一种实时的焊接缺陷在线监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种实时的焊接缺陷在线监测装置，能够对焊接参数进行在线的实时监控。并将监控数据进行保存。同时通过设定的电参数标准值及通过超出标准值不匹配度与缺陷数据库的数据进行对比可评判焊缝质量。本实用新型专利技术可以快速有效的对自动焊接的参数进行监控，评判并提高自动焊接的质量。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及焊接过程中的监测装置，尤其是一种实时的焊接缺陷在线监测装置。
技术介绍
铝合金材料以其重量轻，耐蚀性好和易于采用挤压方法成型等优点成为交通运输领域减轻自重的理想材料。然而在铝合金焊接过程存在大量的裂纹、未熔合、未焊透等缺陷。尤其是在动车组铝合金车体焊接过程中，由于结构件具备较长的长度，在焊接过程中存在的焊接缺陷隐匿在焊接接头中，焊后无法发现，从而造成了极大的安全隐患。而且还存在目前动车组铝合金焊接质量问题频发，无法对焊接过程出现的缺陷及时发现和检测，事后无相应数据支持，分析难度大等问题。对于其他类似的焊接过程，也存在相同的问题。
技术实现思路
本技术主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种实时的焊接缺陷在线监测装置，实现对自动化焊接过程的工艺参数进行实时监控，实现数据的可追朔及焊接缺陷预测。为实现上述目的，本技术的技术方案是：一种实时的焊接缺陷在线监测装置，包括通过焊接电源相互连接的焊接操作系统、焊接控制系统及智能控制系统，其中：焊接操作系统，在焊接控制系统的控制下，进行焊接操作；焊接控制系统，采集焊接操作系统过程中的一项或多项电参数并传输给智能控制系统，根据智能控制系统反馈的信号控制焊接操作系统是否进行焊接操作；智能控制系统，设置一项或多项电参数的标准值，建立缺陷数据库，对焊接控制系统采集并传输来的电参数与标准值进行对比、分析、评估及判定，根据判定结果，反馈信号给焊接控制系统，从而控制焊接操作，并记录电参数及判定结果。进一步的，所述智能控制系统包括通用devicenet和智能控制器，所述通用devicenet进行电参数的设置，与所述焊接电源的电源控制端口相连，并将采集的电参数录入所述智能控制器保存并分析。进一步的，所述智能控制系统通过控制软件分析及评估收到的电参数，判断电参数与所述标准值是否匹配以及匹配度，根据匹配度选择对应的预设控制程序，输出控制信号，并将信号反馈给焊接控制程序。进一步的，当采集到的电参数与所述标准值相匹配或区配度在标准值的±10％范围内时，焊接继续。进一步的，当采集到的实时电参数与标准值不匹配，不匹配度超出标准值的20％或-18％时，调用缺陷数据库，对实时的电参数变化曲线进行智能实别，在智能控制系统中进行分析，获得当前焊接缺陷的预测及评估，记录当前事件，通过报警装置报警，并停止焊接。进一步的，所述电参数包括电压参数、和/或电流参数、和/或气流量参数。综上所述，本技术提供的一种实时的焊接缺陷在线监测方法及装置，结合装置和方法，能够对焊接参数进行在线的实时监控。并将监控数据进行保存。同时通过设定的电参数标准值及通过超出标准值不匹配度与缺陷数据库的数据进行对比可评判焊缝质量。本技术可以快速有效的对自动焊接的参数进行监控，评判并提高自动焊接的质量。附图说明图1：本技术一种实时的焊接缺陷在线监测装置的系统组成示意图；图2：本技术一种实时的焊接缺陷在线监测方法的控制流程示意图。其中：通用devicenet1，电流传感器2，机器人示教器3，机器人控制柜4，电压传感器5，焊接操作平台6，机器人底座7，机器人8，焊枪9，控制界面10，智能控制器11，报警装置12，保护气瓶13，气流量传感器14，电源控制端口15，焊接电源16，焊接电源正板17，焊接电源负极18。具体实施方式下面结合附图及具体实施方式对本技术作进一步的详细描述。本技术提供了一种实时的焊接缺陷在线监测装置，包括通过焊接电源16相互连接的焊接操作系统、焊接控制系统及智能控制系统，其中：焊接操作系统，在焊接控制系统的控制下，进行焊接操作；焊接控制系统，采集焊接操作系统过程中的一项或多项电参数并传输给智能控制系统，根据智能控制系统反馈的信号控制焊接操作系统是否进行焊接操作；智能控制系统，设置一项或多项电参数的标准值，建立缺陷数据库，对焊接控制系统采集并传输来的电参数与标准值进行对比、分析、评估及判定，根据判定结果，选择控制程序，并将控制信号反馈给焊接控制系统，从而控制焊接操作，并记录电参数及判定结果。如图1所示，通用devicenet1(Devicenet是90年代中期发展起来的一种基于CAN(ControllerAreaNetwork)技术的开放型、符合全球工业标准的低成本、高性能的通信网络，最初由美国Rockwell公司开发应用。