CN111679090A - 手工焊焊接速度检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种手工焊焊接速度检测装置，包括速度采集器和数据同步处理器，速度采集器设置于手工焊枪上，速度采集器与数据同步处理器通信连接；速度采集器包括速度采集模块、电流采集模块和、A/D转换模块和信号发射模块，速度采集模块、电流采集模块分别与A/D转换模块电连接，电流采集模块与手工焊枪的供电模块电连接；速度采集模块用于采集手工焊枪的移动速度，电流采集模块用于采集手工焊枪的焊接电流，A/D转换模块用于将移动速度和焊接电流转换为速度信号和电流信号；数据同步处理器用于根据速度信号和电流信号计算手工焊枪的焊接速度。实现手工焊接实时焊接速度的监测。

Description

手工焊焊接速度检测装置
技术领域
本发明属于焊接技术领域，更具体地，涉及一种手工焊焊接速度检测装置。
背景技术
科技的不断发展推动了电焊的自动化发展，各种先进的自动化技术产生，在一些机械加工中对手工焊焊接技术使用频率大大减少了。然而对于一些形状特殊或自动焊焊接无法完成的工序，还是要依靠手工焊焊接进行加工，除此之外在对一些产品进行返工和返修的时候也要使用手工焊焊接，由此可见，手工焊作为焊接技术的一种，具有重要的地位。
手工焊的焊接电流、焊接电压和焊接速度等工艺参数对焊接质量有重要的影响。目前手工焊焊接电流、焊接电压测量已经有成熟的解决方案。而手工焊焊接速度大多粗略估算，手工测量出焊缝的总长度，记录焊接时间，总长度与时间的比值即为焊接速度，但该方法较为费时、存在较大的误差，且只能检测平均焊接速度，无法检测实时焊接速度。
发明内容
本发明的目的是提出一种手工焊焊接速度检测装置，解决相关检测速度装置无法实时检测焊接速度的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种手工焊焊接速度检测装置，包括速度采集器和数据同步处理器，所述速度采集器设置于手工焊枪上，所述速度采集器与所述数据同步处理器通信连接；
所述速度采集器包括速度采集模块、电流采集模块和A/D转换模块，所述速度采集模块、所述电流采集模块分别与所述A/D转换模块电连接，所述电流采集模块与所述手工焊枪的供电模块电连接；
所述速度采集模块用于采集所述手工焊枪的移动速度，所述电流采集模块用于采集所述手工焊枪的焊接电流，所述A/D转换模块用于将所述移动速度和所述焊接电流转换为速度信号和电流信号；
所述数据同步处理器用于根据所述速度信号和所述电流信号计算所述手工焊枪的焊接速度。
可选地，所述速度采集器还包括无线信号发射模块，所述无线信号发射模块与所述A/D转换模块电连接。
可选地，所述数据同步处理器包括无线信号接收模块和处理单元，所述无线信号接收模块与所述无线信号发射模块通信连接，所述处理单元与所述无线信号接收模块电连接。
可选地，所述处理单元用于根据所述速度信号和所述电流信号实时判断所述速度信号是否为有效的焊接速度，其中，
若所述电流信号的电流值不为零，则判断所述速度信号有效，且所述速度信号为真实的焊接速度；
若所述电流信号的电流值为零，则判断所述速度信号无效。
可选地，所述速度采集模块为惯性传感器，所述惯性传感器包括加速度传感器和陀螺仪。
可选地，所述速度采集器还包括机械夹持件，所述夹持件用于将所述速度采集器固定于手工焊枪上。
可选地，所述数据同步处理器还包括存储模块，所述存储模块用于存储有效的焊接速度数据。
可选地，还包括显示单元，与所述数据同步处理器电性连接，用于实时显示所述焊接速度的数据值。
可选地，所述A/D转换模块为A/D转换器。
可选地，所述速度采集器还包括电源模块，所述速度采集模块、所述电流采集模块、所述A/D转换模块和所述信号发射模块分别与所述电源模块电连接。
本发明的有益效果在于：
本发明提供一种手工焊焊接速度检测装置，该装置包括速度采集器和数据同步处理器，速度采集器和数据同步处理器可实现无线通信，其中速度采集器设置于手工焊枪上，，在手工焊焊接过程中，随着手工焊枪的移动，速度采集模块和电流采集模块可实时采集手工焊焊接速度和焊接电流，通过无线发射模块和无线接收模块，焊接速度信号和焊接电流信号实时传输给数据同步处理器，数据同步处理器基于焊接速度信号和焊接电流信号实时计算手工焊枪的实时焊接速度，解决了现有技术中无法实时检测焊接速度的问题。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的实施例的速度检测装置的结构示意图。
图2示出了根据本发明的实施例的速度采集器的结构示意图。
图3示出了根据本发明的实施例的速度同步处理器的结构示意图。
图4示出了根据本发明的实施例的速度采集器的工作流程图。
图5示出了根据本发明的实施例的速度同步处理器的工作流程图。
附图标记说明：
