本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種焊接過(guò)程參數(shù)記錄和焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集板卡、數(shù)據(jù)分析處理板卡、外部?jī)?chǔ)存模塊、通訊模塊、液晶顯示模塊。數(shù)據(jù)采集板卡采集焊接相關(guān)數(shù)據(jù)并傳輸給數(shù)據(jù)分析處理板卡進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，分析后的數(shù)據(jù)通過(guò)液晶顯示模塊顯示并儲(chǔ)存到外部?jī)?chǔ)存模塊，或者是通過(guò)通訊模塊傳輸給上位機(jī)PC或接入網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一處理。實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程的多種參數(shù)記錄，如電流、電壓、焊接速度、走絲速度、保護(hù)氣體流量、環(huán)境溫度、預(yù)熱溫度等；采集頻率高，可進(jìn)行焊接過(guò)程的工藝分析；數(shù)據(jù)可以離線處理，無(wú)需傳到PC端再進(jìn)行處理，也可通過(guò)PC或網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一處理；實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)并可設(shè)置焊接工藝；當(dāng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的報(bào)警上下限時(shí)，觸發(fā)報(bào)警動(dòng)作，提高了焊接質(zhì)量。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種生產(chǎn)參數(shù)記錄系統(tǒng)，特別涉及一種焊接過(guò)程參數(shù)記錄和焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
焊接產(chǎn)業(yè)的發(fā)展非常迅速，在各行業(yè)中的自動(dòng)化水平也都有明顯的提高。汽車(chē)生產(chǎn)中已經(jīng)普遍采用了弧焊焊接機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人、機(jī)器人自動(dòng)生產(chǎn)線等。而像鍋爐廠這樣的重大裝備行業(yè)，因?yàn)槠鋫鹘y(tǒng)技術(shù)占主導(dǎo)、規(guī)模較大、改造投入成本高、維系全局、改造難度大等特點(diǎn)，自動(dòng)化水平較低。在焊接過(guò)程中涉及焊接質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)如焊接電壓、焊接電流、預(yù)熱溫度、環(huán)境溫度、走絲速度、工件速度等，基本上還沿用手工記錄的傳統(tǒng)方法。但隨著工業(yè)社會(huì)的不斷深入，這種現(xiàn)狀一定要有所改觀。在提高自動(dòng)化水平的同時(shí)，需要提高焊 接質(zhì)量、優(yōu)化焊接工藝，降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工作環(huán)境，從而綜合上降低焊接成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)是針對(duì)目前焊接參數(shù)記錄不全、現(xiàn)場(chǎng)布線困難、焊接質(zhì)量無(wú)法分析、焊接質(zhì)量無(wú)法追溯、焊接狀態(tài)無(wú)法實(shí)時(shí)顯示的問(wèn)題，提出了一種焊接過(guò)程參數(shù)記錄和焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)記錄和分析焊接過(guò)程參數(shù)，提高焊接質(zhì)量。本專利技術(shù)的技術(shù)方案為一種焊接過(guò)程參數(shù)記錄和焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集板卡、數(shù)據(jù)分析處理板卡、外部?jī)?chǔ)存模塊、通訊模塊、液晶顯示模塊，數(shù)據(jù)采集板卡包括電壓檢測(cè)電路、走絲速度傳感器、電流檢測(cè)電路、高速A/D轉(zhuǎn)換電路、環(huán)境溫度測(cè)量電路、固態(tài)繼電器輸出電路、數(shù)字量輸入電路，其中電壓檢測(cè)電路采集焊機(jī)在焊接過(guò)程中的焊接電壓值和焊接電流值并送入高速A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)成數(shù)字量后傳給數(shù)據(jù)分析處理板卡進(jìn)行后期處理；走絲速度傳感器采集焊絲移動(dòng)速度并轉(zhuǎn)成4-20mA信號(hào)傳輸給電流檢測(cè)電路，再送入高速A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)成數(shù)字量后傳給數(shù)據(jù)分析處理板卡進(jìn)行后期處理；環(huán)境溫度測(cè)量電路直接采集環(huán)境溫度，并送入高速A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)成數(shù)字量后傳給數(shù)據(jù)分析處理板卡進(jìn)行后期處理；數(shù)字量輸入電路檢測(cè)工件的移動(dòng)速度，再傳給數(shù)據(jù)分析處理板卡進(jìn)行后期處理；固態(tài)繼電器輸出電路接收數(shù)據(jù)分析處理板卡的控制信號(hào)，并輸出控制焊機(jī)的啟停與LED燈柱的指示燈，數(shù)據(jù)分析處理板卡分析后的數(shù)據(jù)通過(guò)液晶顯示模塊顯示并儲(chǔ)存到外部?jī)?chǔ)存模塊，或通過(guò)通訊模塊傳輸給上位機(jī)PC進(jìn)行后期處理。所述數(shù)據(jù)分析處理板卡包括微處理器、RAM芯片與電源調(diào)整電路，微處理器接收來(lái)自數(shù)據(jù)采集板卡的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理和分析。