CN108806464A - 激光焊接智能教学实训系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光焊接智能教学实训系统，包括交流电源、激光电源、整机控制电路、激光器，加工平台，冷却系统和教学辅助控制器；交流电源对激光电源输入交流电源，该激光电源对激光器提供电源输入，激光器输出激光至加工平台进行激光焊接加工；冷却系统用来对激光器提供冷却保护并进行报警，将冷却信号传输至该激光器；所述交流电源还对整机控制电路提供电源，整机控制电路对该教学辅助控制器提供电源；激光电源将报警信号输入至该教学辅助控制器；该教学辅助控制器，用于控制激光加工并进行教学指导。本发明在于提供一种具备实时监控、实训项目语音教学导向、操作失误报错并具有设备使用数据分析和存储功能的激光焊接教学实训系统。

Description

激光焊接智能教学实训系统

技术领域

本发明属于教学培训领域，尤其涉及一种激光焊接智能教学实训系统。

背景技术

激光加工技术在职业、本科院校教学应用中，位列于光机电专业中的特种加工方向，而激光焊接应用在当今激光加工技术当中应用最为广泛，因此各职业院校在相关专业的实训单元建设中多会采购激光焊接类设备作为其教学实训项目。当今市场主流的激光焊接设备也多种多样，有固体、光纤激光器等以激光器类型分类的产品，也有例如手动/手持点焊、半自动焊接、自动化连续焊等以应用类型分类的产品。这各类产品基本涵盖了市场主流的应用，职业院校采用此类产品也可以基本满足常规的教学实训需求。但根据当前职业教育的发展，工业级的激光加工设备已经很难再满足各院校深层次的教学应用需求：(1)目前机电类实训课程多数还是由老师现场指导来进行教学，对设备的实操、讲解都要逐步讲解，如果设备多、学生多，一个代课老师的教学工作量会很大；(2)由于学校的实训设备是根据具体教学计划及课程安排来进行使用的，使用率比起企业来看要低得多，这种情况下对教学设备的管理工作就尤为重要，稍有不当就会造成不必要的损失。

传统的激光焊接设备，集成度高，通常用于工业加工领域，只能完成针对性较强的加工应用。在实际的职业教育教学应用当中，有以下两类缺陷：(1)此类传统设备不具备不具备对学生的实训项目进行智能语音向导和报错，难以对学生的实训操作起到辅助引导作用，基本还是依靠老师的实时教学，此种传统教学模式在一个班级人数较多、或设备较多的情况下，老师是很难顾及的，从而会导致教学效果不理想、老师工作量大、容易发生误操作引起的设备故障等等；(2)此类传统设备不具备设备信息管理功能，比如：设备无法记录使用信息，如出现故障不能追溯设备最后的使用情况及使用人员信息；设备长时间闲置，需要定期保养或检查易损件时，不能自主提醒使用者相应的处理措施而导致的设备损耗。因此，在当前职业教育领域，激光焊接教学类设备非常有必要实现辅助教学和设备信息管理这方面的智能化功能，而当前市场上的传统激光设备是没有实现的。

中国专利申请号为：201610415821.0，申请日是:2016年06月14日，公开日是：2016年08月17日，专利名称为：激光焊接系统及激光焊接方法，公开了一种激光焊接系统及激光焊接方法。本发明提供的激光焊接系统，包括上下料系统，视觉与测距系统，激光焊接系统和PLC控制系统；所述上下料系统包括主流水线和多个次流水线；其中，所述PLC控制系统调控多个待加工产品的移动，并控制所述视觉与测距系统对所述待加工产品进行信息收集，之后结合收集的信息控制所述激光焊接系统对所述待加工产品进行焊接。在进行激光焊接时，由于通过PLC控制系统实现主流水线和多个次流水线的控制，提高了生产效率和生产质量，并且可以获得一致的焊接外观和强度，提高了自动化程度。

上述专利文献公开了一种激光焊接系统及激光焊接方法，但是，没有公开将实时监控、实训项目语音教学向导、操作失误报错等智能教学功能和包含设备使用记录、设备档案查询、设备定期维护及消息推送等设备管理辅助功能集成于一体的激光焊接加工教学系统。