Devicenet现已成为国际标准IEC62026-3《低压开关设备和控制设备控制器设备接口》，并已被列为欧洲标准，也是实际上的亚洲和美洲的设备网标准。2002年10月DeviceNet被批准为中国国家标准GB/T18858.3-2002，并于2003.4.1起实施。)与焊接电源16的电源控制端口15电连接，输出端与机器人控制柜4电连接，并通过机器人示教器3来进行机器人8和焊接电源16的通讯及控制。电流传感器2与焊接电源负极18电连接，电压传感器5与焊接电源负极18相串联，并与焊接操作平台6电连接，保护气瓶13接气流量传感器14后与焊接电源控制端口15相电连接。电流传感器2、电压传感器5、气流量传感器14，三路传感器能够实时对电流、电压、气流量三种电参数进行采集，在本实施例中，采样频率为200—500点/秒。焊接电源正极17与焊枪9电连接，并与焊接操作平台6、焊接电源16形成焊接回路。焊枪9安装在机器人8的末端执行器上，在焊接操作平台6上进行焊接操作，机器人8安装在机器人支座7上保证机器人8的可达性。通用devicenet1与智能控制器11相连，通用devicenet1进行电参数的设置，并将采集来的电流、电压、气流量参数录入智能控制器11，并可在控制界面10中显示，通过智能控制器11保存并分析。智能控制器11内置控制软件，分析并评估收集到的电参数，判断采集到的数据与标准值是否匹配，在本实施例中，采集电流、电压及气流量的波形值，并与预定值进行匹配分析、评估，判定匹配度，根据预设控制程序及不匹配度确定后续操作，确定焊接是否继续。若波形匹配或不匹配度在标准值的±10％范围内，则焊接继续；若不匹配，且不匹配度超出黄色预警值(设定值的±10％)，通过报警装置12进行黄色预警，说明此时有可能存在焊接缺陷，但缺陷不足以影响焊接质量，焊接缺陷在允许范围内，记录数据及当前事件情况，焊接继续；如不匹配度超出红色预警值(高于设定值+20％或低于设定值-18％)，通过报警装置12进行红色预警，说明此时必须存在严重缺陷，此时调用在智能控制器11中已建立的缺陷数据库中的相关信息，并对实时的电流、电压、气流量参数变化曲线进和智能识别，在智能控制器11中进行分析，获得当前缺陷的预测及评估，记录当前事件。根据匹配情况，选择智能控制系统中预设的程序，执行相应的后续操作。电参数的采集及与标准值的匹配步骤实时持续进行，贯穿整个焊接过程，出现红色报警，焊接暂停，当问题解决后，焊接继续，重复循环电参数的采集及与标准值匹配步骤。如图1所示，在本实施例中，焊接操作系统包括焊接操作平台6、机器人底座7、机器人8及焊接枪9；焊接控制系统包括机器人示教器3、机器人控制柜4、电流传感器2、电压传感器5、气流量传感器14及保护气瓶13；智能控制系统包括通用devicenet1、智能控制器11、控制界本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实时的焊接缺陷在线监测装置，其特征在于：包括通过焊接电源相互连接的焊接操作系统、焊接控制系统及智能控制系统，其中，焊接操作系统，在焊接控制系统的控制下，进行焊接操作；焊接控制系统，采集焊接操作系统过程中的一项或多项电参数并传输给智能控制系统，根据智能控制系统反馈的信号控制焊接操作系统是否进行焊接操作；智能控制系统，设置一项或多项电参数的标准值，建立缺陷数据库，对焊接控制系统采集并传输来的电参数与标准值进行对比、分析、评估及判定，根据判定结果，选择控制程序，并将控制信号反馈给焊接控制系统，从而控制焊接操作，并记录电参数及判定结果。

【技术特征摘要】
1.一种实时的焊接缺陷在线监测装置，其特征在于：包括通过焊接电源相互连接的焊接操作系统、焊接控制系统及智能控制系统，其中，焊接操作系统，在焊接控制系统的控制下，进行焊接操作；焊接控制系统，采集焊接操作系统过程中的一项或多项电参数并传输给智能控制系统，根据智能控制系统反馈的信号控制焊接操作系统是否进行焊接操作；智能控制系统，设置一项或多项电参数的标准值，建立缺陷数据库，对焊接控制系统采集并传输来的电参数与标准值进行对比、分析、评估及判定，根据判定结果，选择控制程序，并将控制信号反馈给焊接控制系统，从而控制焊接操作，并记录电参数及判定结果。2.如权利要求1所述的一种实时的焊接缺陷在线监测装置，其特征在于：所述智能控制系统包括通用devicenet和智能控制器，所述通用devicenet进行电参数的设置，与所述焊接电源的电源控制端口相连，并将采集的电参数录入所述智能控制器保存并分析。3.如权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：万岳雄，于龙，何晓龙，单清群，卢衍祥，林海年，宋照东，宋洪臣，王咪，宋洪杰，巩全军，张作仁，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37