补偿，提高焊接质量。
附图说明
[0018] 图1为一实施例中电阻点焊位移控制方法的流程图；
[0019] 图2为一实施例中获取预设时段之后点焊机的电极的实时位移，根据实时位移和参考位移曲线对电极进行位移控制，以使电极按照参考位移曲线移动的流程图；
[0020] 图3为一实施例中数据准备步骤的流程图；
[0021] 图4为一具体实施例中各试验边距值的位移-时间曲线图；
[0022] 图5为图4所示位移-时间曲线图对应的边距-位移上升率曲线图；
[0023] 图6为一具体实施例中各试验边距值的最佳位移曲线图；
[0024] 图7为图6所示最佳位移曲线对应的三维曲面图；
[0025] 图8为一实施例中电阻点焊位移控制装置的模块图；
[0026] 图9为一实施例中位移控制模块的具体模块图；
[0027] 图10为一实施例中数据准备模块的具体模块图。
具体实施方式
[0028] 参考图1，在一实施例中，提供了一种电阻点焊位移控制方法，包括如下步骤。
[0029] S110：在焊接启动后的预设时段内控制点焊机对焊接对象进行恒流焊接，并获取点焊机在预设时段内的特征参数值。
[0030] 点焊机对焊接对象进行电阻点焊的过程中，通常需要考虑多种参数，例如：焊接电流、电极电压、电极位移及电极压力等。通过步骤S110对焊接初始阶段进行恒流控制，可保证在焊接电流不变的情况下，对其他参数进行分析。
[0031] 其中，预设时段可以根据实际操作经验具体设置。例如，本实施例中，预设时段可以是焊接启动后的第3ms(毫秒)-第6ms。可以理解，在其他实施例中，预设时段也可以为其他时间段。
[0032] 在一实施例中，特征参数值可以包括峰值电压、峰值电压时刻和电极的平均位移上升率。对应的，预设时段内的特征参数值包括预设时段内的峰值电压、预设时段内的峰值电压时刻和预设时段内的平均位移上升率。其中，预设时段内的峰值电压指预设时段内电压的最大值，预设时段内的峰值电压时刻指预设时段内电压的最大值对应的时刻。可以理解，在其他实施例中，特征参数值还可以包括其他参数，例如电流有效值，具体可以通过霍尔电流传感器采集电流信号后计算获得电流有效值。
[0033] 具体地，获取预设时段内的特征参数值，可以是通过采集预设时段内的电压信号和电极的位移信号，根据采集的电压信号选取峰值电压和峰值电压对应的时刻，根据采集的位移信号计算预设时段内的平均位移上升率。具体地，位移信号可以由位移传感器获得，电压信号可以由电极处接入。
[0034] S130：根据预设时段内的特征参数值和预设的特征参数值检测是否存在小边距焊接。
[0035] 预设的特征参数值可以根据实际情况具体设置，本实施例中，预设的特征参数值对应为正常焊接条件下的特征参数值，其中，正常焊接条件指焊接规范与对焊接对象进行实际焊接的焊接规范一致、焊接过程中无其它影响因素干扰，且焊点焊接强度及熔核尺寸均符合要求的焊接条件，例如，焊接电流为340安培，电极压力39N(牛顿)，焊接时间为20ms。
[0036] 特征参数值包括峰值电压、峰值电压时刻和电极的平均位移上升率。预设的特征参数值包括预设的峰值电压、预设的峰值电压时刻和预设的平均位移上升率。对应地，本实施例中，步骤S130包括：判断预设时段内的峰值电压是否大于预设的峰值电压，预设时段内的峰值电压时刻是否超前于预设的峰值电压时刻，预设时段内的平均位移上升率是否大于预设的平均位移上升率；若预设时段内的峰值电压大于预设的峰值电压、预设时段内的峰值电压时刻超前于预设的峰值电压时刻且预设时段内的平均位移上升率大于预设的平均位移上升率，则判定存在小边距焊接。通过采用峰值电压、峰值电压时刻和平均位移上升率作为特征参数值并分别与预设的峰值电压、预设的峰值电压时刻和预设的平均位移上升率进行比较，可以准确辨识是否存在小边距焊接。
[0037] S150：当存在小边距焊接时，根据预设时段内的特征参数值和预设边距函数模型获取小边距焊接的边距值，根据边距值和预设位移曲线函数模型获取对应边距值的位移曲线并作为参考位移曲线。
