CN112004632B - 带有集成加速度计的电阻点焊头 - Google Patents

Abstract

本公开的各个方面涉及一种焊接系统，该焊接系统被配置成执行相对、步进和并行间隙电阻点焊(RSW)和相关联的方法。系统可被配置成切换底座，以用于在相对焊接配置、步进焊接配置与并行间隙配置之间切换。该系统可包括被固定至焊头与电极中的一个相邻的加速度计。该系统可使用加速度计来确定RSW是否存在缺陷。当加速度数据包括在可接受的加速度数据的阈值范围外的加速度数据时，该加速度数据可指示有缺陷的焊接。

Description

带有集成加速度计的电阻点焊头

技术领域

本公开涉及被配置用于相对电阻点焊和并行间隙电阻点焊两者的电阻点焊头。

背景技术

电阻点焊是一种焊接技术，它包括通过由于电流流过两个表面而导致的从电阻生成的热量而将金属表面结合在一起。电流可通过第一电极被路由至金属表面，并且通过第二电极被路由远离金属表面。在一些示例中，两个电极可以以相对焊接配置执行电阻点焊(RSW)，在相对焊接配置中，这两个电极在单个轴上基本对齐并且彼此接近(或者一个移动电极接近另一相对固定的电极)以用于在两个电极之间的表面执行焊接。在其他示例中，两个电极可以以并行间隙配置执行RSW，在并行间隙配置中，这两个电极沿着不同的相邻平行轴同时接近并且接触一个或多个部件以用于执行焊接，该一个或多个部件限定金属表面。在其他示例中，两个电极可以以步进焊接配置执行RSW，在步进焊接配置中，这两个电极沿着不同的相邻平行轴同时接近并且接触一个或多个部件以用于执行焊接，该一个或多个部件限定金属表面，其中一个电极比另一电极在相对更大的深度处接触一个或多个部件。

发明内容

本公开的各个方面涉及被配置成执行电阻点焊(RSW)的焊头。该焊头可被配置成执行相对RSW(下文称为相对焊接(opposed welds/opposed welding))、并行间隙RSW(下文称为PGW)和/或步进RSW(下文称为步进焊接(step welds/step welding))。焊头可包括两个臂，每一个臂被配置成接收被配置成用于执行RSW的电极。两个臂的两个电极可被用于为固定至第一底座的部件执行PGW和/或步进焊接，而嵌入第二底座中的电极可与焊头的电极中的一个一起用于执行相对焊接。焊头可包括固定在电极中的一个附近的至少一个加速度计。该加速度计可被配置成当(多个)电极正在执行RSW时收集该(多个)电极的加速度计数据。计算设备可被配置成分析加速度计数据，并且确定该RSW是否导致焊接缺陷。该计算设备可被配置成：当加速度计数据包括在可接受的加速度值的阈值范围外的数据点时确定加速度计数据指示缺陷。例如，计算设备可被配置成：如果在一个或多个加速度值发生的RSW的预先确定的时间窗口期间该一个或多个加速度值满足阈值(例如大于最大阈值或小于最小阈值)，则确定该加速度数据指示焊接缺陷。

本公开的各个方面涉及一种装置，该装置包括电阻点焊(RSW)头，该RSW头限定PGW配置和相对焊接配置。RSW头包括一个或多个处理电路、第一电极和第二电极。第一电极和第二电极被配置成：当RSW头处于PGW配置中时在被固定至第一底座的第一部件上执行并行间隙RSW(下文称为PGW)。第一电极被配置成：当RSW头处于相对焊接配置中时与第二底座的第三电极一起在被固定至第二底座的第二部件上执行相对焊接。RSW头包括加速度计，该加速度计在第一电极附近的位置处牢固地附接至第一电极。一个或多个处理电路被配置成使得加速度计：在PGW期间收集第一电极的PGW加速度数据集，并且在相对焊接期间收集第一电极的相对焊接加速度数据集。在一些示例中，在PGW期间，RSW头可包括牢固地安装至第二电极的第二加速度计，该第二加速度计可在PGW期间收集第三加速度数据集。一个或多个处理电路被配置成：通过包括在阈值加速度范围外的至少一个加速度值来确定当RSW头处于PGW配置中时在PGW期间收集的PGW加速度数据集指示第一焊接缺陷。一个或多个处理电路被配置成：通过包括在阈值加速度范围外的至少一个加速度值来确定当RSW头处于相对焊接配置中时在相对焊接期间收集的相对焊接加速度数据集指示第二焊接缺陷。

本公开的其他方面涉及一种焊接系统，该焊接系统包括带有一个或多个处理电路和显示器的计算设备。焊接系统还包括电阻点焊(RSW)头，该RSW头限定PGW配置和相对焊接配置。RSW头包括：第一臂，该第一臂被配置成接收第一电极；第二臂，该第二臂被配置成接收第二电极；以及加速度计，该加速度计在第一电极附近的位置处牢固地安装至第一电极。该焊接系统还包括：带有第一固定平台的第一底座，该第一固定平台被配置成固定第一部件，以及带有第二固定平台的第二底座，该第二固定平台被配置成固定第二部件，并且该第二底座包括用于相对焊接的第三电极。在一些示例中，在PGW期间，RSW头可包括牢固地安装至第二电极的第二加速度计，该第二加速度计可在PGW期间收集第三加速度数据集。第一电极和第二电极被配置成当RSW头处于PGW配置中时在固定至第一底座的第一部件上执行PGW。第一电极和第三电极被配置成：当RSW头处于相对焊接配置中时在被固定至第二底座的第二部件上执行相对焊接。一个或多个处理电路被配置成使得加速度计：在PGW期间收集第一电极的PGW加速度数据集，并且在相对焊接期间收集第一电极的相对焊接数据集。一个或多个处理电路被配置成基于如下的确定来在显示器上指示第一部件的第一焊接缺陷：通过包括在阈值加速度范围外的至少一个加速度值而确定PGW加速度数据集的第一部分指示第一焊接缺陷。与PGW加速度数据集的后续第二部分相比较，第一部分包括波动性相对较小的加速度数据。一个或多个处理电路被配置成基于如下确定来在显示器上指示第二部件的第二焊接缺陷：通过包括在阈值加速度范围外的至少一个加速度值而确定相对焊接加速度数据集的第一部分指示第二焊接缺陷。与相对焊接加速度数据集的后续第二部分相比较，相对焊接加速度数据集的第一部分包括波动性相对较小的加速度数据。

本公开的其他方面涉及一种焊接的方法，该方法包括使用焊接系统为固定至第一底座的第一部件执行PGW。该焊接系统包括一个或多个处理电路、焊头、以及固定至该焊头的第一和第二电极。焊接系统可通过在电极接触第一部件时向第一电极提供电流来执行PGW，由此使得该电流可流过第一部件并从第二电极离开。该焊接的方法还包括：由固定至焊头的加速度计收集PGW加速度数据集。PGW加速度数据集可以是第一电极的在一个时间段期间的数据，在该时间段期间第一电极向第一部件提供电流。该焊接的方法还包括：由一个或多个处理电路通过标识PGW加速度数据集包括在第一阈值加速度范围外的至少一个加速度值来确定PGW加速度数据集指示第一焊接缺陷。该焊接的方法还包括：使用焊接系统为固定至包括第三电极的第二底座的第二部件执行相对焊接，相对焊接通过如下方式来被执行：当第一和第三电极接触第二部件时向第一电极提供电流，由此使得该电流可流过第一部件并从第三电极离开。该方法还包括：由加速度计在第一电极向第二部件提供电流的时间段期间收集第一电极的相对焊接加速度数据集。该焊接的方法还包括：由一个或多个处理电路通过标识相对焊接加速度数据集包括在第二阈值加速度范围外的至少一个加速度值来确定相对焊接加速度数据集指示第二焊接缺陷。