10、手工焊焊接检测装置；20、速度采集器；21、速度采集模块；22、电流采集模块；23、A/D转换模块；24、无线信号发射模块；25、电源模块；26、机械夹持件；31、无线信号接受模块；32、处理单元；33、存储单元。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
根据本发明的一种手工焊焊接速度检测装置，包括速度采集器和数据同步处理器，速度采集器设置于手工焊枪上，速度采集器与数据同步处理器通信连接；
速度采集器包括速度采集模块、电流采集模块和A/D转换模块，速度采集模块、电流采集模块分别与A/D转换模块电连接，电流采集模块与手工焊枪的供电模块电连接；
速度采集模块用于采集手工焊枪的移动速度，电流采集模块用于采集手工焊枪的焊接电流，A/D转换模块用于将移动速度和焊接电流转换为速度信号和电流信号；
数据同步处理器用于根据速度信号和电流信号计算手工焊枪的焊接速度。
具体地，在手工焊焊接过程中，随着手工焊枪的移动，速度采集模块和电流采集模块可实时采集手工焊焊接速度和焊接电流，其中，速度采集模块将手工焊焊接的动能(加速度)转化成电能(电流值)，电流采集模块实时采集手工焊枪的给电电流值，A/D转换模块进一步将速度采集模块采集动能的电流值和电流采集模块采集的电流值转换成焊接速度信号和电流信号，并通过无线通信模块，将焊接速度信号和电流信号实时传输给数据同步处理器，通过数据同步处理器计算，有效的焊接速度。
在一个示例中，速度采集器还包括无线信号发射模块，无线信号发射模块与A/D转换模块电连接。
具体地，无线信号发射模块可发射4G/5G信号、WIF信号或蓝牙信号的至少其中之一。
在一个示例中，数据同步处理器包括无线信号接收模块和处理单元，无线信号接收模块与无线信号发射模块通信连接，处理单元与无线信号接收模块电连接。
具体地，数据同步处理器可与速度采集器分开放置，原则上，在无线信号接收模块与无线信号发射模块的可通信范围内，数据同步处理器均可灵活放置，其中，无线信号接收模块可接收4G/5G信号、WIF信号或蓝牙信号的至少其中之一。
在一个示例中，处理单元用于根据速度信号和电流信号实时判断所述速度信号是否为有效的焊接速度，其中，
若所述电流信号的电流值不为零，则判断所述速度信号有效，且所述速度信号为真实的焊接速度；
若所述电流信号的电流值为零，则判断所述速度信号无效。
在一个示例中，速度采集模块为惯性传感器，惯性传感器包括加速度传感器和陀螺仪。
具体地，惯性传感器(IMU)为现有技术，其中的加速度传感器和陀螺仪(三轴或六轴)能够测量手工焊接过程中，操作人员手持焊枪移动过程的实时速度，包括手工焊接过程焊枪工作时的实时焊接速度和其他非焊接作业时焊枪位移的实时速度。因此，数据同步处理器的处理单元可以根据惯性传感器采集的焊枪移动的速度信号中的加速度、角速度等参数值基于现有的速度算法(如位移路径积分算法)计算焊枪的实时速度，然后根据机接收的电流信号中焊枪的工作电流值判断焊枪是否工作，只有当焊枪的工作电流值不为零(即焊枪处于焊接状态)时对应的速度信号才属于焊接过程中焊枪的实时焊接速度，当焊枪的工作电流值为零(即焊枪处于不工作状态)时对应采集的焊接速度信号并不是真实的焊接速度信号，因此将此类速度信号可以丢弃，以此最后采集存储的焊接速度信号能够真实反映出实时焊接速度。具体实施过程中，电流采集模块可以为电流表，将电流表与手工焊枪的供电开关或供电模块电连接，在焊枪开始焊接工作时，实时采集焊枪的工作电流值。
在一个示例中，速度采集器还包括机械夹持件，夹持件用于将速度采集器固定于手工焊枪上。
具体地，可以在速度采集器上装配机械夹持件，通过机械夹持件能够灵活的将速度采集器固定于焊枪上，安装简单，解决现有技术中相关检测速度装置安装复杂的问题；在其他实施方式中，速度采集器还可在出厂时集成于焊枪上。
在一个示例中，数据同步处理器还包括存储模块，存储模块用于存储有效的焊接速度数据。
在一个示例中，还包括显示单元，与数据同步处理器电性连接，用于实时显示焊接速度的数据值。
具体地，显示单元设置于监控端，便于实时观测手工焊速度大小；数据同步处理器与显示单元也可通过分别设置的无线通信模块实现无线通信。
在一个示例中，A/D转换模块为A/D转换器。
具体地，A/D转换器为现有技术，其能够将电流采集模块和焊接速度采集模块采集的电流值和速度值(模拟量)转换为数字信号。
在一个示例中，速度采集器还包括电源模块，速度采集模块、电流采集模块、A/D转换模块和信号发射模块分别与电源模块电连接。
实施例
图1示出了根据本发明的实施例的速度检测装置的结构示意图，图2示出了根据本发明的实施例的速度采集器的结构示意图，图3示出了根据本发明的实施例的速度同步处理器的结构示意图。
如图1所示，根据本发明一种手工焊焊接速度检测装置10，包括速度采集器20和数据同步处理器30，速度采集器20设置于手工焊枪上，速度采集器20与数据同步处理器30通信连接；