所述微處理器選用Cortex-M4處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，得出焊接數(shù)據(jù)，并通過(guò)液晶顯示模塊顯示并記錄到SDHC外部?jī)?chǔ)存模塊中，或者是通過(guò)通訊模塊傳給上位機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步處理，同時(shí)Cortex-M4處理器通過(guò)比對(duì)采集到的數(shù)據(jù)和用戶設(shè)定的工藝參數(shù)，如果達(dá)到報(bào)警上下限，則發(fā)出控制信號(hào)。所述通訊模塊為可擴(kuò)展模塊，可配置USB、以太網(wǎng)、RS232/485、WIFI無(wú)線模塊、ZigBee無(wú)線模塊。所述通訊模塊可通過(guò)路由節(jié)點(diǎn)再連接到網(wǎng)關(guān)上，或直接連接到網(wǎng)關(guān)上。所述電壓檢測(cè)電路可為差分電壓輸入電路，高速A/D轉(zhuǎn)換電路選用AD7689芯片。所述環(huán)境溫度測(cè)量電路可為二極管溫度檢測(cè)電路，采集環(huán)境溫度值并轉(zhuǎn)成電壓信號(hào)傳給AD7689芯片進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。本專利技術(shù)的有益效果在于本專利技術(shù)焊接過(guò)程參數(shù)記錄和焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)，焊接過(guò)程的多種參數(shù)均可記錄，如電流、電壓、焊接速度、走絲速度、保護(hù)氣體流量、環(huán)境溫度、預(yù)熱溫度等；采集頻率高，可進(jìn)行焊接過(guò)程的工藝分析；數(shù)據(jù)可以離線處理，無(wú)需傳到PC端再進(jìn)行處理，也可通過(guò)PC或網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一處理；具有彩色觸摸液晶顯示屏，可以實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)并可以設(shè)置焊接工藝；當(dāng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的報(bào)警上下限時(shí)，觸發(fā)報(bào)警動(dòng)作，提高了焊接質(zhì)量。附圖說(shuō)明圖I為本專利技術(shù)焊接過(guò)程參數(shù)記錄和焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意 圖2為本專利技術(shù)焊接過(guò)程參數(shù)記錄和焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集板卡結(jié)構(gòu)示意 圖3為本專利技術(shù)焊接過(guò)程參數(shù)記錄和焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)中數(shù)據(jù)分析處理板卡結(jié)構(gòu)示意 圖4為本專利技術(shù)焊接過(guò)程參數(shù)記錄和焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)組成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)示意 圖5為本專利技術(shù)焊接過(guò)程參數(shù)記錄和焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)焊接質(zhì)量分析方法示意 圖6為本專利技術(shù)焊接過(guò)程參數(shù)記錄和焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)實(shí)施例示意圖。具體實(shí)施例方式如圖I所示焊接過(guò)程參數(shù)記錄和焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，整個(gè)焊接過(guò)程參數(shù)記錄和焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集板卡101、數(shù)據(jù)分析處理板卡102、外部?jī)?chǔ)存模塊103、通訊模塊104、液晶顯示模塊105組成。數(shù)據(jù)采集板卡101采集焊接相關(guān)數(shù)據(jù)并傳輸給數(shù)據(jù)分析處理板卡102進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，分析后的數(shù)據(jù)可以通過(guò)液晶顯示模塊105顯示并儲(chǔ)存到外部?jī)?chǔ)存模塊103，或者是通過(guò)通訊模塊104傳輸給上位機(jī)PC進(jìn)行后期處理。如圖2所示數(shù)據(jù)采集板卡結(jié)構(gòu)示意圖，數(shù)據(jù)采集板卡101由電壓檢測(cè)電路204、走絲速度傳感器205、電流檢測(cè)電路206、高速A/D轉(zhuǎn)換電路207、環(huán)境溫度測(cè)量電路208、固態(tài)繼電器輸出電路209、數(shù)字量輸入電路210組成。其中電壓檢測(cè)電路204采集焊機(jī)201在焊接過(guò)程中的焊接電壓值和焊接電流值(通過(guò)電流互感器轉(zhuǎn)成電壓值)并送入高速A/D轉(zhuǎn)換電路207轉(zhuǎn)成數(shù)字量后傳給數(shù)據(jù)分析處理板卡102進(jìn)行后期處理；走絲速度傳感器205采集焊絲移動(dòng)速度并轉(zhuǎn)成4-20mA信號(hào)傳輸給電流檢測(cè)電路206，再送入高速A/D轉(zhuǎn)換電路207轉(zhuǎn)成數(shù)字量后傳給數(shù)據(jù)分析處理板卡102進(jìn)行后期處理；環(huán)境溫度測(cè)量電路208直接采集環(huán)境溫度，并送入高速A/D轉(zhuǎn)換電路207轉(zhuǎn)成數(shù)字量后傳給數(shù)據(jù)分析處理板卡102進(jìn)行后期處理；數(shù)字量輸入電路210檢測(cè)工件的移動(dòng)速度(通過(guò)光柵傳感器轉(zhuǎn)成數(shù)字量)，再傳給數(shù)據(jù)分析處理板卡102進(jìn)行后期處理；固態(tài)繼電器輸出電路209接收數(shù)據(jù)分析處理板卡102的控制信號(hào)，并控制焊機(jī)201的啟停與LED燈柱203的指示燈。