CN110802305A - 弧焊过程参数在线监测装置与监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种弧焊过程参数在线监测装置与监测方法，属于焊接过程参数监测领域。装置包括电流传感器、电压传感器、视觉传感器、信号调理模块、单片机、外部存储器、无线收发模块、总收发模块、工业PC机等，通过电流传感器、电压传感器获得焊接过程中的电流与电弧电压，通过两个视觉传感器确定电弧区域中心点的空间位置，进而得到焊接速度。监测方法包括系统启动、参数导入、监测到的过程参数存储在数据库中，判断焊接质量给予声光报警处理等。优点在于：解决了焊接速度量的独立监测问题，尤其实现人工弧焊过程参数的监测与数据存储，为控制人工弧焊稳定性提供了有效解决方法。
Description
技术领域
本发明涉及焊接过程参数监测领域，特别涉及一种弧焊过程参数在线监测装置与监测方法，主要用于人工弧焊过程的参数监测。
背景技术
2018年全国钢材使用量高达17亿吨，其中50％以上钢材采用焊接工艺完成加工，弧焊因其热源效率高、经济成本低等特点，得到结构钢等大型构件生产工艺青睐。因此，把控焊接质量至关重要，直接关系到焊接产品的安全性及可靠性。弧焊质量主要受到焊接电流、焊接电压、焊接速度过程参数的影响，监测弧焊的这些过程参数、确保使用正确的焊接参数是保证焊接质量的重要手段。
尽管弧焊过程中焊接电流、焊接电压、焊接速度在焊接工艺评定这环节已经确定，原则上自动焊机或者人工焊接只需根据相应的工艺参数实施焊接即可。但是在实际焊接过程中，焊机易受生产环节等干扰出现焊接参数异常等现象，如不及时发现，焊接质量堪忧，并严重影响下一道工序。
人工焊接生产中一般以计件方式计算工酬，部分焊工为获得更多经济报酬，会将焊接电流设置较大，以获得较快的焊接速度，这样的做法严重影响了焊接质量，很大概率出现了例如咬边等焊接质量缺陷的现象。在批量生产中，质检部门一般采用抽样的检测方法评估整批产品质量，然而这种人为非随机因素显著地影响抽样检测结果，一旦产品出货，将严重影响企业信誉。
因此，为保证机器人焊接与人工焊接质量的稳定性，需要监测焊接产品的生产工艺参数，并与焊接工艺评定参数进行比对，以评估焊接产品质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种弧焊过程参数在线监测装置与监测方法，解决了现有技术存在的上述问题。本发明能够实现金属结构焊接产品的焊接工艺参数包括焊接电流、电弧电压、焊接速度进行过程监测，避免采用过于复杂、对工艺干扰因素过于敏感的传感技术，从而大大地增强了其实用性，可以保证焊接过程参数历史可追溯性，对焊接产品问题确定有极大帮助，尤其对人工焊接过程参数无法监测导致焊接质量稳定性差的问题。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
弧焊过程参数在线监测装置，包括至少一个焊机n、一个总无线收发模块A、一个工业PC机B，其中，每个焊机对应一个电流传感器n.1、一个电压传感器n.2、两个视觉传感器n.3、一个信号调理模块n.4、一个单片机n.5、一个外部存储器n.6和一个无线收发模块n.7，其中n≥1，与焊机数量相数；所述信号调理模块n.4、单片机n.5、外部存储器n.6、无线收发模块n.7共同组成前信号处理模块n.8；
所述电流传感器n.1接在焊机1输出端，直接采集到焊接电流；所述电压传感器n.2接在焊枪与工件之间，采集焊接过程中的电弧电压；两个视觉传感器n.3各项参数完全一致，平行安装在焊机1侧方，并保证二者的主光轴相互平行，二者成像面位于同一平面内，获得焊枪的电弧移动图像。
