CN109483070A - 一种基于蓝牙无线技术的电脉冲辅助焊接系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于蓝牙无线技术的电脉冲辅助焊接系统由上位机系统，蓝牙模块，微处理器模块，A/D转换模块，主电路模块，试样夹持模块，焊接热源模块，焊接控制模块和摄像模块组成；所述的上位机系统与蓝牙模块连接、所述的蓝牙模块与所述的微处理器模块进行连接、所述的微处理器模块与所述的主电路模块进行连接；所述的主电路模块与所述的A/D转换模块进行连接、所述的A/D转换模块与所述的微处理器模块进行连接；所述的上位机系统与所述的摄像模块进行连接；所述的主电路模块通过所述的夹持模块与所述的构件进行连接；所述的焊接控制模块与所述的焊接热源模块进行连接。本发明具有远程控制、降低实验风险、确保实验持续可靠运行的优点。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，特指一种基于蓝牙无线技术的电脉冲辅助焊接系统。
技术背景
焊接是一项重要的材料成型工艺，被广泛应用于航空航天、海洋工程、汽车等领域。然而焊接是一个材料的局部区域快速加热和冷却的过程，非均匀的温度场会在成型后的材料中产生残余应力，尤其是焊缝区域会产生较大的拉伸残余应力，从而降低了材料的屈服强度和疲劳寿命，增加了应力腐蚀开裂作用，同时也是材料产生变形和裂纹萌生、扩展、开裂的重要原因。因此，如何消除材料焊接成型时产生的拉伸残余应力一直是机械制造技术领域中的一项重要研究课题。
电脉冲时效只是消除金属固体材料的残余应力，然而对于以凝固过程作为其最终加工环节的工件，凝固过程的影响尤为重要。对于凝固后还要经过进一步加工处理的工件，凝固的影响也特别明显，因为凝固过程形成的粗大微观组织和缺陷是很难在进一步加工处理中消除的。因此在材料制造的开始就控制好凝固过程具有特别重要的意义。
电脉冲辅助焊接技术能够直接对凝固过程产生作用，能够从直接对材料焊接过程产生作用，从而实现从在材料制造的开始就对凝固过程进行控制的目的。然而电容器储能产生高能电脉冲的基本原理是首先对电容器进行充电储能，然后对负载进行放电，从而产生较大的脉冲电流。但是由于在实验过程中，电容器瞬时放电会产生极大的电流，对近距离实验操作者有极大的危险，甚至可能会产生人身伤害，所以如何远程控制电容器的充电和放电是一个迫切需要解决的问题。针对目前电脉冲产生过程无法进行远程控制的问题，本发明提出一种基于蓝牙无线技术的电脉冲辅助焊接系统，将蓝牙无线技术应用于电脉冲辅助焊接系统，实现对电脉冲辅助焊接系统的远程控制，能够降低实验过程的风险，助力电脉冲辅助焊接技术的推广和应用。
发明内容
为解决目前电脉冲产生过程无法进行远程控制的问题，本发明提出一种基于蓝牙无线技术的电脉冲辅助焊接系统，将蓝牙无线技术应用于电脉冲辅助焊接系统，实现对电脉冲辅助焊接系统的远程控制，能够降低实验过程的风险，同时将摄像模块融入到电脉冲辅助焊接系统，对电脉冲辅助焊接系统进行远程监控，能够及时发现电脉冲辅助焊接系统运行过程中产生的故障，为电脉冲辅助焊接系统的可靠运行提供必要的技术支撑，从而助力电脉冲辅助焊接技术的推广和应用。
基于蓝牙无线技术的电脉冲辅助焊接系统由上位机系统，蓝牙模块，微处理器模块，A/D转换模块，主电路模块，试样夹持模块，焊接热源模块，焊接控制模块和摄像模块组成；所述的上位机系统与蓝牙模块连接、所述的蓝牙模块与所述的微处理器模块进行连接、所述的微处理器模块与所述的主电路模块进行连接；所述的主电路模块与所述的A/D转换模块进行连接、所述的A/D转换模块与所述的微处理器模块进行连接；所述的上位机系统与所述的摄像模块进行连接；所述的主电路模块通过所述的夹持模块与所述的构件进行连接；所述的焊接控制模块与所述的焊接热源模块进行连接；所述的焊接热源模块产生的焊接热源作用于构件的焊缝区域。