附图说明

图1是示出了示例系统的概念性且示意性的图，该示例系统包括具有两个焊接臂(该两个焊接臂各自接收电阻点焊(RSW)电极)的示例焊头、示例底座、示例计算设备、示例显示器以及示例移除机制。

图2是图1的计算设备的功能性框图。

图3A是示出了图1的焊头为示例第一底座上的部件执行并行间隙RSW(下文称为PGW)的概念性且示意性的图。

图3B是示出了图1的焊头为图3A的示例第一底座上的部件执行步进RSW(下文称为步进焊接)的概念性且示意性的图。

图3C是示出了图1的焊头为示例第二底座上的部件执行相对RSW(下文称为相对焊接(opposed weld/opposed welding))的概念性且示意性的图。

图4是处于部分组装状态下的图1的底座和图1的焊头的概念性视图。

图5是图1的焊头的臂的分解概念性且示意性的视图。

图6是图1的焊头在无图1中的任一个臂的情况下的分解概念性且示意性的视图。

图7A和图7B分别是来自成功RSW和有缺陷RSW的原始加速度计数据和导数加速度计数据的图表。

图8是描绘用于使用图1的系统监测RSW的示例方法的流程图。

具体实施方式

本公开的各个方面涉及被配置成执行相对电阻点焊(RSW)和并行间隙RSW的焊头。焊头可包括两个臂，每一个臂被配置成接收被配置成用于执行RSW的电极。这两个臂的两个电极可被用于为固定至第一底座的一个或多个部件执行并行间隙RSW(下文称为PGW)，或者为在被固定至第一底座时在两个不同的深度处限定接触点的一个或多个部件执行步进RSW(下文称为步进焊接)，而嵌入第二底座的电极可与焊头的电极中的一个电极一同使用以用于为固定至第二底座的一个或多个部件执行相对RSW(下文称为相对焊接(opposedwelding/an opposed weld))。焊头可包括固定在电极中的一个电极附近的至少一个加速度计。该加速度计可被配置成当电极正在执行RSW时收集该电极的加速度计数据。集成至焊头中和/或集成至分开的计算设备中的一个或多个处理电路可被配置成：分析加速度计数据并且确定RSW是否导致焊接缺陷。处理电路可被配置成：当加速度计数据包括满足一个或多个标准(诸如在范围阈值之外)的数据点时确定该加速度数据指示缺陷。例如，处理电路可被配置成：如果在一个或多个加速度值发生的RSW的预先确定的时间窗口期间该一个或多个加速度值大于最大阈值或小于最小阈值，则确定该加速度数据指示焊接缺陷。

例如，当执行PGW或步进焊接时，焊头可向臂中的一个臂的电极提供电流，这两个电极可向下压被搁放在第一底座上的两个金属表面，并且当电流流过金属表面至另一电极时将该两个金属表面焊接在一起。作为另一示例，当执行相对焊接时，可向两个臂中正在执行相对焊接的一个臂的电极提供电流，或者可向嵌入在第二底座中的电极提供电流，由此使得电流可从这两个电极中的一个穿行通过搁放在第二底座上的两个金属表面并且流入另一相应电极，以将这两个表面焊接在一起。取决于应用，焊接系统可通过如下方式来在执行PGW、步进焊接和相对焊接之间进行切换：仅交换固定至焊接站的底座(例如，用于PGW和/或步进焊接的不带电极的底座或用于相对焊接的带电极的底座)、交换固定至臂的电极(例如，固定相对较长的电极，该较长的电极可以在焊接期间延伸至相对较低的深度)和/或将臂重新固定至焊头上的不同位置(例如，重新固定至相对较低的位置，以使得相同的电极能够在焊接期间延伸至相对较低的深度)。配置焊接系统以使得通过仅切换和/或重新固定单个部件(例如，底座、电极或臂位置)而在PGW、步进焊接和相对焊接之间交替，这可增加焊接系统可在各个配置之间顺序地交替的速度。增大操作员可重新配置焊接系统以执行PGW、步进焊接和/或相对焊接的速度，这可使得焊接站能够在生产期间适应全部三个(或更多个)过程，从而减少对于用于提供替代过程的额外站的需要。

两个臂可各自限定孔，该孔被配置成接收诸如栓之类的固定机制。固定机制可被插入穿过相应的臂的孔中的一个，并且也被插入至焊头的孔中，以将相应的臂固定至焊头。在一些示例中，每一个臂可限定多个孔，由此使得固定机制可被插入穿过臂的不同的孔，以用于将相应电极固定在相对于焊头的不同位置处。以此方式，电极可被移动至相对于焊头的不同位置处，以便于通过使用不同的孔将相应的臂固定至焊头而在不同的位置处针对不同的金属表面执行RSW。类似地，因为固定机制由在预先确定的位置处的多个孔可接收，因此焊头可被配置成快速地被配置成使用电极之间的不同对应间隙(例如，其中预先确定的间隙距离与预先确定的孔相关)来执行多个PGW和/或步进焊接。

图1是焊接系统10的概念性且示意性的图，该焊接系统10包括被配置成执行RSW的焊头12。虽然图1包括在本文中出于清楚的目的而引用的XYZ轴，但是系统10在其他示例中可具有不同的取向。焊头12可包括一个或多个臂14A、14B(合称为“臂14”)，该臂14各自被配置成接收执行RSW的至少一个电极16A、16B(合称为“电极16”)。因为由臂14所接收，因此一个或两个电极16可被配置成如本文所讨论地执行PGW、步进焊接和相对焊接。

电极16可以是许多传导元件，诸如，例如2级铜、1级铜或载硅铜。电极可以是与本文描述的一致的任何大小。例如，电极16可在“顶部”部分(例如，电极16固定至臂14的位置)处限定3.175毫米x 3.175毫米的横截面，并且在“底部”部分(例如，电极16接触如本文所描述的部件20的位置)处限定1.015毫米x 0.635毫米的横截面。在一些示例中，电极16可限定不同的横截面形状，诸如圆形、椭圆形、三角形等。

底座18和焊头12两者可均被固定至焊接站处的共用位置处。在一些示例中，焊头12可向着底座18移动，以用于执行PGW、步进焊接和/或相对焊接。例如，焊头12可被固定至移动平台，该移动平台可被降低或以其它方式沿着Z轴向着相对固定的底座18移动。臂14可被配置成当执行PGW、步进焊接和/或相对焊接时相对于焊头12是可移动的。例如，一个或两个电极16可部分地通过弹簧34固定至焊头12，该弹簧34被配置成当电极16接触固定至底座18的部件22A、22B(合称为部件“22”)时沿着Z轴纵向压缩。

在接触部件22时，弹簧34可使得电极16在部件22上提供物理力。焊接系统10的锁紧螺母可被调整，以用于修改如本文描述的物理力。焊接系统10的一个或多个部件(例如，诸如移位传感器)可标识并且捕获移位读数，该移位读数等于臂14和电极16相对于焊头12移动的量。控制软件(如存储在计算设备26内并且在计算设备26上执行的)可监测该物理力和移位，以用于确定线性平台何时应当停止(例如，当物理力和/或移位满足阈值水平时)。一旦控制软件标识线性平台应当停止，电源42射出(fire)电流穿过一个电极16，该电流穿过部件22并且传递回电源，以用于执行PGW、步进焊接或相对焊接。此时，焊头12在Z轴上向上缩回，远离部件22，使得弹簧34伸展至正常“静息”状态，并且从而将臂14和电极16移动回“开始”状态。

在其他示例中，臂14可被配置成相对于焊头12移动至底座18以用于执行PGW、步进焊接和/或相对焊接。例如，臂14可沿着Z轴远离焊头12移动以用于执行PGW、步进焊接或相对焊接。焊头12可包括一个或多个电机和/或驱动器以用于移动臂14。臂14可沿着Z轴向着底座18(部件22A、22B(合称为部件“22”)被固定在该底座18上)移动以用于执行PGW、步进焊接或相对焊接。