[0038] 当存在小边距焊接时，表示需要针对小边距焊接情况对电阻点焊的位移进行控制。通过根据小边距焊接的特征参数值求得边距值和对应该边距值的位移曲线，从而可以得到对应该小边距焊接情况的参考位移曲线，以便后续的位移控制。
[0039] 其中，预设边距函数模型指在正常焊接条件下建立的可以根据特征参数值求得边距值的函数模型，例如，预设边距函数模型可以是焊接规范与实际焊接相同的焊接条件下建立的平均位移上升率与边距值的函数模型。其中，预设位移曲线函数模型指在正常焊接条件下建立的可以根据边距值求得在该边距值下的位移曲线的函数模型。
[0040] S170：当不存在小边距焊接时，将预设位移曲线作为参考位移曲线。
[0041] 其中，预设位移曲线指在正常焊接条件下对应的位移曲线。例如，在对焊接对象进行焊接的焊接条件下对某一试样进行焊接，对应得到的位移曲线作为预设位移曲线。
[0042] S190：获取预设时段之后点焊机的电极的实时位移，根据实时位移和参考位移曲线对电极进行位移控制，以使电极按照参考位移曲线移动。
[0043] 预设时段之后点焊机的电极的实时位移，指恒流焊接之后电极的实时位移。通过根据参考位移曲线和电极的实时位移，对电极进行实时反馈控制，可以对焊接过程中的位移进行补偿调整。
[0044] 在一实施例中，参考图2，步骤S190包括步骤S191至步骤S194。
[0045] S191：获取预设时段之后点焊机的电极的实时位移及实时位移的对应时刻。
[0046] 通过获取预设时段之后电极的实时位移及对应时刻，可以得知各时刻对应的实际位移。
[0047] S192：根据参考位移曲线获取实时位移的对应时刻的参考位移。
[0048] 参考位移曲线为辨识是否存在小边距焊接情况之后获取的位移曲线，根据参考位移曲线获得的对应时刻的参考位移即为该时刻对应的优选位移。
[0049] S193：计算参考位移与实时位移的差值。
[0050] 参考位移与实时位移的差值，指参考位移减去实时位移得到的值。通过计算其差值，可以得知实际位移与优选位移的偏差。
[0051] S194：当差值大于零时，根据差值增加电极的位移，当差值等于零时，保持电极的位移不变，当差值小于零时，根据差值减小电极的位移。
[0052] 差值大于零，表示该时刻的实时位移偏小，需要按照差值增加当前的位移；差值等于零，表示该时刻的实时位移与参考位移一致，保持不动；差值小于零，表示该时刻的实时位移偏大，需要按照差值减小当前的位移。如此，可控制电极的位移按照参考位移曲线移动。
[0053] 上述电阻点焊位移控制方法，通过在焊接启动后的预设时段内控制点焊机对焊接对象进行恒流焊接，并获取预设时段内点焊机的特征参数值，然后根据预设时段内的特征参数值和预设的特征参数值检测是否存在小边距焊接；当存在小边距焊接时，根据预设时段内的特征参数值和预设边距函数模型获取小边距焊接的边距值，根据边距值和预设位移曲线函数模型获取对应边距值的位移曲线并作为参考位移曲线；当不存在小边距焊接时，将预设位移曲线作为参考位移曲线；获取预设时段之后点焊机的电极的实时位移，根据实时位移和参考位移曲线对电极进行位移控制，以使电极按照参考位移曲线移动。如此，根据恒流焊接时电阻点焊的特征参数值和预设的特征参数值识别是否存在小边距焊接，针对存在小边距焊接或不存在小边距焊接的情况分别采用对应情况的参考位移曲线，然后根据该参考曲线控制电极的位移，可以对小边距焊接过程中的位移予以补偿，提高焊接质量。
[0054] 在一实施例中，参考图3，步骤S110之前，还包括数据准备步骤。数据准备步骤具体包括步骤S101至步骤S108。
[0055] S101：对焊接试样进行焊接条件变化的焊接试验得到不同预设焊接条件下的焊点拉伸力，从多个预设焊接条件中选取对应的焊点拉伸力最大的预设焊接条件作为最佳焊接条件。
