电阻点焊作为一种高速、经济的连接方法,在当今制造业中得到广泛使用。尤其在汽车工业中,电阻点焊完成了车身90%以上的组装工作。随着电阻点焊技术的广泛应用,对其质量的控制也越来越重要。目前,对电阻点焊的质量检测方法主要围绕对焊接过程中的焊接电流、电极电压、电阻率、导热率等参数进行监测。但通过这些数据判断焊接质量的研究,均建立在点焊电极空间对中状态良好的基础上,而电极对中状态不良,则会直接导致接头强度降低、电极加速老化、金属喷溅等,因此设计一套可以对电阻点焊电极的空间对中状态进行检测的方法十分必要。本文通过对电阻点焊电极的非接触式对中状态检测需求进行分析,将电极对中状态定义为轴向偏转和顶点偏移两部分,通过激光传感器及相关辅助设备对电极轮廓数据进行测量,再利用计算机计算得到相关对中检测结果。在此原理的基础上,本文设计了两种检测方案:1.轴向剖面轮廓检测方法,利用传感器在相互垂直的两个方向测量电极剖面轴向数据;2.径向剖面轮廓检测方法,利用步进电机带动传感器动态扫描电极剖面径向数据。轴向剖面轮廓检测方法由三脚架、2D激光测距传感器、传感器支架和便携式计算机组成。而径向剖面轮廓检测方法由三脚架、2D激光测距传感器、步进电机、滚珠丝杆、电机控制卡、传感器支架和便携式计算机组成。其中轴向剖面轮廓检测方法通过在相互垂直的两个方向进行点焊电极轴向轮廓采集,并将采集结果构建为空间模型,根据轴线与表面数据的关系,利用粒子群算法计算两电极轴线姿态。径向剖面轮廓检测方法则是利用步进电机带动激光传感器进行一定范围内的电极径向轮廓采集,将采集结果构建为空间点阵模型,根据点阵在YOZ平面上的投影,通过滤波函数及网格搜索算法确定两电极轴线姿态。此外,两种方法均采用电极顶端的点阵数据向轴线做垂足并比较的方式确定电极顶点,并将两电极顶点投影在垂直于上端电极轴线的平面上。根据计算结果,利用两电极空间姿态及相对偏角表示上下电极的相对偏转情况,并利用两顶点投影的相对距离及方向表示上下电极的相对偏移情况。本文通过轴向剖面轮廓检测方法和径向剖面轮廓检测方法,实现了电阻点焊电极空间对中状态的非接触式测量。其中,轴向剖面轮廓检测方法测量精度高、测量速度快,且设备成本低。而径向剖面轮廓检测方法的应用范围更广,且操作更加简单。通过对两种方法的优势分析,本文还提出将径向检测方法的数据测量与轴向检测方法的数据处理相结合,利用单点激光传感器实现电极的空间对中状态测量,从而结合两种方法的优势,并降低设备成本。