所述电流传感器n.1、电压传感器n.2分别与信号调理模块n.4相连，分别将电流信号、电压信号调理至单片机n.5中数据采集的量程内；所述单片机n.5分别与信号调理模块n.4、视觉传感器n.3相连，将模拟信号转换为数字信号并存储于外部存储器n.6，同时单片机n.5通过无线收发模块n.7、总无线收发模块A与工业PC机B保持通讯，将数据及时传送到工业PC机B中。
所述的工业PC机B通过总无线收发模块A接收到视觉传感器n.3的图像数据及滤波后的电流数据、电压数据；工业PC机B在视觉传感器n.3中两个视觉传感器的每帧图像中确定焊枪n的电弧所在位置，以获得焊接速度信息。
本发明的另一目的在于提供一种弧焊过程参数在线监测方法，包括如下步骤：
步骤1)、启动工业PC机B，使电流传感器n.1、电压传感器n.2、视觉传感器n.3、信号调理模块n.4、单片机n.5、外部存储器n.6、无线收发模块n.7、总无线收发模块A均处于工作状态；
步骤2)、在UI操作界面填写每台焊机的操作者姓名、产品名称、焊接部件名称，并导入电子版焊接图纸，包括图号、板厚组合、材质、焊接电流、焊接电压、焊接速度范围等内容；
步骤3)、当监测系统启动后，判断焊机是否进入工作状态，以焊接电流值I是否大于10A为阈值；如果I<10，即焊机未进入工作状态，采集到的I丢弃，不储存；如果I>10，即焊机进入工作状态，将焊接电流I、电弧电压U、视觉传感器n.3中左边视觉传感器的图像P，右边视觉传感器的图像Q进行采集、简单处理并存储，通过无线收发模块传输至工业PC机；
步骤4)、工业PC机对左边视觉传感器的图像
右边视觉传感器的图像进行实时处理，获得实时焊接速度，其中Pt代表第t时刻左边视觉传感器的图像，其中Qt代表第t时刻右边视觉传感器的图像；
步骤4.1)、对第t时刻视觉传感器1.3的左边视觉传感器的图像Pt，右边视觉传感器图像Qt进行中值滤波，得到第t时刻左边视觉传感器的滤波后的图像得到第t时刻右边视觉传感器的滤波后的图像 
步骤4.2)、提取有效弧光区域：对P′t，Q′t的矩阵中k*l，(k≤m，l≤n，)区域内的数据累加，获得最大值区域，并计算该区域内的均值M0；在k*l区域内的以(k-2)*(l-2)的数据累加，获得最大值区域，并计算该区域内的均值M1；在(k-2)*(l-2)区域内的以(k-4)*(l-4)的数据累加，获得最大值区域,并计算该区域内的均值M2；……按照上述方法，每次缩小矩阵区域进行数据累加，获得最大值区域，并计算该区域内的均值Mx；当最大值区域内的均值区域稳定,即Mx＝Mx-1时，停止缩小范围，以该区域为高温弧光区域，称之为能量环缩小中心点法。确定t时刻的弧光区域，以确定弧光区域中心点值为p′t,x1与q′t,x2；视觉传感器n.3中左边的视觉传感器的图像中弧光区域中心点到左边的视觉传感器的像面左端距离为xt,l，右边的视觉传感器的图像中弧光区域中心点到右边的视觉传感器像面左端距离为xt,r，左右两个视觉传感器的焦距均为f，左右两个视觉传感器的两个光心距离为b，获得弧光区域中心点到视觉传感器n.3的光心所在平面的距离
结合弧光区域中心点所在图像中的位置，可以确定弧光区域中心点所在空间位置。
步骤4.3)、根据步骤4.2)中t时刻与t-1时刻的弧光区域中心点所在空间位置，确定弧光区域中心点在空间移动距离dt，结合视觉传感器的采样率确定弧光区域中心点的移动速度vx,y,z，即焊接速度vwl＝vx,y,z。
步骤5)、根据焊接电流、电弧电压、焊接速度在得到焊接过程中的线能量
当监测到的焊机n的焊接电流、电弧电压、焊接速度或焊接线能量超过该焊机在系统预设允许范围内时，相应焊机工位给予声光报警处理，提示相应焊接操作者查找问题。