底座18和焊头12可被固定至组装线上的单个焊接站。底座18可通过底座18的一个或多个钻孔36被固定至共用位置，而焊头12通过一个或多个钻孔38被固定至该共用位置。例如，底座18可通过被插入钻孔36中的第一组固定机制被固定地固定至第一搁板(shelf)，而焊头12使用被插入穿过至少第一钻孔38的固定机制(例如，诸如栓或销之类的固定机制)而被固定地固定至第二搁板。在其他示例中，底座18可通过其他装置被固定至共用位置，诸如使用钳等将底座18机械地固定至焊头12附近的位置。在某些示例中，底座18可被直接固定至焊头12(未描绘)。

底座18可以是结合焊头12使用的多个底座中的一个，由此使得可针对如本文所描述的替代应用将底座18的不同示例解除固定并且互换。例如，一个版本的底座18(例如，如图3A中描绘的底座18A)可被配置成用于PGW，而另一底座18被配置成用于步进焊接，而另一底座18(例如，如图3C中描绘的底座18B)可被配置成用于相对焊接。在一些示例中，同一底座(例如，底座18A)可被用于PGW和步进焊接两者，由此使得操作员可不需要在PGW与步进焊接之间切换底座18(例如，操作员可替代地切换电极16或使用如本文所讨论的孔重新定位一个臂14)。在一些示例中，操作员可仅需要交换被耦合至焊接系统10的底座(例如，18A或18B)以在相对焊接和PGW/步进焊接之间切换。

电极16可执行被固定在底座18上的部件22A、22B(合称为“部件22”)的表面20A、20B(合称为“表面20”)的RSW焊接。部件22可包括医疗设备。例如，两个医疗设备部件22可在被固定到底座18时彼此堆叠，由此使得部件22的相应表面20彼此接触时基本共面(例如，由此使得一旦部件22被固定至底座18，则两个表面20A、20B基本彼此齐平)。当被固定至底座18时，表面20可以与XY平面共面。

虽然本文中出于清楚的目的将部件22描绘为具有可见高度(例如，如沿着Z轴测得的)，但是部件22可限定裸眼可能不可见的相对小的高度。例如，部件22可限定0.5到1.3毫米之间的高度，但是在其他示例中部件22可以是其他大小。当部件22被固定至或以其他方式搁放在底座18上时，，一个或两个电极16可随着焊头12向着底座18降低而朝着部件22的表面20降低。尽管在图1中出于清楚的目的描绘了两个部件22，该两个部件22各自限定了相应的表面20，但是在其他示例中，电极16可被用于将单个部件的两个表面20焊接在一起，或者在单个部件的单个表面上执行焊接，或将不止两个部件22的不止两个表面20焊接在一起。

焊头12可包括加速度计24。加速度计24可被配置成当电极16在PGW、步进焊接或相对焊接执行期间移动时收集电极16中的至少一个的加速度数据。例如，加速度计24可被配置成当向焊接系统10的一个电极提供流经两个表面20以从焊接系统10的另一电极离开的电流时收集加速度数据。加速度计24可收集一个或两个电极16相对于焊头12的运动，至少部分由于电极16使用如本文所讨论的弹簧34和滑块(例如，图6的滑块130)可移动地附接至焊头12，因此这种运动是可能的。加速度计24可被配置成在电极16附近的位置处被固定地固定至焊头12，由此使得电极16沿着Z轴的基本上每一个移动可以与加速度24基本匹配或以其他方式由加速度计24测得。例如，如图1中所描绘的，加速度计24和电极16B两者可被固定至焊头12的臂14B，由此使得加速度计24和电极16B两者在电极16执行如本文所描述的RSW时一同运动。

加速度计24可被配置成将加速度数据传送至焊接系统10的计算设备26。计算设备26可包括一个或多个处理电路，该一个或多个处理电路被配置成使用来自加速度计24的加速度数据来确定由电极16执行的焊接是否存在缺陷。在一些示例中，计算设备26可进一步控制和/或使得焊头12执行PGW、步进焊接和/或相对焊接。例如，计算设备26可使得电流被路由至电极16中的一个以用于执行RSW，并且/或者计算设备26可使得臂14接近表面20以便于执行RSW。尽管在图1中，计算设备26被描绘为相较于焊头12而是分立的部件，但是在其他示例中，计算设备26的一个或多个方面可被集成至焊头12中。

在如所描绘的，计算设备26物理地从焊头12分开的情况下，加速度计24可被直接耦合至计算设备26。在其他示例中，加速度计24可在计算网络上传送数据，该计算网络诸如私人局域网(LAN)或广域网(WAN)，或者诸如因特网之类的公共网络。一旦接收到，计算设备26可被配置成确定加速度数据是否指示焊接缺陷。例如，如果加速度数据包括在预先确定的阈值数据范围之外的一个或多个加速度数据点，则计算设备26可确定如由加速度计24收集的加速度数据是否指示焊接缺陷。

如由加速度计24收集并且由计算设备26接收的加速度数据可包括多个加速度数据点。加速度计24可包括陶瓷感测元件，具有大约0.5毫伏/(米/秒²)的灵敏度、±20％、±9810米/秒²峰值的测量范围、以及大约20,000个/秒的采样速率。

加速度数据点可包括负值(例如，沿着Z轴的第一方向上)和/或正值(例如，沿着Z轴的第二且相对的方向上)。虽然本文讨论并且描绘的加速度数据点的单位是米/秒²(m/s²)，但是可以使用任何单位对加速度数据进行记录、接收或操纵。加速度数据点可以与焊接期间的时间相关联，加速度数据在该时间下被记录。例如，可能花费0.007秒来执行焊接，并且加速度计24可记录在该0.007秒期间发生的多个加速度数据点，其中每一个记录的加速度数据点被标识并且存储为与焊接期间的该加速度数据被记录的相对时间(例如，0.000秒到0.007秒之间的时间)相关联。

在一些示例中，如由计算设备26存储和/或访问的预先确定的阈值数据范围可包括针对RSW的一个或多个不同的时间跨度的不同的加速度数据范围。换言之，针对给定RSW的阈值数据范围可包含与焊接的不同时间段对应的多个上限阈值和下限阈值，由此使得在RSW期间的不同点处，可接受加速度值的“包络”可增大或缩小或包括不同的值范围。随着上限阈值增大和/或下限阈值减小，可接受加速度值(例如，上限阈值与下限阈值之间的值)的数量或范围可增加，并且类似地，随着上限阈值减小和/或下限阈值增大，可接受加速度值的数量或范围可减少。以此方式，可能在针对一时间点(加速度数据点在该时间点期间被收集)的相应阈值范围内的加速度数据点可能在针对焊接的其他时间的范围之外(例如，大于上限阈值或小于下限阈值)。

计算设备26可将结果发送至焊接系统10的显示器28。计算设备26可使得显示器28提供与检测到的焊接缺陷有关的视觉警报。例如，计算设备26可使得显示器28呈现指示焊接缺陷的红光，或者呈现文本“警告，IMD焊接25813故障”等。替代地或额外地，计算设备26可维持检测到的焊接缺陷的记录以供未来使用。例如，当计算设备26分析来自加速度计24和/或其他传感器的数据时，计算设备26可汇编可能存在缺陷的部件22的列表，从而后续地在该部件22的完整列表上提供报告(例如，针对多个部件22的完整运行)。计算设备26可使得显示器28出于人类操作员的益处而提供视觉警报，该人类操作员可进一步检查或以其他方式主动地修复或丢弃经受潜在有缺陷的焊接的设备。如果没有从加速度数据中检测到缺陷，则计算设备26可额外地使得显示器28显示正向指示。

