CN105081523A - 焊缝质量检测系统及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种焊缝质量检测系统及其检测方法，所述焊缝质量检测系统包括：接受起弧信号、收弧信号的数据采集单元、测量送丝量的送丝测量单元以及接受所述数据采集单元和送丝测量单元的数据并进行处理的处理单元；所述处理单元分别根据所述数据采集单元、所述送丝测量单元的数据得出焊接时间、送丝量，并将焊接时间、送丝量与预设焊接时间、预设送丝量进行比较以评判焊缝质量。相较于现有技术，本发明焊缝质量检测系统能够自动检测焊缝质量，且检测精度极高，有效提高了焊缝检测效率，降低了误判率，提高了工业生产自动化程度，降低了对劳动力的需求，降低了生产成本。

Description

焊缝质量检测系统及其检测方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种焊缝质量检测系统及其检测方法。

背景技术

焊缝质量不仅影响焊接产品的使用性能和寿命，而且还影响人身安全和财产安全。因此，在进行焊接工艺后，需要对焊缝进行检测，以确保焊缝质量达到要求。

随着焊接自动化的应用，人机协作的焊接工作站越来越多。此类焊接工作站通常由工人负责上下料，由机器人或者焊接机负责焊接工作。当焊接设备发生故障的时候，由于误操作或者疏忽，操作工可能将焊缝质量不合格的产品当作合格产品送入下一加工环节，从而引发一系列不良后果。此外，人工检测焊缝质量时，检测工人可能会因精神状态不佳、疲惫或者眼花而误判或者漏判不合格焊缝，从而给生产带来不良影响，甚至会影响公司产品的声誉。

鉴于上述问题，有必要提供一种焊缝质量检测系统及其检测方法，以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题是提供一种焊缝质量检测系统及其检测方法，该焊缝质量检测系统能够自动检测焊缝质量，且检测精度极高，有效提高了焊缝检测效率，降低了误判率，提高了工业生产自动化程度，降低了对劳动力的需求，降低了生产成本。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种焊缝质量检测系统，包括：接受起弧信号、收弧信号的数据采集单元、测量送丝量的送丝测量单元以及接受所述数据采集单元和送丝测量单元的数据并进行处理的处理单元；所述处理单元分别根据所述数据采集单元、所述送丝测量单元的数据得出焊接时间、送丝量，并将焊接时间、送丝量与预设焊接时间、预设送丝量进行比较以评判焊缝质量；所述送丝测量单元包括支架、安装在所述支架上以输送焊丝的送丝轮、与所述送丝轮相配合的随动轮以及与所述送丝轮相配合以测量送丝量的编码器。

进一步地，所述送丝测量单元还设置有调节机构以调节所述随动轮、送丝轮以及焊丝之间的压力；所述调节机构包括安装板、压板以及固定件；所述安装板枢接安装在所述支架上；所述压板的一端安装在所述安装板上，另一端通过所述固定件活动固定在所述支架上。

进一步地，所述调节机构还包括弹性元件，所述弹性元件位于所述压板和支架之间以便顶起所述压板，使得所述压板抵持所述固定件。

进一步地，所述送丝测量单元还设置有送丝管固定块以固定送丝管，所述送丝管固定块位于所述随动轮和送丝轮的两侧，其上设置有收容所述送丝管的收容孔。

进一步地，所述支架底部设置有绝缘座以将所述送丝测量单元与焊接电源地线绝缘。

进一步地，所述焊缝质量检测系统还设置有显示单元，以显示焊接时间、送丝量大小、焊缝质量。

进一步地，所述焊缝质量检测系统还设置有输入单元，以便设置预设焊接时间、预设送丝量。

进一步地，所述质量检测系统还包括用于检查送丝量检测值与实际送丝量是否匹配的点检模块。

一种焊缝质量检测方法，包括如下步骤：

测量焊接时间；

测量送丝量大小；

判断焊接时间是否位于预设焊接时间范围内；

判断送丝量是否位于预设送丝量范围内；

若焊接时间位于预设焊接时间范围内，且送丝量位于预设送丝量范围内，则焊缝质量合格，否则焊缝质量不合格。

进一步地，所述质量检测系统还包括用于检查送丝量检测值与实际送丝量是否匹配的点检模块，所述焊缝质量检测方法还包括点检步骤：送丝测量单元按照预定量的焊丝量送丝并将焊丝剪断，将送丝测量单元测出的送丝量与预定量的焊丝量进行比较，若送丝测量单元测出的送丝量在预定量的焊丝量允许的误差范围内，则送丝量检测值与实际送丝量匹配，否则送丝量检测值与实际送丝量不匹配。

本发明的有益效果是：相较于现有技术，本发明焊缝质量检测系统能够自动检测焊缝质量，且检测精度极高，有效提高了焊缝检测效率，降低了误判率，提高了工业生产自动化程度，降低了对劳动力的需求，降低了生产成本。

附图说明

图1所示为本发明焊缝质量检测系统的模块示意图。

图2所示为送丝测量单元的立体示意图。

图3所示为图2去掉编码器和绝缘座后在AA方向上的剖视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明并不限于这些实施方式。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