[0056] 焊接条件指对焊接试样进行焊接的参数条件，包括焊接电流、焊接时长、电极压力等。焊点拉伸力用于体现焊接质量，焊点拉伸力越大，焊接质量越好，因此，对应的最佳焊接条件下的焊接质量最好。其中，预设焊接条件可以根据实际情况具体设置。
[0057] S102：获取最佳焊接条件下的特征参数值并作为预设的特征参数值，获取最佳焊接条件下电极的位移曲线作为预设位移曲线。
[0058] 本实施例中，最佳焊接条件下的特征参数值指该焊接条件下的峰值电压、峰值电压时刻和平均位移上升率，具体可通过采集电压信号和位移信号获取。
[0059] 通过步骤S101和步骤S102获取得到的预设的特征参数值和预设位移曲线，对应为多个预设焊接条件中焊接质量最好的情况下的数据，代表性强，后续使用时将预设的特征参数值和预设位移曲线作为参考可间接提高焊接质量。
[0060] S103：在最佳焊接条件下，分别采用不同的试验边距值进行焊接试验并采集电极的位移信号，得到各试验边距值的位移随时间变化的位移-时间曲线。
[0061] 试验边距值为预先设置的用于试验的边距值，可以根据操作经验具体设置，例如，可以设置为1.5mm(毫米)、1.8mm、2.1mm、2.4mm及3.0mm。
[0062] 采用不同的试验边距值进行焊接试验，可以是对同一个焊接试样进行焊接，也可以是分别对不同的焊接试样进行焊接。
[0063] S104：分别计算各条位移-时间曲线在预设时段内的位移上升率，得到边距-位移上升率曲线图。
[0064] 边距-位移上升率曲线图，指在预设时段内边距值与平均位移上升率的关系图。例如，预设时段为第3ms到第6ms时，分别在各试验边距值的焊接试验中采集该时段内的电极位移，计算其平均斜率，得到该试验边距值对应的平均位移上升率。
[0065] S105：根据边距-位移上升率曲线图建立以平均位移上升率为自变量、边距值为因变量的二次函数方程，将二次函数方程作为预设边距函数模型。
[0066] 根据边距-位移上升率曲线图建立以平均位移上升率为自变量、边距值为因变量的二次函数方程，具体可以是通过采用二次函数表达式对边距-位移上升率曲线图进行拟合，得到二次函数方程。例如，二次函数表达式为：y＝A+B*x+C*x2，在边距-位移上升率曲线图上取3个点的数据，代入y＝A+B*x+C*x2后求解，可以得到A、B、C的值，从而得到二次函数方程。
[0067] 步骤S103至步骤S105通过在最佳焊接条件下进行多个试验边距值的焊接试验，以此建立预设边距函数模型，从而可以根据平均位移上升率计算边距值。
[0068] S106：在各试验边距值下进行边距值固定、电流改变的焊接试验，分别得到各试验边距值在不同预设电流下的焊点拉伸力和电极的位移曲线。
[0069] 多个预设电流可以为等差数列，即，在采用每一个试验边距值进行焊接试验中，电流按照一定增量改变，例如增量为10安培，从而每一个边距值可以得到多个电流对应的焊点拉伸力和位移曲线。
[0070] 进行边距值固定、电流改变的焊接试验，可以是对同一个焊接试样进行焊接，也可以是分别对不同的焊接试样进行焊接。
[0071] S107：选取各试验边距值在不同预设电流下的最大焊点拉伸力，将最大焊点拉伸力对应的预设电流下电极的位移曲线作为对应试验边距值的最佳位移曲线。
[0072] 根据焊接试验的结果，焊点拉伸力最大表示焊接质量最好。因此，最大焊点拉伸力对应的预设电流可以作为该试验边距值的最佳焊接电流，在该最佳焊接电流下得到的位移曲线为可以得到最佳焊接质量的位移曲线。例如，进行边距值固定为1.5mm、电流分别为100安培、110安培、120安培、130安培的焊接试验时，分别对应得到的焊点拉伸力为a、b、c和d，其中d最大，那么对于边距值为1.5mm的小边距焊接，获取130安培电流焊接情况下的位移曲线作为最佳位移曲线。
[0073] S108：根据试验边距值对应的最佳位移曲线建立以边距值和时间为自变量、电极的位移为因变量的三维曲面方程，将三维曲面方程作为预设位移曲线函数模型。