在一些示例中，计算设备26可使得焊接系统10的移除机制30将经受潜在有缺陷的焊接的表面20的部件22从底座18移除。移除机制30可包括机械臂等，其抓握、清扫、或以其它方式将部件22从底座18移除。移除机制30可将部件22从包括焊接系统10的组装线移除至分开的位置。例如，移除机制30可将部件22放置在被指定用于缺陷部件或以其他方式需要进一步检查的部件的分立的位置中。

焊接系统10可包括电源42。电源42可被配置成向电极16中的一个提供电流以用于执行如本文所讨论的PGW、步进焊接和相对焊接。电源42可被耦合至一个或多个引线32A-32C(合称为“引线32”)。例如，电源42可被耦合至引线32A，该引线32A被配置成向焊接系统10的电极提供电流，并且电源42可被耦合至引线32B、32C，引线32B、32C被配置成将电流返回电源42以完成回路。在该示例中，引线32A可被耦合至在PGW、步进焊接和相对焊接中的每一个中使用的电极16B，而引线32B被配置成被耦合至被固定在底座18内的电极(例如，图3C的电极74)，该电极被配置成在相对焊接期间将电流返回到电源42，而引线32C被配置成被耦合至电极16A，该电极16A被配置成在PGW和/或步进焊接期间将电流返回到电源42。

焊头12可跨焊头12的中心平面18基本镜像。例如，两个臂14可在被固定至焊头12时跨中心平面18基本镜像。电极16可以在中心平面25的任一侧上。

在一些示例中，焊接系统10可包括具有加速度计24的额外传感器。例如，如果焊接系统10的多个传感器中的任一个检测到故障，则计算设备26可检测到并且指示有缺陷的焊接。在其他示例中，计算设备26可仅在两个或更多个传感器(例如，包括加速度计24)肯定地标识出有缺陷的焊接的情况下检测到并且指示有缺陷的焊接。例如，焊接系统可包括检测流过电极16的电流的电流传感器、检测跨电极的电压水平的电压传感器、检测电极的电阻水平的电阻传感器、或检测电极16的移位的移位传感器。

图2是示出了图1的计算设备26的部件的功能性框图。计算设备26包括接口50、处理电路52和存储器54。计算设备26可包括任何数量的接口50、处理电路52和存储器54部件。接口50可使得计算设备26能够与一个或多个外部部件通信，该一个或多个外部部件诸如焊头12、加速度计24、显示器28和/或移除机制30。尽管焊头12、加速度计24、计算设备26、显示器28和移除机制30均在图1中被描绘为分开并且分立的部件，但是在一些示例中，焊头12、加速度计、显示器28和/或移除机制30中的一个或多个可被直接耦合至计算设备26或纳入计算设备26中，并且可使用接口50访问。接口50可包括一个或多个网络接口卡(诸如，以太网卡)，和/或可以发送并且接收信息的任何其他类型的接口设备。任何合适数量的接口50可被用于根据特定需要执行所描述的功能。

计算设备26可包括被配置成执行如本文所描述的功能和/或处理如本文所描述的指令的一个或多个处理电路52。例如，处理电路52可被配置成执行存储在存储器54中的指令。处理电路52可包括例如微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)和/或等效的分立或集成逻辑电路系统。尽管在图2中，处理电路52被描绘为与存储器54分开，但是在其他示例中，存储器54的一个或多个元件或部分可包括一个或多个处理电路52，或者如本文所描述的存储在存储器54中的指令可被硬编码到一个或多个处理电路52(例如，由此使得标识如本文所描述的焊接缺陷的指令均不存储在计算设备26的存储器54内)中。

计算设备26可包括被配置成将信息存储在计算设备26内的存储器54。存储器54可包括计算机可读存储介质或计算机可读存储设备。在一些示例中，存储器54可包括短期存储器或长期存储器中的一个或多个。存储器54包括例如随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、磁硬盘、光盘、软盘、闪存存储器、或各种形式的电可编程存储器(EPROM)、或电可擦除且可编程存储器(EEPROM)。在一些示例中，存储器54可存储用于由一个或多个处理电路52执行的逻辑(例如，使用如本文讨论的加速度数据来标识焊接缺陷的逻辑)。在进一步示例中，存储器54可由计算设备26使用，以用于临时地或伪永久地存储程序执行期间的信息。例如，计算设备26可在存储器54中存储一个或多个阈值范围58和/或缺陷数据60。在其他示例中，计算设备26可在存储器54中存储更多或更少的数据，或者可将相同的数据以不同的结构或组织存储。

存储器54可包括缺陷控制器56。缺陷控制器56可包括将由计算设备26的一个或多个处理电路52执行以用于执行如本文所描述的计算设备26的功能的指令。例如，如本文所描述的，缺陷控制器56可被配置成使用如由加速度计24收集的加速度数据来标识焊接缺陷。缺陷控制器56可接收加速度数据，并且确定该加速度数据是否在阈值范围58内。缺陷控制器56可确定适用于相应焊接的特定阈值范围58。例如，缺陷控制器56可标识焊头12是以相对焊接、步进焊接还是PGW配置执行RSW。缺陷控制器56可通过检测在RSW焊接期间电流流到哪里(例如，从焊头12的电极16流向底座18的电极，或从焊头12的一个电极16A流向焊头12的另一电极16B)，来确定焊头12是以相对焊接、步进焊接或还是PGW配置执行RSW。进一步地，基于如本文所描述的用于将臂14固定至焊头12的一组孔和/或检测到的被固定至焊头12的电极16的类型，缺陷控制器56可标识并且利用不同的阈值范围58。在其他示例中，缺陷控制器56可使用其他变量或因素来标识并且利用存储在存储器54中的一个或多个阈值范围58。

例如，图3A-图3C分别描绘了PGW配置70、步进配置76和相对焊接配置72的概念性且示意性的图。如图3A中所描绘的，PGW配置70可包括与部件22B接触的电极16A、16B两者，该部件22B堆叠在固定至第一底座18A的部件22A上。在被堆叠在底座18A上时，部件22要被焊接的表面20可彼此面向并且接触。虽然出于描绘两个表面20的目的，部件22被描绘为在被堆叠在底座18上时是偏移的，但是要理解的是，在其他示例中，部件22可基本对齐。如所描绘的，电极16可以在中心平面25的任一侧上。例如，两个电极16的位置可沿着X轴在其本身与中心平面25之间限定小的距离，从而沿着X轴限定两个电极16之间的距离。

如上文讨论的，焊接系统10可包括耦合至电极16B的第一引线32A和耦合至电极16A的第二引线32C。引线32A、32C两者可被耦合至电源42。以此方式，当你“打开(fire)”焊接电源42时，电流可以以电子的形式从第一引线32A流动至电极16B再到两个部件22，以用于将两个表面20焊接到一起，此时电子/电流可通过电极16A离开部件22以经由第二引线32C返回到电源42。

替代地，如图3B中所描绘的，步进焊接配置76可包括与部件22A接触的一个电极16A和与堆叠在部件22A上的第二部件22C接触的另一电极16B。在一些示例中，如所描绘的，第二部件22C可相对小于部件22A，由此使得电极16A沿着Z轴延伸经过第二部件22C以与部件22A接触，同时电极16B接触第二部件22C。在其他示例中(未描绘)，第二部件22C可以与部件22A具有基本类似的大小，但是可简单地被堆叠偏移，由此使得电极16A比电极16B沿着Z轴延伸得更远。固定电极16A的臂14A可被配置成比固定电极16B的臂14B沿着Z轴延伸得更远，以移动进入步进焊接配置76。例如，一个或多个锁紧螺母(例如，图6的锁紧螺母134)、弹簧34和/或被配置成用于移动臂14的电机或驱动器可被配置成沿着Z轴将臂14A移动得比臂14B相对更远。替代地，电极16A可比电极16B相对更长(例如，如图5的电极16-1、16-2、16-3之间所描绘的)，由此使得两个臂14可被配置成沿着Z轴移动相似的距离以导致电极16A相对于电极16B沿着Z轴到达更远的位置。