请参阅图1所示，本发明焊缝质量检测系统100包括接受起弧信号、收弧信号的数据采集单元10、测量送丝量的送丝测量单元20、接受所述数据采集单元10和送丝测量单元20的数据并进行处理的处理单元30、显示单元40以及输入单元50、用于检查送丝量检测值与实际送丝量是否匹配的点检模块（未图示）。所述处理单元30根据所述数据采集单元10和所述送丝测量单元20的数据得出焊接时间和送丝量，并将焊接时间、送丝量与预设焊接时间、预设送丝量进行比较以评判焊缝质量。其中，焊接时间用来判断某段焊缝是否达到一定长度、送丝量用于判断某段焊缝的填充量是否达到一定程度，通过检测焊接时间和送丝量的大小来综合判断焊缝质量。

请参阅图1所示，所述数据采集单元10接受焊接设备所发送的起弧信号、收弧信号，并将起弧信号、收弧信号发送给所述处理单元30。所述处理单元30根据起弧信号和收弧信号之间的间隔计算出焊接时间。

请参阅图1、图2以及图3所示，所述送丝测量单元20包括支架21、安装在所述支架21上以输送焊丝的送丝轮22、与所述送丝轮22相配合的随动轮23、与所述送丝轮23相配合以测量送丝量的编码器24、调节机构25以及送丝管固定块26。所述支架21底部设置有绝缘座211以将所述送丝测量单元20与焊接设备的电源地线绝缘，谨防产生引弧而烧断焊丝。所述送丝轮22通过枢轴221枢接安装在所述支架21上。所述随动轮23与所述送丝轮22相配合，其通过枢轴231枢接安装在所述调节机构25上。所述编码器24通过联轴器27与所述枢轴221相连接，从而将焊丝的进给转化为所述编码器24的脉冲数。所述编码器24将测得的脉冲数发送给所述处理单元30，所述处理单元30根据脉冲数计算出送丝量。所述调节机构25包括安装板251、压板252、弹性元件253以及固定件254。所述安装板251通过转轴2511枢接安装在所述支架21上。所述随动轮23通过所述枢轴231枢接安装在所述安装板251上。所述压板252的一端安装在所述安装板251上，另一端通过所述固定件254活动固定在所述支架21上。所述弹性元件253位于所述压板252和所述支架21之间，以便顶起所述压板252，使得所述压板252抵持所述固定件254。在本实施例中，所述弹性元件253为弹簧，所述固定件254为螺钉，所述螺钉穿过所述压板252、弹簧，并锁入所述支架21。所述送丝管固定块26位于所述送丝轮22和所述随动轮23的两侧，其上设置有收容送丝管的收容孔261，以防因所述送丝管松动而导致焊丝脱离所述送丝轮22。

请参阅图1所示，所述处理单元30为单片机，所述显示单元40为液晶显示屏，用以实时显示焊接时间、送丝量、焊缝质量等参数以及送丝测量单元20的故障状态、故障复位。所述输入单元50为键盘，具有数字输入、重置、取消、确定等按钮，用以设置预设焊接时间、预设送丝量。虽然在本实施例中，所述显示单元40、输入单元50相互分离，但是在其它实施例中，所述显示单元40、输入单元50亦可以整合成一个整体，例如触摸显示屏。

当使用本发明焊缝质量检测系统100时，首先将焊缝质量检测系统100安装在焊接设备上，然后将送丝管固定在所述送丝管固定块26上，并将焊丝穿过所述送丝轮22和所述随动轮23之间。当所述焊丝、送丝轮22以及随动轮23之间的压力过紧时，拧紧所述固定件254，此时所述压板252将会在所述固定件254的作用下向下微动，从而带动所述安装板251绕所述转轴2511轻微转动，进而使得所述随动轮23作用在所述焊丝、送丝轮22上的压力变小。当所述焊丝、送丝轮22以及随动轮23之间的压力过小时，拧松所述固定件254，此时所述压板252将会在所述弹性元件253的作用下向上微动，从而带动所述安装板251绕所述转轴2511轻微转动，进而使得所述随动轮23作用在所述焊丝、送丝轮22上的压力变大。

当焊接设备开始焊接时，所述焊接设备向所述数据采集单元10发送起弧信号，所述送丝测量单元20向焊接设备输送焊丝，并测量送丝量。当焊接设备停止焊接时，所述焊接设备向所述数据采集单元10发送收弧信号。所述处理单元根据起弧信号、收弧信号计算出焊接时间，并将焊接时间、送丝量与预设焊接时间范围、送丝量范围进行比较。当焊接时间位于预设焊接时间范围内，且送丝量位于预设送丝量范围内时，焊缝质量合格，显示单元40显示产品合格；否则焊缝质量不合格，显示单元40显示产品不合格。