如圖3所示數(shù)據(jù)分析處理板卡結(jié)構(gòu)示意圖，數(shù)據(jù)分析處理板卡102主要由微處理器301、RAM芯片302與電源調(diào)整電路303組成。微處理器301接收來(lái)自數(shù)據(jù)采集板卡101的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理和分析，然后通過(guò)液晶顯示模塊105顯示或者是通過(guò)通訊模塊104傳給上位機(jī)PC，并且把所有處理過(guò)和未處理過(guò)的數(shù)據(jù)都存到外部?jī)?chǔ)存模塊103中。所述通訊模塊104是可擴(kuò)展模塊，可根據(jù)用戶需要配置不同的通信模塊，如USB、以太網(wǎng)、RS232/485、WIFI無(wú)線模塊、ZigBee無(wú)線模塊等，可以把本焊接過(guò)程參數(shù)記錄和焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通過(guò)一定的形式傳給上位機(jī)軟件。如圖4所示焊接過(guò)程參數(shù)記錄和焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)組成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)示意圖，焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)405可以通過(guò)通訊模塊組成通訊網(wǎng)絡(luò)，把本機(jī)的數(shù)據(jù)及時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)控室的電腦401進(jìn)行進(jìn)一步處理。以安裝的通訊模塊是ZigBee模塊為例，焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)405可以通過(guò)兩種方式接入ZigBee網(wǎng)絡(luò)。一種是焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)405通過(guò)ZigBee路由節(jié)點(diǎn)404再連接到ZigBee網(wǎng)關(guān)402，另一種是焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)405直接連接到ZigBee網(wǎng)關(guān)402。如圖5所示焊接質(zhì)量分析方法示意圖，焊接過(guò)程參數(shù)記錄和焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)對(duì)焊接參數(shù)501、工件速度502、環(huán)境溫度503進(jìn)行高速數(shù)據(jù)采集504，然后CPU比對(duì)用戶設(shè)定的工藝參數(shù)并處理分析焊接數(shù)據(jù)505，再通過(guò)液晶屏顯示過(guò)程數(shù)據(jù)及分析結(jié)果508，或者是通過(guò)通訊模塊傳給上位機(jī)PC進(jìn)行進(jìn)一步處理507，并通過(guò)SD卡記錄過(guò)程數(shù)據(jù)及分析結(jié)果509。其中用戶可以通過(guò)液晶屏設(shè)定本次焊接的工本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種焊接過(guò)程參數(shù)記錄和焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集板卡、數(shù)據(jù)分析處理板卡、外部?jī)?chǔ)存模塊、通訊模塊、液晶顯示模塊，數(shù)據(jù)采集板卡包括電壓檢測(cè)電路、走絲速度傳感器、電流檢測(cè)電路、高速A/D轉(zhuǎn)換電路、環(huán)境溫度測(cè)量電路、固態(tài)繼電器輸出電路、數(shù)字量輸入電路，其中電壓檢測(cè)電路采集焊機(jī)在焊接過(guò)程中的焊接電壓值和焊接電流值并送入高速A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)成數(shù)字量后傳給數(shù)據(jù)分析處理板卡進(jìn)行后期處理；走絲速度傳感器采集焊絲移動(dòng)速度并轉(zhuǎn)成4?20mA信號(hào)傳輸給電流檢測(cè)電路，再送入高速A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)成數(shù)字量后傳給數(shù)據(jù)分析處理板卡進(jìn)行后期處理；環(huán)境溫度測(cè)量電路直接采集環(huán)境溫度，并送入高速A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)成數(shù)字量后傳給數(shù)據(jù)分析處理板卡進(jìn)行后期處理；數(shù)字量輸入電路檢測(cè)工件的移動(dòng)速度，再傳給數(shù)據(jù)分析處理板卡進(jìn)行后期處理；固態(tài)繼電器輸出電路接收數(shù)據(jù)分析處理板卡的控制信號(hào)，并輸出控制焊機(jī)的啟停與LED燈柱的指示燈，數(shù)據(jù)分析處理板卡分析后的數(shù)據(jù)通過(guò)液晶顯示模塊顯示并儲(chǔ)存到外部?jī)?chǔ)存模塊，或通過(guò)通訊模塊傳輸給上位機(jī)PC進(jìn)行后期處理。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳俊杰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究院，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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