如图2所示，速度采集器20包括速度采集模块21、电流采集模块22、A/D转换模块23、无线信号发射模块24、电源模块25和机械夹持件26；速度采集模块21、电流采集模块22和无线信号发射模块24分别与A/D转换模块23电连接；电流采集模块22与手工焊枪的供电模块电连接；速度采集模块21、电流采集模块22、A/D转换模块23和无线信号发射模块24分别与电源模块25电连接。
速度采集模块21用于采集手工焊枪的移动速度，电流采集模块22用于采集手工焊枪的焊接电流，A/D转换模块23用于将移动速度和焊接电流转换为速度信号和电流信号，其中，速度采集模块21为惯性传感器，惯性传感器包括加速度传感器和陀螺仪。
机械夹持件26用于将速度采集器固定于手工焊枪上。
如图3所示，数据同步处理器30包括无线信号接收模块31、处理单元32、存储模块33和电源模块(未示出)；无线信号接收模块31与无线信号发射模块24通信连接；处理单元32分别与无线信号接收模块31和存储模块33电连接；无线信号接收模块31、处理单元32和存储模块33分别与电源模块电连接。
此外，本实施例中还可以设置数据同步处理器30与监控端的显示单元电连接，实现在监控端实时显示焊接速度。
本实施例的手工焊焊接速度检测装置10的工作流程为：
1、应用机械夹持件26将速度采集器20固定于手工焊枪上，并与手工焊枪的供电模块电连接。
2、参考图4，速度采集器20中的速度采集模21块和电流采集模块22实时采集焊枪移动速度和实时电流值，并通过A/D转换模块23转换为数字信号，通过无线信号发射模块24实时将速度信号和电流信号发送给数据同步处理器30。
3、参考图5，数据同步处理器30的处理单元32根据速度信号和电流信号实时判断所述速度信号是否为有效的焊接速度，其中，
若电流信号的电流值不为零，则判断速度信号有效，且速度信号为真实的焊接速度；
若电流信号的电流值为零，则判断速度信号无效。
4、数据同步处理器30的存储模块33存储有效的焊接速度数据并将无效的速度信号丢弃。
5、数据同步处理器30将有效焊接速度传递给监控端的显示单元，实时监控手工焊的实时焊接速度的数据值。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种手工焊焊接速度检测装置，其特征在于，包括速度采集器和数据同步处理器，所述速度采集器设置于手工焊枪上，所述速度采集器与所述数据同步处理器通信连接；
所述速度采集器包括速度采集模块、电流采集模块和A/D转换模块，所述速度采集模块、所述电流采集模块分别与所述A/D转换模块电连接，所述电流采集模块与所述手工焊枪的供电模块电连接；
所述速度采集模块用于采集所述手工焊枪的移动速度，所述电流采集模块用于采集所述手工焊枪的焊接电流，所述A/D转换模块用于将所述移动速度和所述焊接电流转换为速度信号和电流信号；
所述数据同步处理器用于根据所述速度信号和所述电流信号计算所述手工焊枪的焊接速度。
2.根据权利要求1所述的手工焊焊接速度检测装置，其特征在于，所述速度采集器还包括无线信号发射模块，所述无线信号发射模块与所述A/D转换模块电连接。
3.根据权利要求2所述的手工焊焊接速度检测装置，其特征在于，所述数据同步处理器包括无线信号接收模块和处理单元，所述无线信号接收模块与所述无线信号发射模块通信连接，所述处理单元与所述无线信号接收模块电连接。
4.根据权利要求3所述的手工焊焊接速度检测装置，其特征在于，所述处理单元用于根据所述速度信号和所述电流信号实时判断所述速度信号是否为有效的焊接速度，其中，
若所述电流信号的电流值不为零，则判断所述速度信号有效，且所述速度信号为真实的焊接速度；
若所述电流信号的电流值为零，则判断所述速度信号无效。
5.根据权利要求1所述的手工焊焊接速度检测装置，其特征在于，所述速度采集模块为惯性传感器，所述惯性传感器包括加速度传感器和陀螺仪。
6.根据权利要求1所述的手工焊焊接速度检测装置，其特征在于，所述速度采集器还包括机械夹持件，所述夹持件用于将所述速度采集器固定于手工焊枪上。
7.根据权利要求4所述的手工焊焊接速度检测装置，其特征在于，所述数据同步处理器还包括存储模块，所述存储模块用于存储有效的焊接速度数据。
8.根据权利要求1所述的手工焊焊接速度检测装置，其特征在于，还包括显示单元，与所述数据同步处理器电连接，用于实时显示所述焊接速度的数据值。
9.根据权利要求1所述的手工焊焊接速度检测装置，其特征在于，所述A/D转换模块为A/D转换器。
10.根据权利要求1所述的手工焊焊接速度检测装置，其特征在于，所述速度采集器还包括电源模块，所述速度采集模块、所述电流采集模块、所述A/D转换模块和所述信号发射模块分别与所述电源模块电连接。
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