CN111037057A - 焊机人机交互系统与焊机 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种焊机人机交互系统与焊机，系统包括：人机交互模块，包括：屏幕，用于显示焊机状态参数以及接收用户输入的第一控制信号；输入设备，用于接收用户输入的第二控制信号；第一处理器，耦接于所述人机交互模块，用于将所述第一控制信号和所述第二控制信号转换为第三控制信号，并输出所述第三控制信号；第二处理器，耦接于焊机控制器、所述第一处理器和所述人机交互模块，用于响应所述第三控制信号对所述焊接控制器输入控制参数，以及，响应所述焊机控制器输出的焊机运行参数控制所述屏幕显示焊机状态参数。本公开实施例可以提供直观、便于操作的焊机人机交互操作。

Description

焊机人机交互系统与焊机

技术领域

本公开涉及电焊机技术领域，具体而言，涉及一种焊机人机交互系统。

背景技术

随着焊接技术的不断发展，尤其是近年来不断出现新的焊接工艺和焊接方法，焊接控制上需要设置的规范和参数变得越来越多，而传统的电焊机人机界面大多数都是通过不同组合的LED灯、数码管和编码器来实现，难以满足人们对焊机操作，简单化、美观化、小型化的要求，因此需要更加直观、便于理解和操作的焊机人机交互系统。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种焊机人机交互系统，用于至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的焊机交互系统难以对焊机输入复杂指令的问题。

根据本公开的第一方面，提供一种焊机人机交互系统，包括：

人机交互模块，包括：

屏幕，用于显示焊机状态参数以及接收用户输入的第一控制信号；

输入设备，用于接收用户输入的第二控制信号；

第一处理器，耦接于所述人机交互模块，用于将所述第一控制信号和所述第二控制信号转换为第三控制信号，并输出所述第三控制信号；

第二处理器，耦接于焊机控制器、所述第一处理器和所述人机交互模块，用于响应所述第三控制信号对所述焊接控制器输入控制参数，以及，响应所述焊机控制器输出的焊机运行参数控制所述屏幕显示所述焊机状态参数。

在本公开的一种示例性实施例中，所述屏幕包括触控屏，所述第一控制信号包括触控信号。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一处理器包括：

电压转换单元，用于将所述触控信号转换为所述第三控制信号。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第二处理器包括：

信号接收单元，用于接收所述第三控制信号；

数据处理单元，用于将所述第三控制信号转换为所述控制参数，将所述焊机运行参数转换为所述焊机状态参数；

以太网通讯单元，用于与所述焊机控制器通讯，以输出所述控制参数、获取所述焊机运行参数；

图像显示单元，用于控制所述屏幕显示所述焊机状态参数。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第二处理器还包括：

USB接口单元，用于接收专家数据和系统软件，以完成专家数据库和系统软件升级；

串口通讯单元，用于连接射频通讯设备，以接收射频通讯信号，并将所述射频通讯信号转换为第四控制信号；

所述数据处理单元还设置为响应所述第四控制信号控制所述第二处理器的运行。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第四控制信号包括开关机信号、用户身份信号、用户权限信号、用户工时计算信号。

在本公开的一种示例性实施例中，所述输入设备包括键盘和编码器，所述第二控制信号包括按键信号和编码信号。

在本公开的一种示例性实施例中，所述焊机运行参数包括焊机通道信息、焊机工作模式、专家数据库信息、菜单信息、报警信息、工时信息、配置端口信息，所述焊机状态参数包括焊接电流、焊接送丝速度、焊接电压、焊接弧长、电弧软硬。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一处理器为FPGA处理器，所述第二处理器为ARM处理器，所述第二处理器搭载Linux系统。

根据本公开的一个方面，提供一种电焊机，包括：

如上述任意一项所述的焊机人机交互系统；

焊机控制器，耦接于所述焊机人机交互系统，用于响应所述焊机人机交互系统输入的控制参数输出焊接电流；

焊接部，耦接于所述焊机控制器，用于响应所述焊接电流加热工件。

本公开实施例提供的焊机人机交互系统，通过使用两个处理器分别处理用户输入的控制信号和焊机输出的运行参数，可以在用户和焊机控制器之间搭载有效的沟通平台，使用户可以方便快捷地对焊机控制器输入复杂的控制指令，直观地查阅焊机的运行状态。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开示例性实施例中焊机人机交互系统的结构示意图。

图2是本公开一个实施例中焊机人机交互系统的详细模块示意图。

图3是本公开实施例中第二处理器的软件架构示意图。

图4是本公开一个实施例中第二处理器的方框图。

图5A～图5D是本公开一个实施例中屏幕的显示界面示意图。

图6是本公开一个实施例中提供的焊机的方框图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

下面结合附图对本公开示例实施方式进行详细说明。

图1是本公开示例性实施例中焊机人机交互系统的结构示意图。

参考图1，焊机人机交互系统100可以包括：

人机交互模块1，包括：

屏幕11，用于显示焊机状态参数以及接收用户输入的第一控制信号；

输入设备12，用于接收用户输入的第二控制信号；

第一处理器2，耦接于人机交互模块1，用于将第一控制信号和第二控制信号转换为第三控制信号，并输出第三控制信号；

第二处理器3，耦接于焊机控制器4、第一处理器2和人机交互模块1，用于响应第三控制信号对焊接控制器4输入控制参数，以及，响应焊机控制器4输出的焊机运行参数控制屏幕11显示焊机状态参数。