部件22A和部件22C两者可被固定至第一底座18A。在被堆叠在底座18A上时，部件22A、22C要被焊接的表面20A、20C可彼此面向并且接触。虽然出于描绘表面20C的目的，部件22A、22C被描绘为在被堆叠在底座18A上时在右侧偏移，但是要理解的是，在其他示例中，部件22可基本对齐，由此使得较小的部件22C的一端与相对较大的部件22A的一端对齐。如所描绘的，电极16可以在中心平面25的任一侧上。例如，两个电极16的位置可沿着X轴在其本身与中心平面25之间限定小的距离，从而沿着X轴限定两个电极16之间的距离。

如上文讨论的，焊接系统10可包括耦合至电极16B的第一引线32A和耦合至电极16A的第二引线32C。引线32A、32C可被耦合至电源42。以此方式，当打开(fire)焊接电源42时，电流可以以电子的形式从第一引线32A流动至电极16B再到部件22C，穿过表面20C和20A以将两个表面20A、20C焊接到一起，此时电子/电流可通过电极16A离开部件22A以经由第二引线32C返回到电源42。

替代地，如图3C中所描绘的，相对焊接配置72可包括电极16B和被固定至第二底座18B的电极74。第二底座18B可不同于第一底座18A，不同之处在于第二底座18B包括电极74。尽管出于图示的目的，电极74被描绘为与电极16在结构上类似，但是在其他示例中，电极74可具有不同的形状。例如，电极74可基本大于电极16，由此使得电极74限定25毫米x 50毫米或者更大的横截面形状。在被固定至焊接系统10时，电极74可与电极16B沿着Z轴对齐。在一些示例中，在相对焊接配置72中，当部件22A在电极74正上方并且在电极16B正下方被固定至第一底座18A时，部件22B可被堆叠在部件22A上。在被堆叠在底座18A上并且在电极16B与电极74之间时，部件22要被焊接的表面20可彼此面向并且接触。

在一些示例中，电极74可在底座18B外部，由此使得电极74被配置成接触部件22的至少一个尖端是可见的。在其他示例中，电极74可被部分地或基本整体地被封围在底座18B内，由此使得电极74的尖端与底座18B的外表面基本齐平，以接触或以其他方式从部件22接收电流(例如，当电流通过电极16B被提供至部件22时)。在一些示例中，如所描绘的，在相对焊接配置72中，可将电极16A从焊头12移除。在其他示例中，焊头12可被配置成在相对焊接配置72中仅降低电极16B，由此使得电极16A沿着Z轴比电极16B升得更高。在又其他示例中，两个电极16可沿着Z轴降低至部件22，但是电流可仅被提供给引线32A并从而被提供给一个电极16B(例如，与底座18B的电极74对齐的电极)，并且进一步地，可仅允许电流通过与固定至底座18B的电极74耦合的引线32B返回到电源42。例如，可将引线32B手动地或自动地(例如，如由计算设备26所导致)从电源42解耦，和/或从电极16A解耦。

图4描绘了焊头12、臂14和底座18处于部分组装状态下的概念性且示意性的图。例如，如所描绘的，臂14B沿着与X轴对齐的轴80从焊头12移除。在被移除后，臂14B的输入端口82被描绘。输入端口82可被配置成接收引线32A，由此使得在接收引线32时，臂14B的电极16B被电耦合至引线32A，并且从而电耦合至电源42。可通过沿着轴82将臂14B往回移动并且将固定机制(例如，销或栓等)插入穿过臂14B的孔和焊头12的孔86而将臂14B重新固定至焊头12。

进一步地，臂14B被描绘为既从焊头12被移除，也在XY平面上相对于Z轴旋转90°。如所描绘的，焊接系统10可包括两个加速度计24A、24B。两个加速度计24A、24B可被固定至相应的臂14A、14B，由此使得加速度计24A、24B在电极16A、16B移动时基本移动。换言之，当电极16B向部件22提供电流以用于执行RSW时，加速度计24A、24B可被配置成沿着Z轴与电极16A、16B一起移动。以此方式，焊接系统10可包括收集加速度数据的两个加速度计24A、24B。

在一些示例中，计算设备26可独立地分析如从加速度计24A、24B收集的加速度计数据，由此使得每一个加速度数据集被分析，以查看加速度数据是否指示焊接缺陷。在此类示例中，焊接系统10可增大加速度计24A、24B收集到指示焊接缺陷的证据的机会。在其他示例中，计算设备26可将如从两个加速度计24A、24B收集到的加速度数据在一起求平均。将两个或更多个加速度计24A、24B的加速度数据在一起求平均可降低在指示焊接存在缺陷时出现假阳性的概率(例如，在一个加速度计收集到错误地表明焊接存在缺陷的加速度数据，而另一加速度计收集到正确地指示焊接是可接受的数据的情况下)。

图4描绘了从臂14延伸的反馈导线84A、84B(合称为“反馈导线84”)。虽然如所描绘的，反馈导线84笔直向外延伸，由此使得两个反馈导线84基本刚性，但是反馈导线84可相对柔性以允许反馈导线84在部件之间布线。反馈导线84可被耦合至计算设备26和/或其他设备。反馈导线84可向计算设备26提供焊接数据。例如，反馈导线84可将电压反馈信息从焊头12提供至计算设备26。电压反馈可包括当电流通过一个电极16被提供以焊接部件22时与递送至部件22的焊接脉冲有关的信息。在一些示例中，计算设备26可使用反馈导线84从一个或两个加速度计24A、24B收集加速度数据。进一步地，臂14和/或焊头12可使用反馈导线84发送其他传感器数据。例如，移位数据、视觉数据等可通过反馈导线84被发送至计算设备26。

图5描绘了焊接臂14的分解概念性且示意性图分解视图。焊接臂14可包括被配置成用于将臂14以组装状态固定在一起的多个固定机制100A-100D(合称为“固定机制100”)。例如，固定机制100可包括各种栓、暗榫、销等。固定机制100可被配置成可移除地或可逆地将臂14固定至组装状态，由此使得通过移除固定机制100来拆卸臂14而不损坏臂14或固定机制100可以是可能的。

臂14可包括多个主体部件102A-102D(合称为主体部件“102”)。主体部件102可以是铸造、机械加工或以其他方式制造成其所描绘的形状。主体部件102可被配置成被固定在一起，以保持其他部件和/或限定可被固定至焊头12的形状。例如，主体部件102A、102C可被固定在一起，以保持负荷传感器(load cell)104，焊头12可使用该负载单元104以用于在如本文所描述的RSW期间收集焊接数据。

作为另一示例，主体部件102B、102C可被固定在一起以用于将电极16-1、16-2、16-3中的任一个保持在臂14中，这些电极中的每一个可与本文描述的电极16基本类似。如所描绘的，电极16-1可沿着Z轴基本长于电极16-2，而电极16-2可沿着Z轴基本长于电极16-3。操作员可将电极16-1、16-2、16-3中的一个固定至臂14，并且从而固定到焊头12，这取决于焊接系统10将用于的特定焊接应用。旋钮108可被用于移除固定机制100B，该固定机制100B将电极16-1、16-2、16-3中的一个固定在主体部件102B、102C内。由此，当在不同的焊接应用之间切换时，操作员可能够通过简单地旋转旋钮108来松开固定机制100B以便于在功能上将一个电极替换为另一电极，以此来修改焊接系统。对焊接系统10进行配置以使得可通过切换具有不同长度的电极来改变沿着Z轴的电极位置，这可增加焊接系统10的功能，并且减少改变焊接系统10的功能所需的时间量。