发明内容

有鉴于此，本发明在于提供一种具备实时监控、实训项目语音教学导向、操作失误报错并具有数据分析和存储功能的激光焊接教学实训系统。

为了实现本发明目的，可以采取以下技术方案：

一种激光焊接智能教学实训系统，包括交流电源、激光电源、整机控制电路、激光器，加工平台，冷却系统和教学辅助控制器；所述交流电源对激光电源输入交流电源，该激光电源将交流电源转换为直流电对激光器提供电源输入，所述激光器输出激光至加工平台进行激光焊接加工；所述冷却系统，用来对激光器提供冷却保护并进行报警，将冷却信号传输至该激光器，该冷却系统将报警信号输入至激光电源；

所述交流电源还对整机控制电路提供电源，所述整机控制电路将交流电源转换为直流电源对该教学辅助控制器提供直流电源；所述激光电源将报警信号输入至该教学辅助控制器；所述教学辅助控制器，用于控制激光加工并对激光焊接加工进行校正。

所述教学辅助控制器包括语音播放器，该教学辅助控制器将语音信号传输至该语音播放器，通过该语音播放器将语音信号进行播放。

所述所述教学辅助控制器包括监控模块，该监控模块，用于监控激光焊接加工并进行记录，所述监控模块将监控信号传输至所述教学辅助控制器。

所述监控模块为视频监控仪。

所述教学辅助控制器还包括辅助控制器，该辅助控制器，用于对所述教学辅助控制器数据进行分析控制。

所述辅助控制器为单片机。

所述辅助控制器包括后台数据存储模块，该后台数据存储模块，用于将辅助控制器分析数据进行存储。

本发明提供的技术方案的有益效果是:1)本发明通过在激光焊接实训设备中集成视觉监控系统、语音播报系统、教学辅助软件、后台执行数据库等智能系统，使激光焊接教学设备区别于普通工业级加工产品，具备更加智能化的教学辅助和应用功能；2)本发明更好地为专业老师提供教学辅助，减少老师的教学工作量、提升教学质量；3)本发明更好地协助设备管理者，合理进行设备维护、提高设备的使用率，减少故障及相应损耗，从而降低学校的资产维护费用。

附图说明

图1为本发明实施例激光焊接智能教学实训系统方框图。

具体实施方式

下面结合附图及本发明的实施例对发明作进一步详细的说明。

实施例1

参看图1，该激光焊接智能教学实训系统，包括交流电源1、激光电源4、整机控制电路2、激光器5，加工平台6，冷却系统7和教学辅助控制器3；所述交流电源1为三相交流电AC380V电源输入，对激光电源4供电源；所述激光电源4将交流电源转换为直流电对激光器5提供电源输入，所述激光器5输出激光至加工平台6(二维伺服工作台)进行激光焊接加工；

所述冷却系统7，用来对激光器5提供冷却保护并进行报警，确保该激光器5正常运行，所述冷却系统7冷却方式为循环水冷，冷却介质为纯净水,。该冷却系统7将冷却信号传输至该激光器5，所述冷却信号包含循环水流量信号和温度控制信号，信号电压为5V；若冷却系统水流量或水温控制异常，会将报警信号传输至激光电源4，则激光电源4停止工作。

所述交流电源1还对整机控制电路2提供电源，所述整机控制电路2将交流电源转换为直流电源对该教学辅助控制器3提供直流电源，所述整机控制电路2给教学辅助控制器提供弱电输入，DC 12V、DC 5V；所述激光电源4将报警信号输入至该教学辅助控制器3；所述教学辅助控制器3，用于控制激光加工并对激光焊接加工进行校正。所述教学辅助控制器3为CPU，该CPU不仅可以控制激光焊接加工，还能够对激光焊接进行校正，在教学过程中，更能清楚显示出激光焊接工艺方法，尤其在焊接细节部分，还能纠偏校正，更深刻理解了激光焊接工艺。

本发明整机设备通电后，所述激光电源4开始带电工作，激光电源4会输出DC 5V信号至该教学辅助控制器3，该整机控制电路2则会开始记录设备开机运行时间，并将数据传输至工控计算机。

所述激光电源4接收到来自该冷却系统7的报警信号或内/外部电路故障信号时，所述报警/故障信号共3组：分别为水温故障报警、水流量故障报警、激光电源电路故障报警，会将故障信号传输至所述教学辅助控制器3，信号电压为5V。