在本公开的一个实施例中，屏幕11为触控屏，例如为四线电阻屏，第一控制信号为触控信号。用户可以通过触控操作，例如点击屏幕11上的虚拟按钮或虚拟按键、滑动屏幕11等操作，实现复杂的焊机控制指令的输入。屏幕11接收到触控信号后，将触控信号发送给第一处理器2进行信号转换处理，以将用户输入的指令转换为能够被焊机控制器4执行的第三控制信号。在本公开的其他实施例中，屏幕11也可以为其他种类的屏幕，例如电容触控屏等，本公开对此不作特殊限制。

在本公开的一个实施例中，输入设备12例如可以包括键盘和编码器，第二控制信号例如可以包括按键信号和编码信号。用户可以通过操作输入设备12对焊机输入复杂的控制指令，例如编码数据等，第一处理器2接收这些控制指令，并将其转换为第三控制信号发送给第二处理器3，以通过第三处理器3对焊机控制器4输入第三控制信号。

图2是本公开一个实施例中焊机人机交互系统100的详细模块示意图。

参考图2，在一个实施例中，当屏幕为触控屏时，第一处理器2包括用于将触控信号转换为第三控制信号的电压转换单元21，电压转换单元21例如可以包括电压转换芯片。

第二处理器3可以包括：

信号接收单元31，耦接于第一控制器2，用于接收第三控制信号；

数据处理单元32，耦接于信号接收单元31和以太网通讯单元33，用于将第三控制信号转换为控制参数，将焊机运行参数转换为焊机状态参数；

以太网通讯单元33，耦接于焊接控制器4，用于与焊机控制器4通讯，以输出控制参数、获取焊机运行参数；

图像显示单元34，耦接于屏幕11，用于控制屏幕11显示焊机状态参数。

其中，焊机运行参数例如可以包括焊机通道信息、焊机工作模式、专家数据库信息、菜单信息、报警信息、工时信息、配置端口信息，焊机状态参数例如可以包括焊接电流、焊接送丝速度、焊接电压、焊接弧长、电弧软硬。

此外，图像显示单元34也可以控制屏幕11显示例如焊接波形、焊接通道信息、焊接规范、焊接菜单、报警信息、端口配置信息、系统版本信息、系统设置信息、用户工时统计等信息，用户可以通过屏幕11设置系统参数，进行端口配置、焊接参数配置等操作。

在本公开实施例中，第一处理器2例如为FPGA处理器，第二处理器3例如为ARM处理器，搭载Linux操作系统。

在架构设计上，通过在FPGA处理器内部形成单独的TSC循环处理采样程序，利用FPGA纯逻辑门电路的特点形成高速、高可靠、高实时性的触摸反馈处理机制，可以保证在复杂恶劣的工业环境下，系统能够准确、灵敏的将触摸信号反馈到Linux系统中。

第二处理器2在架构设计上通过将不同功能模块设计成不同的进程模块文件，由Linux操作系统内核分别调用执行不同进程。不同进程间通过数据管道方式互相通讯，从而保证整个系统高效可靠运行。

图3是本公开实施例中第二处理器的软件架构示意图。

参考图3，在一个实施例中，运行于第二处理器的Linux操作系统上的应用程序可以包括：

QT应用程序A，用于通过以太网来获取焊机通道信息、焊机工作模式、专家数据库信息、菜单信息、报警信息、工时信息、配置端口信息等；或者用于根据通道信息，工作模式、专家数据库信息、菜单信息、端口配置信息自动计算当前焊接电流、焊接电压、送丝速度、弧长、电弧特性。

QT监控程序B，主要负责监控Linux其它进程是否处于正常工作状态，如果发现了进程处于僵尸进程则自动控制液晶屏重新启动，保证系统可靠。

屏幕校准程序C，主要负责系统触摸部分参数校准，用户选择校准功能后，该进程启动开始执行完成校准，校准完成后将触摸参数自动保存在系统中。

脚本应用程序D，主要负责系统启动时将各个程序文件加载到内存中，并执行QT应用程序A、B和QT监控程序C。

扩展程序E，可以用于添加用户需要的其他扩展功能，使整个架构更具灵活性。

图4是本公开一个实施例中第二处理器的方框图。

参考图4，在功能上，第二处理器3还可以包括：

USB接口单元35，用于接收专家数据和系统软件，并将专家数据和系统软件传输给Linux操作系统，由Linux操作系统来进行专家数据和系统的升级更新；

串口通讯单元36，用于连接射频通讯设备，以接收射频通讯信号，并将所述射频通讯信号转换为第四控制信号；

此时，数据处理单元32还设置为响应第四控制信号控制第二处理器3的运行。

其中，第四控制信号例如可以包括开关机信号、用户身份信号、用户权限信号、用户工时计算信号。

即，用户可以通过串口通讯单元36来外扩RFID设备，从而实现刷卡开关机、用户ID识别、用户权限管理、用户工时统计。可以理解的是，串口通讯单元36也可以用于程序调试。