在一些示例中，加速度计24可通过磁体106而被固定至焊接臂14。磁体106可将加速度计24牢固地固定至焊接臂14，由此使得加速度计可与电极16一起沿着每一个轴移动。在一些示例中，磁体106可将加速度计24固定至封围电极16的同一主体部件102C，以改善加速度计24跟踪电极16的移动的能力。磁体106可具有充足的磁力，以使得当执行RSW时，加速度计24不会相对于臂14移动。磁体106可进一步足够弱，以使得操作员可在不损坏加速度计24、臂14或磁体106的情况下将加速度计24从臂14移除。配置焊接臂14以使得加速度计24牢固地固定在在臂14处由此使得加速度计24被配置成既随着电极16移动又可移除，这可增大加速度计24被轻松且快速被替换的能力。

臂14可被配置成被固定至焊头12。臂14可限定可被用于将臂14固定至焊头12的多个孔114A、11B(合称为“孔114”)。例如，可使用一个或多个销、栓、暗榫等将臂14固定至焊头12，该一个或多个销、栓、暗榫等被配置成延伸穿过孔114，并且由焊头12牢固机械地接收。如所描绘的，固定构件100C被配置成由孔114接收以用于将臂14固定至焊头12。尽管臂14A在图1中被描绘为将所有孔114限定集中在一个XZ平面上，但是在其他示例中，臂14可在多个不同的相对位置(例如，沿着Y轴的不同的位置)处限定孔114。在一些示例中，不同的孔114可被用于在不同的相对位置中将臂14固定至焊头12。例如，孔114A可被用于将臂14A固定至焊头12，以沿着X轴在臂14A与臂14B之间限定相对更多的距离和/或空间，而孔114B可被用于将臂14A固定至焊头12，以沿着X轴在臂14A与臂14B之间限定相对更少的空间。以此方式，孔114的子集(例如，少于所有孔114)被用于在任一个相对位置处将臂14固定到焊头12。

在一些示例中，所有孔114与预先确定的配置有关。例如，焊头12可被用于为有限数量的预先确定的设备执行RSW，由此使得这些不同的RSW中的每一个将在预先确定的位置处被执行。在该示例中，孔114中的每一个可与这些预先确定的位置中的一个或多个有关。以此方式，可以通过切换孔114中的哪些被用于将臂14固定至焊头12，来将臂14移动至焊头12上不同的相对位置。

臂14可包括改进焊接系统10的准确性和稳健性的其他部件。例如，臂可包括被配置成防止焊头12负荷传感器104绞合的衬套和线性座圈组(bushing and linear raceset)110。换言之，衬套和线性座圈组110可防止负荷传感器104的侧边负载。衬套和线性座圈组110可替代地/额外地改善焊接过程期间的力测量。如图5中所描绘的，一组衬套和线性座圈组110可以以在评估力测量(例如，以在启动方案期间设置并且检查焊接系统10)中用于参照的硬止动器(hard stop)终止，并且另一组衬套和线性座圈组110以弹簧112和测量负荷传感器104终止。

图6描绘了焊头12的概念性且示意性图分解视图。焊接臂12可包括被配置成用于将焊头12以组装状态固定的多个固定机制120A-120G(合称为“固定机制120)。”例如，固定机制120可包括各种栓、暗榫、销、螺柱等。固定机制120可被配置成可移除地或可逆地将焊头12固定，由此使得通过移除固定机制120来拆卸焊头12而不损坏焊头12或固定机制120可以是可能的。

臂14可包括多个主体部件122A-122D(合称为“焊头主体部件122”)。主体部件122可以是铸造、机械加工或以其他方式制造成它们的形状。主体部件102可被配置成被固定在一起，以保持其他部件和/或限定可被固定至焊头12的形状。例如，主体部件122C、122D可被固定在一起来将移位计124(例如，用于感测如本文所讨论的移位值)保持就位。主体部件还可被固定在一起以用于限定焊头12的孔或钻孔。例如，主体部件122A、122B可被固定在一起以限定如本文描述的钻孔38A。

焊头12可包括滑动部件126，臂14可被耦合至该滑动部件126。滑动部件126可包括盘128，该盘128被配置成使用固定机制120B被固定地固定至焊头12主体部件120D。滑动部件126还可限定被配置成相对于盘128滑动的滑块130。臂14可被配置成被固定地固定至滑块130，由此使得臂14可相对于焊头12移动。可使用延伸穿过臂14的孔114的固定机制100C将臂14固定地固定至滑块130。由于存在滑块130和弹簧34，因此臂14可能够相对于焊头12移动，例如，当相应的电极16接触部件22以执行如本文所描述的RSW时。

焊头12可包括改进焊接系统10的准确性和稳健性的其他部件。例如，焊头12可包括销132，锁紧螺母134可沿着该销132沿着Z轴向上或向下移动。在一些示例中，销132可包括沿着外部表面的一部分的螺纹，以促进锁紧螺母134沿着Z轴向上和向下移动。由于沿着Z轴移动锁紧螺母134，因此弹簧34的弹簧张力可能增大或减小。改变弹簧34的弹簧张力可改变由电极16在如本文所描述的焊接期间施加在部件22上的焊接力。

图7A描绘了指示有缺陷的焊接150的加速度数据(所述加速度数据在下文被称为“有缺陷的加速度数据150”)以及指示成功焊接152的加速度数据(所述加速度数据在下文被称为“成功的加速度数据152”)与上限阈值范围154A和下限阈值范围154B(合称为“阈值范围154”)的比较的图表。有缺陷的加速度数据150和成功的加速度数据152可包括“原始”加速度数据，由此使得第一加速度数据集150和第二加速度数据集152在图7A中的描绘之前均未被数据操纵过。如所描绘的，在相应焊接的不同时间下的阈值范围154可能不同。

如所描绘的，成功的加速度数据152可完全在上限和下限阈值范围154内，由此使得计算设备26确定导致成功焊接的成功的加速度数据152。替代地，有缺陷的加速度数据150可包括极端加速度数据点156A、156B(合称为“极端数据点156”)，该极端数据点156A、156B分别在上限阈值范围154A和下限阈值范围154B两者外。焊接系统10可检测有缺陷的加速度数据150包括在上限和下限阈值范围154外的一个或多个极端数据点156。在一些示例中，焊接系统10可将有缺陷的加速度数据150标识为指示由于仅存在在上限和下限阈值范围154之外的单个极端数据点而导致的焊接缺陷。在其他示例中，焊接系统10可将有缺陷的加速度数据150标识为指示由于具有多于阈值数量的在数据范围154外的极端数据点156的有缺陷的加速度数据150而导致的焊接缺陷。

在一些示例中，计算机设备26可将加速度数据中相对更能预测焊接缺陷的某些部分进行标识并且隔离。例如，计算设备26可将加速度数据的第一部分158标识为预测性的。加速度数据的第一部分158可包括加速度数据的一部分，该加速度数据的一部分包括RSW的前0.003秒(例如，电极16通过让电流流过表面20来创建回路的前0.003秒)。例如，在第一部分158中，上限和下限阈值范围154可包括相对窄的可接受范围带，由此使得成功的加速度数据152在上限和下限阈值范围154内。然而，如所描绘的，有缺陷的加速度数据150在第一部分中可以在上限和下限阈值范围154外。在一些示例中，有缺陷的加速度数据150在第一部分158中可在下限和上限阈值范围154外，但是在第二部分160中在下限和上限阈值范围154内。

在一些示例中，有缺陷的加速度数据150可在第二部分160与成功的加速度数据152基本类似(例如，在统计学显著数量的RSW中统计学上类似)。换言之，加速度数据可基本仅指示加速度数据的第一部分158内的有缺陷的焊接。进一步地，在一些示例中，仅焊接的第一部分158的第二量可能是预测性的。例如，初始化部分162可能包括焊接的前0.0015秒，而加速度数据的预测性部分164可包括焊接的0.0015秒到0.003秒之间的时间。初始化部分162可包括基本标称的加速度数据，由此使得加速度数据的预测性部分164可以是该数据的具有与正确标识的有缺陷的焊接的最高相关性的部分。因此，在一些示例中，计算设备26可通过截断(truncate)加速度数据以仅包括预测性部分164来开始分析加速度数据的过程。