本发明的有益效果在于：弧焊机器人在焊接过程中可实现焊接电流、电弧电压、送丝速度等焊接参数的监测，对于焊接速度的监测往往较困难，或者根据提前设定的路径规划与编码器的相互配合，确定空间位置进而得到焊接速度。但是对于人工电弧焊，焊接过程的焊接电流、电弧电压、尤其是焊接速度参数无法根据编码器反馈位置信息，使得焊接速度的监测更加困难，因此，人工焊接过程中与焊接线速度相关的焊接工艺参数难以全面监测，本发明利用两个视觉传感器对电弧中心点的移动速度确定焊接速度的方法有效解决了上述问题，并根据人工电弧焊特点选用无线网络形式，使监测工艺参数汇总与主机，达到焊接过程的可追溯性目的，并以声光报警系统提示工人注意焊接工艺，使人工焊接过程达到稳定状态，为人工焊接过程参数的监测提供了新的途径。本发明提出的能量环缩小中心点方法可以实现焊接速度的精确监测，比现有的电弧空间位置确定法精度高、可靠性好。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明的弧焊过程参数在线监测装置的原理框图；
图2为本发明的弧焊过程参数在线监测装置的结构示意图；
图3为本发明的弧光区域中心点到视觉传感器光心所在平面的距离简图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的详细内容及其具体实施方式。
参见图1至图3所示，本发明的弧焊过程参数在线监测装置包括电流传感器、电压传感器、视觉传感器、信号调理模块、单片机、外部存储器、无线收发模块、总收发模块、工业PC机等，通过电流传感器、电压传感器获得焊接过程中的电流与电弧电压，通过两个视觉传感器确定电弧区域中心点的空间位置，进而得到焊接速度。监测方法包括系统启动、参数导入、监测到的过程参数存储在数据库中，判断焊接质量给予声光报警处理等。优点在于：解决了焊接速度量的独立监测问题，尤其实现人工弧焊过程参数的监测与数据存储，为控制人工弧焊稳定性提供了有效解决方法。
参见图1及图2所示，本发明的弧焊过程参数在线监测装置包括至少一个焊机n、一个总无线收发模块A、一个工业PC机B，其中，每个焊机对应一个电流传感器n.1、一个电压传感器n.2、两个视觉传感器、一个信号调理模块n.4、一个单片机n.5、一个外部存储器n.6和一个无线收发模块n.7，其中n≥1，与焊机数量相数；所述信号调理模块n.4、单片机n.5、外部存储器n.6、无线收发模块n.7共同组成前信号处理模块n.8；
所述电流传感器n.1接在焊机1输出端，可直接采集到焊接电流；所述电压传感器n.2接在焊枪与工件之间，采集焊接过程中的电弧电压；视觉传感器n.3中两个视觉传感器各项参数完全一致，平行安装在焊机1侧方，并保证二者的主光轴相互平行，二者成像面位于同一平面内，获得焊枪的电弧移动图像，为得到焊接速度提供数据。
所述电流传感器n.1、电压传感器n.2分别与信号调理模块n.4相连，分别将电流信号、电压信号调理至单片机n.5中数据采集的量程内；所述单片机n.5分别与信号调理模块n.4、视觉传感器n.3相连，将模拟信号转换为数字信号并存储于外部存储器n.6，并在所述的外部存储器n.6内对采集到的电流、电压数据进行滤波等简单处理。同时单片机n.5通过无线收发模块n.7、总无线收发模块A与工业PC机B保持通讯，将处理完的数据及时传送到工业PC机B中。
所述的工业PC机B通过总无线收发模块A接收到视觉传感器n.3的图像数据及滤波后的电流数据、电压数据；工业PC机B在视觉传感器n.3中两个视觉传感器的每帧图像中确定焊枪n的电弧所在位置，以获得焊接速度信息。焊接电流、电弧电压、焊接速度被存储于数据库中。另外，所述的工业PC机B作为控制总机，提供了人机交互界面UI，可以对任何一台焊机的监测数据进行查询，并且可以实现对焊接电流、电弧电压、焊接速度的显示和存储控制，与系统中导入的焊接工艺参数进行自动匹配对比，实现自动切换焊接参数的功能，无需人工手动变更。当监测到的焊机n的焊接参数或者焊接线能量超过该焊机n在系统预设允许范围内时，相应工位给予声光报警处理，提示相应焊接操作者查找问题。
参见图3所示，本发明的弧焊过程参数在线监测方法，包括如下步骤：