进一步，所述的蓝牙模块是ROK101 007，具有蓝牙协议v1.1；所述的蓝牙模块包括主机蓝牙模块和从机蓝牙模块，所述的主机蓝牙模块与所述的上位机系统进行连接，所述的从机蓝牙模块与所述的微处理器模块进行连接，所述的上位机系统与所述的微处理器模块通过所述的蓝牙模块实现双向通信；所述的上位机系统与所述的摄像模块进行双向通信。
进一步，所述的夹持模块包括所述的铜电极1和所述的铜电极2；所述的铜电极1和所述的铜电极2用于将构件接入到所述的主电路模块。将所述的构件接入到所述的主电路模块中实现对构件进行电脉冲处理。
进一步，所述的上位机系统将所述的主电路模块的通断控制信号，通过所述的蓝牙模块传输给所述的微处理器模块。
进一步，所述的A/D转换模块将采集到的模拟电脉冲信号转换成数字信号后，传输给所述的微处理器模块，并经过所述的蓝牙模块传输给所述的上位机系统。所述的上位机系统根据传输回来的电脉冲信号实现对所述的主电路模块进行控制，如果电脉冲信号的能量不够，所述的上位机系统可以将控制信号通过所述的蓝牙模块传输给所述的微处理器模块，从而控制所述的主电路模块产生所需要的电脉冲信号。
进一步，所述的焊接控制模块用于产生控制所述的焊接热源模块运动的控制信号；所述的焊接控制模块在所述的主电路模块运行之后再启动。所述的焊接控制模块在所述的主电路模块运行之后再启动的好处在于：焊接过程中产生的温度场分布是不均匀的，可以通过预热构件的方式使温度场的分布趋于均匀，有利于降低构件的焊接残余应力，而构件经过主电路模块产生的电脉冲处理后，会产生一定的温度场，相当于对构件进行了预热处理，其次电脉冲处理能够降低材料塑性变形的流变应力，这样在对构件进行电脉冲处理之后在进行焊接工艺，有利于残余应力的松弛。
进一步，所述的摄像模块受控于所述的上位机系统；所述的上位机系统发出使所述的主电路模块接通的指令时，所述的摄像模块同时打开处于工作状态，所述的摄像模块实时监控实验现场的情况，并传输到所述的上位机系统；所述的上位机系统发出使所述的主电路模块断开的指令时，所述的摄像模块会在指令发出10秒之后断开，结束监控，并将拍摄到的现场画面进行存储。采用摄像模块对整个电脉冲辅助焊接系统进行监控，具有以下优点：当电脉冲辅助焊接实验现场有人误入的时候，可以通过上位机系统及时的对电脉冲辅助焊接实验系统进行控制，比如断开所述的主电路模块；所述的主电路模块涉及到电容器的充电和放电，所述的充电过程与放电过程受控于充电开关和放电开关，若开关出现机械故障，也可以通过摄像模块及时的发现，从而有助于整个电脉冲辅助焊接实验的持续可靠进行；所述的摄像模块能够监控所述的焊接热源运行过程，如果焊接热源运行过程出现故障也能够及时的发现，也有利于整个电脉冲辅助焊接系统的持续可靠运行。
具体来说，本发明的工作过程为：通过本发明提出的一种基于蓝牙无线技术的电脉冲辅助焊接系统进行实验时，所述的上位机系统发出使所述的主电路模块接通的信号，同时所述的摄像模块处于工作状态，由所述的微处理器模块控制的所述的蓝牙模块接收所述的上位机系统发出的接通信号时，所述的微处理器模块控制所述的主电路模块接通。当所述的主电路模块接通后，所述的微处理器模块控制所述的A/D转换模块将采集到的数据进行转换并通过所述的蓝牙模块无线传输到所述的上位机系统进行存储和显示，上位机系统能够根据采集回来的电脉冲信号，对所述的主电路模块进行及时的控制；所述的焊接控制模块用于产生控制所述的焊接热源模块运动的控制信号，所述的焊接控制模块在所述的主电路模块运行之后再启动；所述的上位机系统发出使所述的主电路模块断开的信号时，由所述的微处理器模块控制的所述的蓝牙模块接收所述的上位机系统发出的断开信号，所述的微处理器模块控制所述的主电路模块断开，同时所述的摄像模块10秒后断开，并将拍摄到的视频存储于所述的上位机系统。
本发明的有益效果如下：
1、本发明提出的一种基于蓝牙无线技术的电脉冲辅助焊接系统具有安全可靠、使用方便、实用性强、效率高等优点，有利于促进电脉冲辅助焊接技术的推广和应用。
2、采用本发明提出的一种基于蓝牙无线技术的电脉冲辅助焊接系统进行实验时能够远程操控实验设备的通断，有效地降低人身伤害的可能性，避免因实验意外导致实验操作者受伤或者死亡。