在其他示例中，焊接的总时间可能不同，由此使得焊接的第一部分158可包括不同的时间子集。例如，在一些实例中，完整焊接可在大约0.002秒中完成。在此类示例中，第一部分158可包括焊接的前0.001秒，由此使得第二部分160包括焊接的0.001秒到0.002秒。在其他应用中，与本公开一致的其他示例也是可能的。

在一些示例中，计算设备26可在加速度数据上执行一个或多个数学操作。计算设备26可执行数学操作，以便于增大加速度数据指示有缺陷的焊接的能力。例如，计算设备26可确定加速度数据的一阶导数，以确定加速度数据的变化速率(即，以确定一个或多个相应电极16的跃度(jerk))。图7B描绘了可接受和有缺陷的焊接的此类导数加速度数据与阈值范围相比较的图表。

图7B包括有缺陷的导出数据集170和成功的导出数据集172。有缺陷的导出数据集170可包括指示有缺陷的RSW的数据。成功的导出数据集172可包括指示成功的RSW的数据。出于图示的目的提供了有缺陷的导出数据集170和成功的导出数据集172的数据点，由此使得与本文的讨论一致的其他数据点可被包括在指示有缺陷的RSW或成功的RSW的导出数据集中。图7B还可包括上限阈值范围174A和下限阈值范围174B(合称为“阈值范围174”)、以及图7A的第一部分158、第二部分160、初始化部分162和预测性部分164，这可与图7A中基本相同的时间范围有关。

如所描绘的，在进行一阶求导之后，第二导出数据集172(例如，指示成功的RSW的数据集)的第一部分158可扁平化为基本扁平的线。在一些示例中，成功的RSW的导出数据集可以可靠地扁平化为基本扁平的线，由此使得上限和下限阈值范围174相对靠近该预测的扁平线。由此，从该扁平线出现的相对轻微的偏离可被标识为指示有缺陷的RSW。例如，第一导出数据集170可包括在上限和下限阈值范围174外的多个数据点176A、176B(合称为“数据点176”)。

在一些示例中，初始未修改的加速度数据可显示统计学不显著的偏离量，但是一阶求导之后的加速度数据可标识在上限和/或下限阈值范围174外的尖峰。以此方式，在一些示例中，计算设备26可首先确定如由加速度计24收集的加速度数据在上限和下限阈值范围154内，在此之后计算设备26可确定导出的加速度数据包括在上限和/或下限阈值范围174外的一些极端数据点176。以此方式，计算设备26可被配置成增大焊接系统10检测焊接缺陷的能力。

图8描绘了使用图1的焊接系统执行并且监测焊接的方法的概念性流程图。尽管参考图1-图3B中的附图标记讨论了图8，但是要理解的是，可使用与本公开一致的任何焊接系统来执行图8的方法。进一步地，在其他示例中，可以以不同顺序使用一个或多个操作来执行图8的示例，或者可跳过或添加一个或多个操作来执行图8的示例。

孔114可被用于将臂14固定至焊接系统10的焊头12(200)。一个或多个固定部件可被用于一个或多个孔114中的每一个。例如，单个栓或销可被插入一个或多个孔114中的每一个中，以用于将臂14固定至焊头12。可基于焊接系统10的计划使用来选择孔114。例如，响应于焊接系统10将要焊接的部件20，固定机制可被插入预先确定的多个孔114中，以用于将臂14固定至相对于焊头12的预先确定的位置处。

类似地，在一些示例中，操作员可确定用于相应应用的特定电极16。例如，操作员可取决于特定应用而选择相对较短或较长的电极16(例如，如图5中所描绘的电极16-1与电极16-2与电极16-3)。操作员可旋转相应臂14的旋钮(例如，图5的旋钮108)，以将相应电极16解除固定并且插入替代电极16。在插入替代电极16时，操作员可在相反的方向上旋转旋钮，以将替代电极16固定在相应臂14中。

焊接系统10可被配置成执行PGW、步进焊接和/或相对焊接(202)。虽然在一些示例中，配置焊接系统10以用于PGW或相对焊接可至多包括切换焊接系统10的底座18，但是在其他示例中，在PGW与相对焊接之间切换可能额外地包括添加或移除一个焊接臂14。例如，焊接系统10可通过将PGW底座18A固定至焊接系统10来被配置成用于PGW(204)。PGW底座18A可不包括电极。一旦PGW底座18A被固定至焊接系统10，焊接系统10将向臂14的电极16中的一个提供电流(206)。例如，计算设备26可使得电流通过一个引线32被路由至臂14的电极16中的一个。在一些示例中，可使用反馈导线(例如，图4的反馈导线84)接收提供电流的指令。系统10可向电极16A提供电流，并且使得电流通过电极16B返回，以用于为电极16下方的表面20执行PGW。

替代地，在焊接系统10用于执行步进焊接的情况下，相对较长的电极16可被固定至焊接系统10的一个臂14(208)。可将旋钮(例如，图5的旋钮108)解除固定，以移除现有电极16并插入相对较长的电极16。可将与PGW底座18A基本类似的步进焊接底座18A固定至焊接系统10。系统12可随后使用引线32向焊头12的一个电极16A提供电流，由此使得电流流过两个部件22并且通过焊头12的另一电极16B离开，通过另一相应引线32返回至电源42(210)。系统12可向第一电极16A提供电流，以用于在电源42、第一电极16A、第二电极16B与部件22之间创建回路。

替代地，在焊接系统10用于执行相对焊接的情况下，可将相对底座18B固定至焊接系统10(212)。相对底座18B可包括电极74，该电极74被配置成一旦相对底座18B被固定至系统就与焊头12的一个电极16对齐。系统12可随后使用引线32向顶部电极16提供电流，由此使得电流流过两个部件22并且通过相对底座18B的电极74离开，通过另一相应引线32返回至电源42(214)。系统12可向顶部电极16A提供电流，以用于在电源42、顶部电极16、底部电极74与部件22之间创建回路。

加速度计24可收集焊接的加速度数据(216)。无论焊接是相对焊接、PGW还是步进焊接，加速度计24都可收集加速度数据。在一些示例中，仅一个加速度计24可收集加速度数据。例如，在RSW是相对焊接的情况下，加速度计24可被附接至臂14，该臂14保持与相对底座18B的电极74相对的电极16。在其他示例中，系统12可从两个加速度计(例如，图4的加速度计24A、24B)收集加速度数据。在一些示例中，计算设备26可计算所收集的加速度数据的一阶导数。

计算设备26可标识加速度数据的预测性部分(例如，图7A和图7B的预测性部分164)(218)。预测性部分可包括焊接的预先确定的时间段。例如，预测性部分可包括焊接的在初始实例化部分(例如，图7A和图7B的实例化部分162)之后的一个时段以及焊接的在最大加速度数据点(例如，图7A和图7B的第二部分160)之前的一个时段。

计算设备26可确定加速度数据的预测性部分是否指示缺陷(220)。如果加速度数据的预测性部分包括数据点(例如，图7A的数据点156或图7B的数据点176)，则计算设备26可确定加速度数据的预测性部分是否指示焊接存在缺陷。对应地，如果计算设备26确定预测性部分指示焊接存在缺陷，则计算设备26可提供有缺陷焊接的指示(222)。例如，计算设备26可使用显示器28提供视觉指示，由此使得人类操作员可进一步检查或以其他方式处理经受相应焊接的部件20。额外地，或替代地，计算设备26可使得移除机制30将经受该焊接的部件20移除至预先确定的位置以用于进一步检查或处置。

替代地，如果计算设备26确定预测性部分指示焊接是成功的，则计算设备26可提供成功焊接的指示(224)。例如，计算设备26可将该指示提供至显示器28。进一步地，在一些示例中，计算设备26可将成功的焊接存储在伪永久日志中。