步骤1)、启动工业PC机B，使电流传感器n.1、电压传感器n.2、视觉传感器n.3、信号调理模块n.4、单片机n.5、外部存储器n.6、无线收发模块n.7、总无线收发模块A均处于工作状态；
步骤2)、在UI操作界面填写每台焊机的操作者姓名、产品名称、焊接部件名称，并导入相应的电子版焊接图纸(其中包括图号、板厚组合、材质、焊接电流、焊接电压、焊接速度范围等内容)；
步骤3)、当监测系统启动后，判断焊机是否进入工作状态，以焊接电流值I是否大于10A为阈值；如果I<10，即焊机未进入工作状态，采集到的I丢弃，不储存；如果I>10，即焊机进入工作状态，将焊接电流I、电弧电压U、视觉传感器一的图像P，视觉传感器二的图像Q进行采集、简单处理并存储，通过无线收发模块传输至工业PC机；
步骤4)、工业PC机对左边视觉传感器的图像右边视觉传感器的图像
进行实时处理，获得实时焊接速度，其中Pt代表第t时刻左边视觉传感器的图像，其中Qt代表第t时刻右边视觉传感器的图像；
步骤4.1)、对第t时刻视觉传感器1.3的左边视觉传感器的图像Pt，右边视觉传感器图像Qt进行中值滤波，得到第t时刻左边视觉传感器的滤波后的图像得到第t时刻右边视觉传感器的滤波后的图像 
步骤4.2)、提取有效弧光区域：对P′t，Q′t的矩阵中k*l，(k≤m，l≤n，)区域内的数据累加，获得最大值区域，并计算该区域内的均值M0；在k*l区域内的以(k-2)*(l-2)的数据累加，获得最大值区域，并计算该区域内的均值M1；在(k-2)*(l-2)区域内的以(k-4)*(l-4)的数据累加，获得最大值区域,并计算该区域内的均值M2；……按照上述方法，每次缩小矩阵区域进行数据累加，获得最大值区域，并计算该区域内的均值Mx；当最大值区域内的均值区域稳定,即Mx＝Mx-1时，停止缩小范围，以该区域为高温弧光区域，称之为能量环缩小中心点法。确定t时刻的弧光区域，以确定弧光区域中心点值为p′t,x1与q′t,x2；视觉传感器n.3中左边的视觉传感器的图像中弧光区域中心点到左边的视觉传感器的像面左端距离为xt,l，右边的视觉传感器的图像中弧光区域中心点到右边的视觉传感器像面左端距离为xt,r，左右两个视觉传感器的焦距均为f，左右两个视觉传感器的两个光心距离为b，获得弧光区域中心点到视觉传感器n.3的光心所在平面的距离
结合弧光区域中心点所在图像中的位置，可以确定弧光区域中心点所在空间位置。
步骤4.3)、根据步骤4.2)中t时刻与t-1时刻的弧光区域中心点所在空间位置，确定弧光区域中心点在空间移动距离dt，结合视觉传感器的采样率确定弧光区域中心点的移动速度vx,y,z，即焊接速度vwl＝vx,y,z。
步骤5)、根据焊接电流、电弧电压、焊接速度在得到焊接过程中的线能量
当监测到的焊机n的焊接电流、电弧电压、焊接速度或焊接线能量超过该焊机在系统预设允许范围内时，相应焊机工位给予声光报警处理，提示相应焊接操作者查找问题。
步骤6)、所得到的焊接电流、电弧电压、焊接速度数据存储在数据库中，建立电子文件夹数据管理方式，文件夹内容依次为：“操作者姓名-产品名称-焊接部件名称-焊接日期-具体数据电子文档”。所述电子文档记录具备可查询和导出功能，在其它电脑上可以实现电子存档记录的查看打印功能。
实施例：
下面结合附图，以碳钢的二氧化碳气体保护焊监测过程为例，进一步说明本发明的详细内容及其具体实施方式。本实施案例共有二个焊接工位。
参见图1及图2所示，本发明的弧焊过程参数在线监测装置，包括电流传感器1.1、电压传感器1.2、视觉传感器1.3、信号调理模块1.4、单片机1.5、外部存储器1.6、无线收发模块1.7、电流传感器2.1、电压传感器2.2、视觉传感器2.3、信号调理模块2.4、单片机2.5、外部存储器2.6、无线收发模块2.7、总收发模块A、工业PC机B，其中信号调理模块1.4、单片机1.5、外部存储器1.6、无线收发模块1.7共同组成前信号处理模块1.8，信号调理模块2.4、单片机2.5、外部存储器2.6、无线收发模块2.7共同组成前信号处理模块2.8。