3、本发明提出的一种基于蓝牙无线技术的电脉冲辅助焊接系统在进行实验时，由上位机系统进行控制，降低了实验操作人员的工作量，提高了工作效率。
4、本发明提出的一种基于蓝牙无线技术的电脉冲辅助焊接系统能够对实验现场进行远程监控，能够及时发现主电路模块的通断是否发生故障，同时也能够对焊接过程进行监控，有利于整个实验系统的持续可靠运行。
5、本发明提出的一种基于蓝牙无线技术的电脉冲辅助焊接系统可以实时存储高能电脉冲的电流的大小，如果发现电脉冲电流过小，上位机系统可以通过蓝牙模块将控制信号传输给微处理器模块，进而对主电路模块进行控制，以产生所需要能量的电脉冲，从而提高电脉冲辅助焊接的效果。
附图说明
图1基于蓝牙无线技术的电脉冲辅助焊接系统示意图。
具体实施方式
参照附图，进一步说明本发明：
基于蓝牙无线技术的电脉冲辅助焊接系统由上位机系统，蓝牙模块，微处理器模块，A/D转换模块，主电路模块，试样夹持模块，焊接热源模块，焊接控制模块和摄像模块组成；所述的上位机系统与蓝牙模块连接、所述的蓝牙模块与所述的微处理器模块进行连接、所述的微处理器模块与所述的主电路模块进行连接；所述的主电路模块与所述的A/D转换模块进行连接、所述的A/D转换模块与所述的微处理器模块进行连接；所述的上位机系统与所述的摄像模块进行连接；所述的主电路模块通过所述的夹持模块与所述的构件进行连接；所述的焊接控制模块与所述的焊接热源模块进行连接；所述的焊接热源模块产生的焊接热源作用于构件的焊缝区域。
进一步，所述的蓝牙模块是ROK101 007，具有蓝牙协议v1.1；所述的蓝牙模块包括主机蓝牙模块和从机蓝牙模块，所述的主机蓝牙模块与所述的上位机系统进行连接，所述的从机蓝牙模块与所述的微处理器模块进行连接，所述的上位机系统与所述的微处理器模块通过所述的蓝牙模块实现双向通信；所述的上位机系统与所述的摄像模块进行双向通信。
进一步，所述的夹持模块包括所述的铜电极1和所述的铜电极2；所述的铜电极1和所述的铜电极2用于将构件接入到所述的主电路模块。将所述的构件接入到所述的主电路模块中实现对构件进行电脉冲处理。
进一步，所述的上位机系统将所述的主电路模块的通断控制信号，通过所述的蓝牙模块传输给所述的微处理器模块。
进一步，所述的A/D转换模块将采集到的模拟电脉冲信号转换成数字信号后，传输给所述的微处理器模块，并经过所述的蓝牙模块传输给所述的上位机系统。所述的上位机系统根据传输回来的电脉冲信号实现对所述的主电路模块进行控制，如果电脉冲信号的能量不够，所述的上位机系统可以将控制信号通过所述的蓝牙模块传输给所述的微处理器模块，从而控制所述的主电路模块产生所需要的电脉冲信号。
进一步，所述的焊接控制模块用于产生控制所述的焊接热源模块运动的控制信号；所述的焊接控制模块在所述的主电路模块运行之后再启动。所述的焊接控制模块在所述的主电路模块运行之后再启动的好处在于：焊接过程中产生的温度场分布是不均匀的，可以通过预热构件的方式使温度场的分布趋于均匀，有利于降低构件的焊接残余应力，而构件经过主电路模块产生的电脉冲处理后，会产生一定的温度场，相当于对构件进行了预热处理，其次电脉冲处理能够降低材料塑性变形的流变应力，这样在对构件进行电脉冲处理之后在进行焊接工艺，有利于残余应力的松弛。
进一步，所述的摄像模块受控于所述的上位机系统；所述的上位机系统发出使所述的主电路模块接通的指令时，所述的摄像模块同时打开处于工作状态，所述的摄像模块实时监控实验现场的情况，并传输到所述的上位机系统；所述的上位机系统发出使所述的主电路模块断开的指令时，所述的摄像模块会在指令发出10秒之后断开，结束监控，并将拍摄到的现场画面进行存储。采用摄像模块对整个电脉冲辅助焊接系统进行监控，具有以下优点：当电脉冲辅助焊接实验现场有人误入的时候，可以通过上位机系统及时的对电脉冲辅助焊接实验系统进行控制，比如断开所述的主电路模块；所述的主电路模块涉及到电容器的充电和放电，所述的充电过程与放电过程受控于充电开关和放电开关，若开关出现机械故障，也可以通过摄像模块及时的发现，从而有助于整个电脉冲辅助焊接实验的持续可靠进行；所述的摄像模块能够监控所述的焊接热源运行过程，如果焊接热源运行过程出现故障也能够及时的发现，也有利于整个电脉冲辅助焊接系统的持续可靠运行。