图5A～图5D是本公开一个实施例中屏幕11的显示界面示意图。

参考图5A～图5D，用户可以通过本公开实施例提供的焊机人机交互系统的屏幕11实时查看运行中的焊机的焊接电流、焊接电压、工艺参数、系统参数、焊接通道信息、焊接波形信息等，并对焊机进行端口配置、阻抗计算等参数设置。在一些实施例中，还可以在用户菜单中设置更多扩展功能，以供用户对焊机输入复杂的控制指令，本领域技术人员可以根据实际情况自行设置。

综上所述，本公开提供的焊机人机交互系统，通过采用Linux+FPGA架构，结合了Linux系统开源、多任务、网络通信稳定、配合QT界面开发美观的优点，以及FPGA电路可定制、处理信号稳定、效率高的优点，可以在工业环境下将人机交互功能做到高可靠、高稳定、易扩展、易操作。

图6是本公开一个实施例中提供的焊机的方框图。

参考图6，焊机600可以包括：

焊机人机交互系统100；

焊机控制器4，耦接于焊机人机交互系统100，用于响应焊机人机交互系统100输入的控制参数输出焊接电流；

焊接部5，耦接于焊机控制器4，用于响应焊接电流加热工件。

参考上述对焊机人机交互系统100的功能描述，焊机600具有易操作、易观察、功能易扩展等优点，本公开于此不再赘述。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和构思由权利要求指出。

Claims (10)

1.一种焊机人机交互系统，其特征在于，包括：

人机交互模块，包括：

屏幕，用于显示焊机状态参数以及接收用户输入的第一控制信号；

输入设备，用于接收用户输入的第二控制信号；

第一处理器，耦接于所述人机交互模块，用于将所述第一控制信号和所述第二控制信号转换为第三控制信号，并输出所述第三控制信号；

第二处理器，耦接于焊机控制器、所述第一处理器和所述人机交互模块，用于响应所述第三控制信号对所述焊接控制器输入控制参数，以及，响应所述焊机控制器输出的焊机运行参数控制所述屏幕显示所述焊机状态参数。

2.如权利要求1所述焊机人机交互系统，其特征在于，所述屏幕包括触控屏，所述第一控制信号包括触控信号。

3.如权利要求2所述焊机人机交互系统，其特征在于，所述第一处理器包括：

电压转换单元，用于将所述触控信号转换为所述第三控制信号。

4.如权利要求1所述焊机人机交互系统，其特征在于，所述第二处理器包括：

信号接收单元，用于接收所述第三控制信号；

数据处理单元，用于将所述第三控制信号转换为所述控制参数，将所述焊机运行参数转换为所述焊机状态参数；

以太网通讯单元，用于与所述焊机控制器通讯，以输出所述控制参数、获取所述焊机运行参数；

图像显示单元，用于控制所述屏幕显示所述焊机状态参数。

5.如权利要求4所述焊机人机交互系统，其特征在于，所述第二处理器还包括：

USB接口单元，用于接收专家数据和系统软件，以完成专家数据库和系统软件升级；

串口通讯单元，用于连接射频通讯设备，以接收射频通讯信号，并将所述射频通讯信号转换为第四控制信号；

所述数据处理单元还设置为响应所述第四控制信号控制所述第二处理器的运行。

6.如权利要求5所述焊机人机交互系统，其特征在于，所述第四控制信号包括开关机信号、用户身份信号、用户权限信号、用户工时计算信号。

7.如权利要求1所述焊机人机交互系统，其特征在于，所述输入设备包括键盘和编码器，所述第二控制信号包括按键信号和编码信号。

8.如权利要求1所述焊机人机交互系统，其特征在于，所述焊机运行参数包括焊机通道信息、焊机工作模式、专家数据库信息、菜单信息、报警信息、工时信息、配置端口信息，所述焊机状态参数包括焊接电流、焊接送丝速度、焊接电压、焊接弧长、电弧软硬。

9.如权利要求1所述焊机人机交互系统，其特征在于，所述第一处理器为FPGA处理器，所述第二处理器为ARM处理器，所述第二处理器搭载Linux系统。

10.一种电焊机，其特征在于，包括：

如权利要求1-9任一项所述的焊机人机交互系统；

焊机控制器，耦接于所述焊机人机交互系统，用于响应所述焊机人机交互系统输入的控制参数输出焊接电流；

焊接部，耦接于所述焊机控制器，用于响应所述焊接电流加热工件。

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