已经描述了各个示例。这些以及其他示例在所附权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种焊接装置，包括：

电阻点焊头，所述电阻点焊头限定并行间隙电阻点焊配置和相对焊接配置，所述电阻点焊头包括：

一个或多个处理电路；

第一电极和第二电极，其中，所述第一电极和所述第二电极被配置成当所述电阻点焊头处于所述并行间隙电阻点焊配置中时在被固定至第一底座的第一组部件上执行并行间隙电阻点焊，其中所述第一电极被配置成当所述电阻点焊头处于所述相对焊接配置中时与第二底座的第三电极一起在被固定至所述第二底座的第二组部件上执行相对电阻点焊；以及

加速度计，所述加速度计在所述第一电极附近的位置处被牢固地附接至所述第一电极，其中，所述一个或多个处理电路被配置成使得所述加速度计在所述并行间隙电阻点焊期间收集所述第一电极的并行间隙电阻点焊加速度数据集，并且在所述相对焊接期间收集所述第一电极的相对焊接加速度数据集，

其中，所述一个或多个处理电路被配置成：基于所述并行间隙电阻点焊加速度数据集包括在第一阈值加速度范围外的至少一个加速度值，来确定所述并行间隙电阻点焊加速度数据集指示第一焊接缺陷；并且

其中，所述一个或多个处理电路被配置成：基于所述相对焊接加速度数据集包括在第二阈值加速度范围外的至少一个加速度值，来确定所述相对焊接加速度数据集指示第二焊接缺陷。

2.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，所述第一阈值加速度范围和所述第二阈值加速度范围包括针对电阻点焊的不同时间段的不同的上限和下限阈值限值。

3.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，所述一个或多个处理电路被配置成：分析所述并行间隙电阻点焊加速度数据集和所述相对焊接加速度数据集的第一部分，以确定所述并行间隙电阻点焊加速度数据集和所述相对焊接加速度数据集指示所述第一焊接缺陷和所述第二焊接缺陷，其中，与所述并行间隙电阻点焊加速度数据集和所述相对焊接加速度数据集的后续第二部分相比较，所述第一部分包括波动性相对较小的加速度数据。

4.根据权利要求3所述的焊接装置，其特征在于，所述第一部分包括所述并行间隙电阻点焊加速度数据集和所述相对焊接加速度数据集的前0.003秒。

5.根据权利要求3所述的焊接装置，其特征在于，所述一个或多个处理电路被配置成：分析所述并行间隙电阻点焊加速度数据集和所述相对焊接加速度数据集的所述第一部分的预测性部分，以确定所述并行间隙电阻点焊加速度数据集和所述相对焊接加速度数据集指示所述第一焊接缺陷和所述第二焊接缺陷。

6.根据权利要求5所述的焊接装置，其特征在于，所述预测性部分在所述并行间隙电阻点焊加速度数据集和所述相对焊接加速度数据集的0.0015秒到0.003秒之间。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的焊接装置，其特征在于：

所述第一电极和所述第二电极被配置成：当所述电阻点焊头处于所述并行间隙电阻点焊配置中时在被固定至所述第一底座的第三组部件上执行另一并行间隙电阻点焊；

所述一个或多个处理电路被配置成：使得所述加速度计在所述另一并行间隙电阻点焊期间收集所述第一电极的第三加速度数据集；

所述一个或多个处理电路被配置成：通过将所述第三加速度数据集的加速度值与所述第一阈值加速度范围相比较，来确定所述第三加速度数据集不指示焊接缺陷；

所述一个或多个处理电路被配置成：通过确定所述第三加速度数据集的加速度值的一阶导数，来确定第一导出的加速度数据集；并且

所述一个或多个处理电路被配置成：通过包括在阈值导出的加速度范围外的至少一个导出的加速度值，来确定所述第一导出的加速度数据集指示第三焊接缺陷。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的焊接装置，其特征在于：

所述第一电极被配置成：当所述电阻点焊头处于所述相对焊接配置中时与所述第二底座的所述第三电极一起在被固定至所述第二底座的第四组部件上执行另一相对焊接；

所述一个或多个处理电路被配置成：使得所述加速度计在所述另一相对焊接期间收集所述第一电极的第四加速度数据集；

所述一个或多个处理电路被配置成：通过将所述第四加速度数据集的加速度值与所述第二阈值加速度范围相比较，来确定所述第四加速度数据集不指示焊接缺陷；

所述一个或多个处理电路被配置成：通过确定所述第四加速度数据集的加速度值的一阶导数，来确定第二导出的加速度数据集；并且

所述一个或多个处理电路被配置成：通过包括在阈值导出的加速度范围外的至少一个导出的加速度值，来确定所述第二导出的加速度数据集指示第四焊接缺陷。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的焊接装置，其特征在于，所述电阻点焊头被配置成：通过将所述第一电极和所述第二电极两者向着所述第一底座移动来执行所述并行间隙电阻点焊，并且其中所述电阻点焊头被配置成：通过将所述第一电极向着所述第二底座移动来执行所述相对焊接。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的焊接装置，其特征在于，进一步包括第一臂和第二臂，所述第一臂被配置成接收所述第一电极，所述第二臂被配置成接收所述第二电极，其中所述第一臂和所述第二臂通过一组固定机制被固定地连接固定至所述电阻点焊头，所述一组固定机制延伸穿过所述第一臂和所述第二臂的孔并且延伸进入所述电阻点焊头的孔中。

11.根据权利要求1-6中任一项所述的焊接装置，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极在尖端处限定1.015毫米×0.635毫米的横截面区域，所述尖端被配置成与所述第一组部件和所述第二组部件接触。

12.根据权利要求1-6中任一项所述的焊接装置，其特征在于，所述电阻点焊头包括移除机制，其中：

所述一个或多个处理电路被配置成：基于所述一个或多个处理电路确定所述并行间隙电阻点焊加速度数据集指示所述第一焊接缺陷，使得所述移除机制将所述第一组部件从所述第一底座物理地移除至预先确定的缺陷位置；并且

所述一个或多个处理电路被配置成：基于所述一个或多个处理电路确定所述相对焊接加速度数据集指示所述第二焊接缺陷，使得所述移除机制将所述第二组部件从所述第二底座物理地移除至所述预先确定的缺陷位置。

13.根据权利要求1-6中任一项所述的焊接装置，其特征在于，进一步包括显示器，其中：

所述一个或多个处理电路被配置成：基于所述一个或多个处理电路确定所述并行间隙电阻点焊加速度数据集指示所述第一焊接缺陷，使得所述显示器提供所述第一焊接缺陷的指示；并且

所述一个或多个处理电路被配置成：基于所述一个或多个处理电路确定所述相对焊接加速度数据集指示所述第二焊接缺陷，使得所述显示器提供所述第二焊接缺陷的指示。

14.根据权利要求1-6中任一项所述的焊接装置，其特征在于，使用一个或多个磁体将所述加速度计在所述第一电极附近的位置处安装至所述第一电极。

15.根据权利要求1-6中任一项所述的焊接装置，其特征在于，所述电阻点焊头限定步进焊接配置，并且进一步包括第三电极，所述第三电极是与所述第二电极可互换的并且相对长于所述第二电极，

其中，所述第一电极和所述第三电极被配置成：当所述电阻点焊头处于所述步进焊接配置中时在被固定至所述第一底座的第三组部件上执行步进电阻点焊，

其中，所述一个或多个处理电路被配置成：使得所述加速度计在所述步进焊接期间收集所述第一电极的步进焊接加速度数据集，

其中，所述一个或多个处理电路被配置成：基于所述步进焊接加速度数据集包括在第三阈值加速度范围外的至少一个加速度值，来确定所述步进焊接加速度数据集指示第三焊接缺陷。

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