[0074] 每一个边距值对应一条最佳位移曲线；根据试验边距值对应的最佳位移曲线建立以边距值和时间为自变量、电极的位移为因变量的三维曲面方程，具体可以是先根据最佳位移曲线得到对应最佳位移曲线的回归线方程，然后根据各边距值的回归线方程进行拟合，得到三维曲面方程。
[0075] 步骤S101至步骤S108为执行电阻点焊位移控制方法之前的数据准备阶段，以下结合一具体实施例对步骤S101至步骤S108进行说明：采用高频逆变直流焊接电源、直径为3mm的电极，将直径0.4mm、长度为35mm的316LVM不锈钢丝焊接到不锈钢板上。板与丝的材料相同，其厚度为0.2mm，长宽分别为25mm与8mm。
[0076] (1)对316LVM不锈钢丝-板进行不同焊接条件的焊接试验，结合焊后试件拉伸性能，获得最佳焊接条件：焊接电流340安培，电极压力39N，焊接时间20ms。在此条件下焊点的拉伸力最大、焊接质量最佳。将此焊接条件下的电极间的峰值电压、峰值电压时刻、平均位移上升率作为预设的峰值电压、预设的峰值电压时刻、预设的平均位移上升率存储于控制器中；同时，将此焊接条件下电极的位移曲线作为预设位移曲线存储于控制器中。
[0077] (2)在最佳焊接下，分别在试验边距值为1.5mm、1.8mm、2.1mm、2.4mm及3.0mm的条件下焊接试样，同时采集电极位移信号，获得不同试验边距值焊接时的位移-时间曲线如图4所示。采集从第3ms到第6ms时段内电极的位移，计算其平均斜率，得到边距-位移上升率曲线图如图5所示。根据边距-位移上升率曲线图进行拟合，得到预设边距函数模型：
[0078] y＝6.88195-1.09507*x+0.05462*x2。
[0079] (3)同样针对边距为1.5mm、1.8mm、2.1mm、2.4mm及3.0mm的试样，对于每种试验边距值，按一定增量(10安培)改变电流来焊接试样，对不同电流下获得的试样进行拉伸试验，将获得焊点拉伸力最大的焊接过程对应的位移曲线作为最佳位移曲线，如图6所示。获得各最佳位移曲线的回归方程如表1所示。
[0080]
[0081] 表1
[0082] 其中R表示相关系数，R的值越接近1越好。根据回归方程建立三维曲面方程，得到:
[0083]
[0084] 对应该三维曲面方程的三维曲面图如图7所示。
[0085] 参考图8，一实施例中的电阻点焊位移控制装置，包括参数获取模块110、小边距辨识模块130、参考曲线获取模块150和位移控制模块170。
[0086] 参数获取模块110用于在焊接启动后的预设时段内控制点焊机对焊接对象进行恒流焊接，并获取点焊机在预设时段内的特征参数值。
[0087] 小边距辨识模块130用于根据预设时段内的特征参数值和预设的特征参数值检测是否存在小边距焊接。
[0088] 在一实施例中，特征参数值包括峰值电压、峰值电压时刻和电极的平均位移上升率。对应地，预设时段内的特征参数值包括预设时段内的峰值电压、预设时段内的峰值电压时刻和预设时段内的平均位移上升率；预设的特征参数值包括预设的峰值电压、预设的峰值电压时刻和预设的平均位移上升率。
[0089] 对应地，本实施例中，小边距辨识模块130用于判断预设时段内的峰值电压是否大于预设的峰值电压，预设时段内的峰值电压时刻是否超前于预设的峰值电压时刻，预设时段内的平均位移上升率是否大于预设的平均位移上升率；若预设时段内的峰值电压大于预设的峰值电压、预设时段内的峰值电压时刻超前于预设的峰值电压时刻且预设时段内的平均位移上升率大于预设的平均位移上升率，则判定存在小边距焊接。
[0090] 参考曲线获取模块150用于当存在小边距焊接时，根据预设时段内的特征参数值和预设边距函数模型获取小边距焊接的边距值，根据边距值和预设位移曲线函数模型获取对应边距值的位移曲线并作为参考位移曲线；当不存在小边距焊接时，将预设位移曲线作为参考位移曲线。
[0091] 位移控制模块170用于获取预设时段之后点焊机的电极的实时位移，根据实时位移和参考位移曲线对电极进行位移控制，以使电极按照参考位移曲线移动。
