CN102430883B - 焊接在线监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明焊接在线监控系统，涉及一种焊接监控系统，该焊接在线监控系统包括主控制器及分别与主控制器连接的定位检测模块、焊枪磁性检测模块、报警模块、夹具控制模块、面板LED模块、数码管显示模块，可通过定位检测模块做到精准定位，且定位信息可由面板LED模块显示，若位置不对报警模块会发出报警，可通过焊枪磁性检测模块检测焊接的点数，并将点数及过程状态显示在数码管显示模块中，因此，能实现零部件放置在焊接生产线的夹具上精确定位和状态指示，防止焊接过程出现漏焊、错焊，夹具控制模块在焊接前后可控制焊接夹具自动关闭或打开，提高焊接生产线的自动化程度、减轻一线员工劳动强度。

Description

焊接在线监控系统

技术领域

本发明涉及一种焊接监控系统，特别涉及一种焊接在线监控系统。 

背景技术

随着控制技术的发展，越来越多的企业采用机器人焊接，但是采用机器人焊接设备投资成本非常高，动辄上百万，尤其是产品为小批量多品种时，更无法发挥机器人批量制造的优势。但采用手工焊接方法，焊接质量基本上依靠工人的技术水平及临场发挥，没有自动监控或测试，仅凭工人自检目测，使工件焊接质量带有极大的随意性，难以保证批量制造的质量稳定性，且由于焊接完成后难于对不合格品返工或补焊，因此焊接应重点放在过程控制中。

传统的工业生产线线体检测设备通常采用PLC控制或者直接采用简单的触发继电器系统来搭建，其缺点是体积大、成本高、不容易安装在实际的生产线体上，且功能简单，无法满足现场恶劣环境的监控的具体要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种能有效防止机械行业零部件焊接生产线出现漏焊、错焊、零部件定位偏移等问题并提高焊接生产线的自动化程度、减轻一线员工劳动强度的焊接在线监控系统。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：一种焊接在线监控系统，该焊接在线监控系统包括主控制器及分别与主控制器连接的定位检测模块、焊枪磁性检测模块、报警模块、夹具控制模块、面板LED模块、数码管显示模块，所述定位检测模块包括安装在焊接夹具上以检测位置信息的接近开关及连接在接近开关与主控制器间将接近开关收集到的信号传给主控制器的无源光耦TLP521，所述焊枪磁性检测模块包括安装在焊枪上以检测焊接信息的霍尔传感器及连接在霍尔传感器与主控制器间将霍尔传感器收集到的信号传给主控制器的无源光耦TLP521，所述报警模块包括声光报警器及连接在声光报警器输入端与主控制器输出端间的三级管，所述夹具控制模块包括控制夹具打开或关闭的电磁阀、输出端与电磁阀输入端连接的固态继电器及连接在固态继电器输入端与主控制器输出端间的无源光耦TLP521，所述面板LED模块包括锁存器、译码器及LED灯，锁存器的输入端分别与主控制器、译码器的输出端连接，锁存器的输出端与LED灯连接，译码器的输入端与主控制器连接，所述数码管显示模块包括移位寄存器、驱动芯片及数码管，移位寄存器的输入端与主控制器的输出端连接，移位寄存器的输出端与驱动芯片的输入端连接，驱动芯片的输出端与数码管连接。 

其中所述三级管为SS8050。

其中所述电磁阀包括控制焊接夹具关闭的电磁阀Ⅰ和控制焊接夹具打开的电磁阀Ⅱ，固态继电器包括输出端分别与电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ的输入端连接的固态继电器Ⅰ和固态继电器Ⅱ，无源光耦TLP521的输出端分别与固态继电器Ⅰ和固态继电器Ⅱ的输入端连接。