所述电流传感器1.1接在焊机1电流输出端，可直接采集到焊机1的焊接电流，所述的电压传感器1.2接在焊枪1与工件一之间，采集焊接过程中的电弧电压。所述电流传感器2.1接在焊机2电流输出端，可直接采集到焊机2的焊接电流，所述的电压传感器2.2接在焊枪2与工件二之间，采集焊接过程中的电弧电压。所述视觉传感器1.3、视觉传感器2.3各项参数完全一致。两个视觉传感器1.3平行安装在焊机1侧方，并保证二者的主光轴相互平行，二者成像面位于同一平面内，获得焊枪一的电弧移动图像，可得到工位一的焊接速度Vt。两个视觉传感器2.3平行安装在焊机2侧方，并保证二者的主光轴相互平行，二者成像面位于同一平面内，获得焊枪2的电弧移动图像，可得到工位二的焊接速度Vt。
所述的信号调理模块1.4分别与电流传感器1.1、电压传感器1.2相连，分别将电流信号、电压信号调理至所述单片机1.5中数据采集的量程内。信号调理模块2.4分别与电流传感器2.1、电压传感器2.2相连，分别将电流信号、电压信号调理至所述单片机2.5中数据采集的量程内。
所述的单片机1.5分别与信号调理模块1.4、视觉传感器1.3连接，将模拟信号转换为数字信号并存储于外部存储器1.6内，并在所述的外部存储器1.6内对采集到的电流数据、电压数据进行滤波等简单处理。同时单片机1.5通过无线收发模块1.7与工业PC机B保持通讯，将处理完的数据及时传送到工业PC机B。单片机2.5分别与信号调理模块2.4、视觉传感器2.3相连，将模拟信号转换为数字信号并存储于外部存储器2.6内，并在所述的外部存储器2.6内对采集到的电流数据、电压数据进行滤波等简单处理。同时单片机1.5通过无线收发模块2.7与工业PC机B保持通讯，将处理完的数据及时传送到工业PC机B。
所述的工业PC机B通过总无线收发模块A接收到视觉传感器1.3、视觉传感器2.3的图像数据及滤波后的电流、电压数据。工业PC机B在两个视觉传感器1.3的每帧图像中确定工位一中焊枪一的电弧所在位置，以获得焊枪一的焊接速度信息，包括焊接电流I1、电弧电压U1、焊接速度V1被存储于数据库中；工业PC机B在两个视觉传感器2.3的每帧图像中确定工位二中焊枪二的电弧所在位置，以获得焊枪二的焊接速度信息，焊接电流I2、电弧电压U2、焊接速度V2被存储于数据库中。另外，所述的工业PC机B作为控制总机，提供了人机交互界面(UI)，可以对任何一台焊机的监测数据进行查询，并且可以实现对焊接电流、电弧电压、焊接速度的显示和存储控制，与系统中导入的焊接工艺参数进行自动匹配对比，实现自动切换焊接参数的功能，无需人工手动变更。当监测到的焊枪一或者焊枪二的焊接参数不在系统时，相应工位给予声光报警处理，提示相应焊接操作者查找问题。
本发明的弧焊过程参数在线监测方法，包括如下步骤：
1.启动工业PC机，使所述的电流传感器、电压传感器、视觉传感器、视觉传感器、无线收发模块处于工作状态。此监测方法以工位1中焊机1为例进行说明。
2.在UI操作界面填写每台焊机的操作者姓名、产品名称、焊接部件名称，并导入相应的电子版焊接图纸，板厚组合为4mm对接I型坡口，材质为碳钢，焊接电流为130-210A,电弧电压为21-26V,气体流量为10-15L/min,焊接速度为6-8mm/s。
3.监测系统启动后，判断焊机是否进入工作状态，以焊机1的焊接电流值I1是否大于10A为阈值。如果I1<10，即焊机1未进入工作状态，采集到的I1丢弃，不储存；如果I1>10，即焊机1进入工作状态，将焊接电流I1、电弧电压U1、视觉传感器1.1的图像P，视觉传感器1.2的图像Q进行采集、简单处理并存储，通过无线收发模块传输至工业PC机B。