[0092] 在一实施例中，参考图9，位移控制模块170包括实时位移获取模块171、参考位移获取模块172、位移差值计算模块173和反馈控制模块174。
[0093] 实时位移获取模块171用于获取预设时段之后点焊机的电极的实时位移及实时位移的对应时刻。
[0094] 参考位移获取模块172用于根据参考位移曲线获取实时位移的对应时刻的参考位移。
[0095] 位移差值计算模块173用于计算参考位移与实时位移的差值。
[0096] 反馈控制模块174用于当差值大于零时，根据差值增加电极的位移，当差值等于零时，保持电极的位移不变，当差值小于零时，根据差值减小电极的位移。
[0097] 上述电阻点焊位移控制装置，通过参数获取模块110在焊接启动后的预设时段内控制点焊机对焊接对象进行恒流焊接，并获取预设时段内点焊机的特征参数值；然后小边距辨识模块130根据预设时段内的特征参数值和预设的特征参数值检测是否存在小边距焊接；参考曲线获取模块150在存在小边距焊接时，根据预设时段内的特征参数值和预设边距函数模型获取小边距焊接的边距值，根据边距值和预设位移曲线函数模型获取对应边距值的位移曲线并作为参考位移曲线；在不存在小边距焊接时，将预设位移曲线作为参考位移曲线；位移控制模块170获取预设时段之后点焊机的电极的实时位移，根据实时位移和参考位移曲线对电极进行位移控制，以使电极按照参考位移曲线移动。如此，根据恒流焊接时电阻点焊的特征参数值和预设的特征参数值识别是否存在小边距焊接，针对存在小边距焊接或不存在小边距焊接的情况分别采用对应情况的参考位移曲线，然后根据该参考曲线控制电极的位移，可以对小边距焊接过程中的位移予以补偿，提高焊接质量。
[0098] 在一实施例中，参考图10，上述电阻点焊位移控制装置还包括数据准备模块100。数据准备模块100具体包括：焊接条件获取模块101、预设参数设置模块102、第一曲线图生成模块103、第二曲线图生成模块104、第一函数模型生成模块105、拉伸力获取模块106、最佳位移曲线获取模块107和第二函数模型生成模块108。
[0099] 焊接条件获取模块101用于对焊接试样进行焊接条件变化的焊接试验得到不同预设焊接条件下的焊点拉伸力，从多个预设焊接条件中选取对应的焊点拉伸力最大的预设焊接条件作为最佳焊接条件。
[0100] 预设参数设置模块102获取最佳焊接条件下的特征参数值并作为预设的特征参数值，获取最佳焊接条件下电极的位移曲线作为预设位移曲线。
[0101] 第一曲线图生成模块103用于在最佳焊接条件下，分别采用不同的试验边距值进行焊接试验并采集电极的位移信号，得到各试验边距值的位移随时间变化的位移-时间曲线。
[0102] 第二曲线图生成模块104用于分别计算各条位移-时间曲线在预设时段内的位移上升率，得到边距-位移上升率曲线图。
[0103] 第一函数模型生成模块105用于根据边距-位移上升率曲线图建立以平均位移上升率为自变量、边距值为因变量的二次函数方程，将二次函数方程作为预设边距函数模型。
[0104] 拉伸力获取模块106用于在各试验边距值下进行边距值固定、电流改变的焊接试验，分别得到各试验边距值在不同预设电流下的焊点拉伸力和电极的位移曲线。
[0105] 最佳位移曲线获取模块107用于选取各试验边距值在不同预设电流下的最大焊点拉伸力，将最大焊点拉伸力对应的预设电流下电极的位移曲线作为对应试验边距值的最佳位移曲线。
[0106] 第二函数模型生成模块108用于根据试验边距值对应的最佳位移曲线建立以边距值和时间为自变量、电极的位移为因变量的三维曲面方程，将三维曲面方程作为预设位移曲线函数模型。
[0107] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0108] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