具体来说，本发明的工作过程为：通过本发明提出的一种基于蓝牙无线技术的电脉冲辅助焊接系统进行实验时，所述的上位机系统发出使所述的主电路模块接通的信号，同时所述的摄像模块处于工作状态，由所述的微处理器模块控制的所述的蓝牙模块接收所述的上位机系统发出的接通信号时，所述的微处理器模块控制所述的主电路模块接通。当所述的主电路模块接通后，所述的微处理器模块控制所述的A/D转换模块将采集到的数据进行转换并通过所述的蓝牙模块无线传输到所述的上位机系统进行存储和显示，上位机系统能够根据采集回来的电脉冲信号，对所述的主电路模块进行及时的控制；所述的焊接控制模块用于产生控制所述的焊接热源模块运动的控制信号，所述的焊接控制模块在所述的主电路模块运行之后再启动；所述的上位机系统发出使所述的主电路模块断开的信号时，由所述的微处理器模块控制的所述的蓝牙模块接收所述的上位机系统发出的断开信号，所述的微处理器模块控制所述的主电路模块断开，同时所述的摄像模块10秒后断开，并将拍摄到的视频存储于所述的上位机系统。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (7)
1.基于蓝牙无线技术的电脉冲辅助焊接系统由上位机系统，蓝牙模块，微处理器模块，A/D转换模块，主电路模块，试样夹持模块，焊接热源模块，焊接控制模块和摄像模块组成；所述的上位机系统与蓝牙模块连接、所述的蓝牙模块与所述的微处理器模块进行连接、所述的微处理器模块与所述的主电路模块进行连接；所述的主电路模块与所述的A/D转换模块进行连接、所述的A/D转换模块与所述的微处理器模块进行连接；所述的上位机系统与所述的摄像模块进行连接；所述的主电路模块通过所述的夹持模块与所述的构件进行连接；所述的焊接控制模块与所述的焊接热源模块进行连接；所述的焊接热源模块产生的焊接热源作用于构件的焊缝区域。
2.如权利要求1所述的基于蓝牙无线技术的电脉冲辅助焊接系统，其特征在于：所述的蓝牙模块是ROK101 007，具有蓝牙协议v1.1；所述的蓝牙模块包括主机蓝牙模块和从机蓝牙模块，所述的主机蓝牙模块与所述的上位机系统进行连接，所述的从机蓝牙模块与所述的微处理器模块进行连接，所述的上位机系统与所述的微处理器模块通过所述的蓝牙模块实现双向通信；所述的上位机系统与所述的摄像模块进行双向通信。
3.如权利要求1-2所述的基于蓝牙无线技术的电脉冲辅助焊接系统，其特征在于：所述的夹持模块包括所述的铜电极1和所述的铜电极2；所述的铜电极1和所述的铜电极2用于将构件接入到所述的主电路模块。
4.如权利要求1-3所述的基于蓝牙无线技术的电脉冲辅助焊接系统，其特征在于：所述的上位机系统将所述的主电路模块的通断控制信号，通过所述的蓝牙模块传输给所述的微处理器模块。
5.如权利要求1-4所述的基于蓝牙无线技术的电脉冲辅助焊接系统，其特征在于：所述的A/D转换模块将采集到的模拟电脉冲信号转换成数字信号后，传输给所述的微处理器模块，并经过所述的蓝牙模块传输给所述的上位机系统。
6.如权利要求1-5所述的基于蓝牙无线技术的电脉冲辅助焊接系统，其特征在于：所述的焊接控制模块用于产生控制所述的焊接热源模块运动的控制信号；所述的焊接控制模块在所述的主电路模块运行之后再启动。
7.如权利要求1-6所述的基于蓝牙无线技术的电脉冲辅助焊接系统，其特征在于：所述的摄像模块受控于所述的上位机系统；所述的上位机系统发出使所述的主电路模块接通的指令时，所述的摄像模块同时打开处于工作状态，所述的摄像模块实时监控实验现场的情况，并传输到所述的上位机系统；所述的上位机系统发出使所述的主电路模块断开的指令时，所述的摄像模块会在指令发出10秒之后断开，结束监控，并将拍摄到的现场画面进行存储。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20190319 |