4.工业PC机B分别对两个视觉传感器1.3的图像 
进行实时处理，获得实时焊接速度，其中Pt代表第t时刻视觉传感器n.3中左边视觉传感器的图像，其中Qt代表第t时刻右边视觉传感器的图像。获得实时焊接速度的步骤如下：
4.1对第t时刻视觉传感器1.3的左边视觉传感器的图像Pt，右边视觉传感器图像Qt进行中值滤波，得到第t时刻左边视觉传感器的图像
得到第t时刻右边视觉传感器图像
4.2结合附图3，步骤4.2)、提取有效弧光区域：对P′t，Q′t的矩阵中k*l，(k≤m，l≤n，)区域内的数据累加，获得最大值区域，并计算该区域内的均值M0；在k*l区中心点法域内的以(k-2)*(l-2)的数据累加，获得最大值区域，并计算该区域内的均值M1；在(k-2)*(l-2)区域内的以(k-4)*(l-4)的数据累加，获得最大值区域,并计算该区域内的均值M2；……按照上述方法，每次缩小矩阵区域进行数据累加，获得最大值区域，并计算该区域内的均值Mx；当最大值区域内的均值区域稳定,即Mx＝Mx-1时，停止缩小范围，以该区域为高温弧光区域，称之为能量环缩小中心点法。确定t时刻的弧光区域，以确定弧光区域中心点值为p′t,x1与q′t,x2；视觉传感器1.3中左边的视觉传感器的图像中弧光区域中心点到左边的视觉传感器的像面左端距离为xt,l，右边的视觉传感器的图像中弧光区域中心点到右边的视觉传感器像面左端距离为xt,r，左右两个视觉传感器的焦距均为f，左右两个视觉传感器的两个光心距离为b，获得弧光区域中心点到视觉传感器1.3的光心所在平面的距离
结合弧光区域中心点所在图像中的位置，可以确定弧光区域中心点所在空间位置。
4.3根据4.2中t时刻与t-1时刻的弧光区域中心点所在空间位置，确定弧光区域中心点在空间移动距离dt，结合视觉传感器的采样率确定弧光区域中心点的移动速度vx,y,z，即工位1中焊机的焊接速度vt＝vx,y,z。
5.根据焊接电流、电弧电压、焊接速度在得到焊接过程中的线能量
当监测到的焊机1的焊接电流、电弧电压、焊接速度或焊接线能量超过该焊机在系统预设允许范围内时，相应工位给予声光报警处理，提示相应焊接操作者查找问题。
6.所得到的焊接电流、电弧电压、焊接速度数据存储在数据库中，建立电子文件夹数据管理方式，文件夹内容依次为：“操作者姓名-产品名称-焊接部件名称-焊接日期-具体数据电子文档”。所述电子存档记录具备可查询和导出功能，在其它电脑上可以实现电子存档记录的查看打印功能。
以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种弧焊过程参数在线监测装置，其特征在于：包括至少一个焊机(n)、一个总无线收发模块(A)、一个工业PC机(B)，其中，每个焊机对应一个电流传感器(n.1)、一个电压传感器(n.2)、两个视觉传感器(n.3)、一个信号调理模块(n.4)、一个单片机(n.5)、一个外部存储器(n.6)和一个无线收发模块(n.7)，其中n≥1，与焊机数量相数；所述信号调理模块(n.4)、单片机(n.5)、外部存储器(n.6)、无线收发模块(n.7)共同组成前信号处理模块(n.8)；
所述电流传感器(n.1)接在焊机(1)输出端，直接采集到焊接电流；所述电压传感器(n.2)接在焊枪与工件之间，采集焊接过程中的电弧电压；两个视觉传感器(n.3)的各项参数完全一致，平行安装在焊机(1)侧方，并保证二者的主光轴相互平行，二者成像面位于同一平面内，获得焊枪的电弧移动图像；
所述电流传感器(n.1)、电压传感器(n.2)分别与信号调理模块(n.4)相连，分别将电流信号、电压信号调理至单片机(n.5)中数据采集的量程内；所述单片机(n.5)分别与信号调理模块(n.4)、两个视觉传感器(n.3)相连，将模拟信号转换为数字信号并存储于外部存储器(n.6)，同时单片机(n.5)通过无线收发模块(n.7)、总无线收发模块(A)与工业PC机(B)保持通讯，将数据及时传送到工业PC机(B)中。