其中所述固态继电器Ⅰ和固态继电器Ⅱ均为SDI1102D。

其中所述锁存器为74HC573。

其中所述译码器为74HC138。

其中所述LED灯为64路双色LED灯。

其中所述移位寄存器为CD4094。

其中所述驱动芯片为ULN2803。

其中所述主控制器为AT89S52。

本发明焊接在线监控系统具有如下有益效果：

1、实现零部件放置在焊接生产线的焊接夹具上精确定位和状态指示

本发明焊接在线监控系统由于设有定位检测模块、焊枪磁性检测模块、报警模块、夹具控制模块、面板LED模块、数码管显示模块，可通过定位检测模块做到精准定位，且定位信息可由面板LED模块显示，若位置不对报警模块会发出报警，可通过焊枪磁性检测模块检测焊接的点数，并将点数及过程状态显示在数码管显示模块中，因此，能实现零部件放置在焊接生产线的夹具上精确定位和状态指示。

2、防止焊接过程出现漏焊、错焊

本发明焊接在线监控系统由于设有定位检测模块、焊枪磁性检测模块、报警模块、夹具控制模块、面板LED模块、数码管显示模块，若位置不对报警模块会发出报警，因此可有效防止错焊，可通过焊枪磁性检测模块检测焊接的点数，并将点数显示在数码管显示模块中，也能有效防止焊接过程出现漏焊。

3、提高生产效率和减轻工作强度

本发明焊接在线监控系统由于设有夹具控制模块，在焊接前后可控制焊接夹具自动关闭或打开，提高焊接生产线的自动化程度、减轻一线员工劳动强度。

下面结合附图和实施例对本发明焊接在线监控系统作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明焊接在线监控系统的结构框图；

图2是本发明焊接在线监控系统的工作流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明焊接在线监控系统，该焊接在线监控系统包括主控制器及分别与主控制器连接的定位检测模块6、焊枪磁性检测模块5、报警模块3、夹具控制模块4、面板LED模块1、数码管显示模块2，在本实施例中主控制器为AT89S52，当然主控制器也为与AT89S52性能相近或相同的其它单片机。

所述定位检测模块6包括安装在焊接夹具上以检测位置信息的接近开关及连接在接近开关与主控制器间将接近开关收集到的信号传给主控制器的无源光耦TLP521，接近开关采集到焊接夹具和零部件状态信息传递给主控制器，主控制器对信息进行处理从而得到被检测的焊接夹具和零部件的位置是否到位，确保零部件焊接位置精准到位，通过无源光耦TLP521对接近开关采集到信号进行隔离，防止主控制器受到外部信号干扰。

所述面板LED模块1包括锁存器、译码器及LED灯，锁存器的输入端分别与主控制器、译码器的输出端连接，锁存器的输出端与LED灯连接，译码器的输入端与主控制器连接。在本实施例中锁存器为74HC573、译码器为74HC138、LED灯为64路双色LED灯，通过锁存器74HC573和译码器74HC138配合使用，推动64路双色LED灯的驱动和控制。该面板LED模块用于显示定位检测模块6中接近开关的状态，接近开关检测到零部件时，对应的LED灯显示绿灯；否则对应的LED灯显示红灯。

所述焊枪磁性检测模块5包括安装在焊枪上以检测焊接信息的霍尔传感器及连接在霍尔传感器与主控制器间将霍尔传感器收集到的信号传给主控制器的无源光耦TLP521。该焊枪磁性检测模块用来检测焊枪在焊接的磁场强度，焊枪正在焊接时，磁场强度比较大，则霍尔传感器发出接通的信号给主控制器，表示焊接一次；否则，表示不正在焊接。焊枪磁性检测模块5与主控制器之间的信号连接是先对霍尔传感器信号进行滤波（图中未示出滤波电路），然后再经过无源光耦TLP521对信号进行隔离，防止主控制器受到外部信号干扰。

所述数码管显示模块2包括移位寄存器、驱动芯片及数码管，移位寄存器的输入端与主控制器的输出端连接，移位寄存器的输出端与驱动芯片的输入端连接，驱动芯片的输出端与数码管连接。在本实施例中移位寄存器为CD4094、驱动芯片为ULN2803。该数码管显示模块主要用于显示工作的过程状态和焊接点数；由主控制器发出指令信息进行控制。