实施例2

参看图1，与上述实施例的不同之处在于，本发明所述教学辅助控制器3包括语音播放器8，该教学辅助控制器3将语音信号传输至该语音播放器8，通过该语音播放器8将语音信号进行播放。

本发明在激光焊接教学过程中，通过教学辅助控制器3控制激光焊接，发出语音信息指导教学，尤其是对激光焊接过程中教学辅助控制器3对激光焊接工艺细节部分的纠偏通过语音信息讲解，对操作失误进行语音报错，使激光焊接教学更加清晰明白。

所述教学辅助控制器3接收到激光电源4报警信号后，会将信号传输至该语音播放器8，该播放器8会根据数据指令播放相应音频数据。

实施例3

参看图1，与上述实施例的不同之处在于，本发明所述教学辅助控制器3包括监控模块9，该监控模块9用于监控激光焊接加工并进行记录，所述监控模块9将监控信号传输至所述教学辅助控制器3。所述监控模块3为视频监控仪。

所述监控模块9对激光加工区域进行视频监控，记录激光焊接实训的实际过程。视频监控仪将采集数据传输至教学辅助控制器3，经过数据处理后教学辅助控制器3将信息分析处理，并进行教学讲解。

实施例4

参看图1，与上述实施例的不同之处在于，本发明所述教学辅助控制器3还包括辅助控制器10，该辅助控制器10用于对所述教学辅助控制器3数据进行分析控制。所述辅助控制器10为单片机。

所述辅助控制器10包括后台数据存储模块11，该后台数据存储模块11用于将辅助控制器分析数据进行存储。

所述辅助控制器10对所述教学辅助控制器3传输的各类数据进行分析后，在后台数据存储模块11中进行数据备份和存储；并对激光实训平台进行数据记录，包括使用时间、操作人信息、监控录像存储等，可根据预设的设备维护项目和周期，实时计算设备相关的易损易耗件的使用时间(包括冷却循环水的更换时间、泵浦源的使用评率和寿命、光学件的实际使用时间、传动机构的使用时间等)，将易损易耗件的检查、更换、处理措施等相关信息推送至计算机操作界面，同时通过网络将信息推送至用户网络终端，以提醒用户进行设备维护工作，在用户进行相关维护工作后，可进行维护信息存档，方便后续查询。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种激光焊接智能教学实训系统，其特征在于：包括交流电源、激光电源、整机控制电路、激光器，加工平台，冷却系统和教学辅助控制器；所述交流电源对激光电源输入交流电源，该激光电源将交流电源转换为直流电对激光器提供电源输入，所述激光器输出激光至加工平台进行激光焊接加工；所述冷却系统，用来对激光器提供冷却保护并进行报警，将冷却信号传输至该激光器，该冷却系统将报警信号输入至激光电源；

所述交流电源还对整机控制电路提供电源，所述整机控制电路将交流电源转换为直流电源对该教学辅助控制器提供直流电源；所述激光电源将报警信号输入至该教学辅助控制器；所述教学辅助控制器，用于控制激光加工并对激光焊接加工进行校正。

2.根据权利要求1所述激光焊接智能教学实训系统，其特征在于：所述教学辅助控制器包括语音播放器，该教学辅助控制器将语音信号传输至该语音播放器，通过该语音播放器将语音信号进行播放。

3.根据权利要求1所述激光焊接智能教学实训系统，其特征在于：所述所述教学辅助控制器包括监控模块，该监控模块，用于监控激光焊接加工并进行记录，所述监控模块将监控信号传输至所述教学辅助控制器。

4.根据权利要求3所述激光焊接智能教学实训系统，其特征在于：所述监控模块为视频监控仪。

5.根据权利要求1-3任一所述激光焊接智能教学实训系统，其特征在于：所述教学辅助控制器还包括辅助控制器，该辅助控制器，用于对所述教学辅助控制器数据进行分析控制。

6.根据权利要求5所述所述激光焊接智能教学实训系统，其特征在于：所述辅助控制器为单片机。

7.根据权利要求5所述所述激光焊接智能教学实训系统，其特征在于：所述辅助控制器包括后台数据存储模块，该后台数据存储模块，用于将辅助控制器分析数据进行存储。