2.根据权利要求1所述的弧焊过程参数在线监测装置，其特征在于：所述的工业PC机(B)通过总无线收发模块(A)接收到视觉传感器(n.3)的图像数据及滤波后的电流数据、电压数据；工业PC机(B)在视觉传感器(n.3)的每帧图像中确定焊枪n的电弧所在位置，以获得焊接速度信息。
3.一种弧焊过程参数在线监测方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1)、启动工业PC机(B)，使电流传感器(n.1)、电压传感器(n.2)、视觉传感器(n.3)、信号调理模块(n.4)、单片机(n.5)、外部存储器(n.6)、无线收发模块(n.7)、总无线收发模块(A)均处于工作状态；
步骤2)、在UI操作界面填写每台焊机的操作者姓名、产品名称、焊接部件名称，并导入电子版焊接图纸，包括图号、板厚组合、材质、焊接电流、焊接电压、焊接速度范围；
步骤3)、当监测系统启动后，判断焊机是否进入工作状态，以焊接电流值I是否大于10A为阈值；如果I<10，即焊机未进入工作状态，采集到的I丢弃，不储存；如果I>10，即焊机进入工作状态，将焊接电流I、电弧电压U、两个视觉传感器n.3中左边视觉传感器的图像P，右边视觉传感器的图像Q进行采集、简单处理并存储，通过无线收发模块传输至工业PC机；
步骤4)、工业PC机对左边视觉传感器的图像
右边视觉传感器的图像
进行实时处理，获得实时焊接速度，其中Pt代表第t时刻左边视觉传感器的图像，其中Qt代表第t时刻右边视觉传感器的图像；
步骤5)、根据焊接电流、电弧电压、焊接速度在得到焊接过程中的线能量
当监测到的焊机n的焊接电流、电弧电压、焊接速度或焊接线能量超过该焊机在系统预设允许范围内时，相应焊机工位给予声光报警处理，提示相应焊接操作者查找问题。
4.根据权利要求3所述的弧焊过程参数在线监测方法，其特征在于：步骤4)所述的获得实时焊接速度的步骤如下：
步骤4.1)、对第t时刻视觉传感器n.3中左边视觉传感器的图像Pt，右边视觉传感器的图像Qt进行中值滤波，得到第t时刻左边视觉传感器的滤波后的图像
得到第t时刻右边视觉传感器的滤波后的图像Q′t＝
步骤4.2)、提取有效弧光区域：对P′t，Q′t的矩阵中k*l，(k≤m，l≤n，)区域内的数据累加，获得最大值区域，并计算该区域内的均值M0；在k*l区域内的以(k-2)*(l-2)的数据累加，获得最大值区域，并计算该区域内的均值M1；在(k-2)*(l-2)区域内的以(k-4)*(l-4)的数据累加，获得最大值区域,并计算该区域内的均值M2；……按照上述方法，每次缩小矩阵区域进行数据累加，获得最大值区域，并计算该区域内的均值Mx；当最大值区域内的均值区域稳定,即Mx＝Mx-1时，停止缩小范围，以该区域为高温弧光区域，称之为能量环缩小中心点法；确定t时刻的弧光区域，以确定弧光区域中心点值为p′t,x1与q′t,x2；视觉传感器n.3中左边的视觉传感器的图像中弧光区域中心点到左边的视觉传感器的像面左端距离为xt,l，右边的视觉传感器的图像中弧光区域中心点到右边的视觉传感器像面左端距离为xt,r，左右两个视觉传感器的焦距均为f，左右两个视觉传感器的两个光心距离为b，获得弧光区域中心点到视觉传感器n.3的光心所在平面的距离
结合弧光区域中心点所在图像中的位置，可以确定弧光区域中心点所在空间位置；
步骤4.3)、根据步骤4.2)中t时刻与t-1时刻的弧光区域中心点所在空间位置，确定弧光区域中心点在空间移动距离dt，结合视觉传感器的采样率确定弧光区域中心点的移动速度vx,y,z，即焊接速度vwl＝vx,y,z。
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