所述报警模块3包括声光报警器及连接在声光报警器输入端与主控制器输出端间的三级管，在本实施例中三级管为SS8050，SS8050为大功率三极管可直接驱动声光报警器工作。该报警模块主要用于在错误时发出警报。

所述夹具控制模块4包括控制夹具打开或关闭的电磁阀、输出端与电磁阀输入端连接的固态继电器及连接在固态继电器输入端与主控制器输出端间的无源光耦TLP521。电磁阀包括控制焊接夹具关闭的电磁阀Ⅰ和控制焊接夹具打开的电磁阀Ⅱ，固态继电器包括输出端分别与电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ的输入端连接的固态继电器Ⅰ和固态继电器Ⅱ，无源光耦TLP521的输出端分别与固态继电器Ⅰ和固态继电器Ⅱ的输入端连接。固态继电器Ⅰ和固态继电器Ⅱ均为SDI1102D。该夹具控制模块主要用于驱动电磁阀、及由电磁阀控制的执行部件（焊接夹具）工作，可以进行关闭夹具和打开夹具，提高焊接的自动化程度。

本发明焊接在线监控系统的工作流程如图2所示，在开始工作后由定位检测模块6的接近开关检测信号，接近开关检测到零部件时，对应的LED灯显示绿灯，否则继续检测；接近开关检测到零部件后继续检测是否所有夹钳（夹钳为焊接夹具上的夹紧部件）和零件都到位，仅所有夹钳到位报警模块3的声光报警器发出报警，若仅所有零件到位，进入等待状态，数码管显示模块的数码管显示F2，所有夹钳和零件都到位后由焊枪磁性检测模块5的霍尔传感器检测是否有焊接在进行，是则焊接点数加一，由主控制器判断焊接点数是否达到预设值，若接点数未达到预设值霍尔传感器继续检测，若焊接点数达到预设值则表示焊接完成，主控制器即可通过控制电磁阀Ⅱ，由电磁阀Ⅱ控制焊接夹具打开工件，完成焊接后系统自动复位焊接点数，即将焊接点数重设为0。

以上实施例仅为本发明的较佳实施例，本发明的结构并不限于上述实施例列举的形式，如主控制器、三级管、锁存器、译码器、移位寄存器、驱动芯片等所选用的型号并不限于上述实施例所列举的型号，也可为其它具有相同或相近性能的产品，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种焊接在线监控系统，其特征在于，该焊接在线监控系统包括主控制器及分别与主控制器连接的定位检测模块(6)、焊枪磁性检测模块(5)、报警模块(3)、夹具控制模块(4)、面板LED模块（1）、数码管显示模块（2），所述定位检测模块(6)包括安装在焊接夹具上以检测位置信息的接近开关及连接在接近开关与主控制器间将接近开关收集到的信号传给主控制器的无源光耦TLP521，所述焊枪磁性检测模块(5)包括安装在焊枪上以检测焊接信息的霍尔传感器及连接在霍尔传感器与主控制器间将霍尔传感器收集到的信号传给主控制器的无源光耦TLP521，所述报警模块(3)包括声光报警器及连接在声光报警器输入端与主控制器输出端间的三级管，所述夹具控制模块(4)包括控制夹具打开或关闭的电磁阀、输出端与电磁阀输入端连接的固态继电器及连接在固态继电器输入端与主控制器输出端间的无源光耦TLP521，所述电磁阀包括控制焊接夹具关闭的电磁阀Ⅰ和控制焊接夹具打开的电磁阀Ⅱ，固态继电器包括输出端分别与电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ的输入端连接的固态继电器Ⅰ和固态继电器Ⅱ，无源光耦TLP521的输出端分别与固态继电器Ⅰ和固态继电器Ⅱ的输入端连接，所述面板LED模块（1）包括锁存器、译码器及LED灯，锁存器的输入端分别与主控制器、译码器的输出端连接，锁存器的输出端与LED灯连接，译码器的输入端与主控制器连接，所述数码管显示模块（2）包括移位寄存器、驱动芯片及数码管，移位寄存器的输入端与主控制器的输出端连接，移位寄存器的输出端与驱动芯片的输入端连接，驱动芯片的输出端与数码管连接。