所述焊缝质量检测系统还具有自诊断功能，如果焊接时间和送丝量不一致的时候，可以用于判断送丝测量单元20是否发生打滑，根据需要对送丝测量单元20进行检修。

如：若焊接时间在焊接时间范围内，而送丝量大小超过限制，则判定送丝测量单元20故障，并在显示单元40高亮显示“送丝测量单元故障”，如果故障复位后，点击显示单元40上“故障复位”按钮。

本发明还揭示了一种焊缝质量检测方法，包括如下步骤：

S1：根据起弧信号和收弧信号之间的时间间隔测量焊接时间；

S2：测量送丝量大小；

S3：判断焊接时间是否位于预设焊接时间范围内，以确定焊缝是否达到要求的标准；

S4：判断送丝量是否位于预设送丝量范围内，以判断焊缝的填充量是否达到标准；

S5：若焊接时间位于预设焊接时间范围内，且送丝量位于预设送丝量范围内，则焊缝质量合格，否则焊缝质量不合格。其中焊接时间范围与送丝量范围是工人根据经验或者试验方法确定，并将参数输入至显示单元40。

所述焊缝质量检测方法还包括不定时检测送丝测量单元20是否检测准确的点检步骤。在显示单元40增加“点检”按钮，按下“点检”按钮后，焊缝质量检测系100统按照预定量的焊丝量进行送丝并将送出的焊丝剪断；将送丝测量单元测出的送丝量与预定量的焊丝量进行比较，若送丝测量单元20测出的送丝量在预定量的焊丝量允许的误差范围内，则送丝量检测值与实际送丝量匹配，否则送丝量检测值与实际送丝量不匹配，需要对送丝检测单元20进行检修。

相较于现有技术，本发明焊缝质量检测系统100能够自动检测焊缝质量，且检测精度极高，有效提高了焊缝检测效率，降低了误判率，提高了工业生产自动化程度，降低了对劳动力的需求，降低了生产成本。

特别需要指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明的教导下所作的针对本发明的等效变化，仍应包含在本发明申请专利范围所主张的范围中。

Claims (10)

1.一种焊缝质量检测系统，其特征在于，包括：接受起弧信号、收弧信号的数据采集单元、测量送丝量的送丝测量单元以及接受所述数据采集单元和送丝测量单元的数据并进行处理的处理单元；所述处理单元分别根据所述数据采集单元、所述送丝测量单元的数据得出焊接时间、送丝量，并将焊接时间、送丝量与预设焊接时间、预设送丝量进行比较以评判焊缝质量；所述送丝测量单元包括支架、安装在所述支架上以输送焊丝的送丝轮、与所述送丝轮相配合的随动轮以及与所述送丝轮相配合以测量送丝量的编码器。

2.如权利要求1所述的焊缝质量检测系统，其特征在于：所述送丝测量单元还设置有调节机构以调节所述随动轮、送丝轮以及焊丝之间的压力；所述调节机构包括安装板、压板以及固定件；所述安装板枢接安装在所述支架上；所述压板的一端安装在所述安装板上，另一端通过所述固定件活动固定在所述支架上。

3.如权利要求2所述的焊缝质量检测系统，其特征在于：所述调节机构还包括弹性元件，所述弹性元件位于所述压板和支架之间以便顶起所述压板，使得所述压板抵持所述固定件。

4.如权利要求1所述的焊缝质量检测系统，其特征在于：所述送丝测量单元还设置有送丝管固定块以固定送丝管，所述送丝管固定块位于所述随动轮和送丝轮的两侧，其上设置有收容所述送丝管的收容孔。

5.如权利要求1所述的焊缝质量检测系统，其特征在于：所述支架底部设置有绝缘座以将所述送丝测量单元与焊接电源地线绝缘。

6.如权利要求1所述的焊缝质量检测系统，其特征在于：所述焊缝质量检测系统还设置有显示单元，以显示焊接时间、送丝量大小、焊缝质量。

7.如权利要求1所述的焊缝质量检测系统，其特征在于：所述焊缝质量检测系统还设置有输入单元，以便设置预设焊接时间、预设送丝量。

8.如权利要求1所述的焊缝质量检测系统，其特征在于：所述质量检测系统还包括用于检查送丝量检测值与实际送丝量是否匹配的点检模块。

9.一种用于权利要求1所述的焊缝质量检测系统的焊缝质量检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

测量焊接时间；

测量送丝量大小；

判断焊接时间是否位于预设焊接时间范围内；

判断送丝量是否位于预设送丝量范围内；

若焊接时间位于预设焊接时间范围内，且送丝量位于预设送丝量范围内，则焊缝质量合格，否则焊缝质量不合格。

10.如权利要求9所述的焊缝质量检测方法，其特征在于：所述质量检测系统还包括用于检查送丝量检测值与实际送丝量是否匹配的点检模块，所述焊缝质量检测方法还包括点检步骤：送丝测量单元按照预定量的焊丝量送丝并将焊丝剪断，将送丝测量单元测出的送丝量与预定量的焊丝量进行比较，若送丝测量单元测出的送丝量在预定量的焊丝量允许的误差范围内，则送丝量检测值与实际送丝量匹配，否则送丝量检测值与实际送丝量不匹配。