CN204504488U - 一种钢管闪光对焊在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
一种钢管闪光对焊在线监测系统，主要包括工控机、人机接口、数据处理器、A/D模块、24V电源、电流传感器、电压传感器、位移传感器和压力传感器，其中所述电流传感器、电压传感器、位移传感器和压力传感器均设置在焊接设备上，且所述各传感器把采集到的数据信息转换为标准的电流或电压信号后经A/D模块传送给数据处理器，所述工控机与人机接口及数据处理器通过Ethernet以太网接口信号连接以实现数据交换。本实用新型可实现对钢管闪光焊接过程中的焊接电流、焊接电压、进给位移和顶锻压力等工艺参数的在线采集及监测，为进行管道闪光焊接机理研究及优化焊接工艺提供了科学依据，且本实用新型的结构简单、制造及使用成本低，便于焊接质量控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及管道闪光对焊设备技术领域，具体是涉及一种钢管闪光对焊在线监测系统。
背景技术
钢管闪光对焊是一种先进的焊接方法，和传统焊接方法相比，具有如下优势：①属于固相焊接，不存在熔池，焊接质量高。②无需添加熔敷金属，焊接接头化学成分与母材相同。③无需气体保护或渣保护，消除了污染源。④自动化程度高，不依靠手工焊接技能。⑤焊接周期短，焊接效率高。
虽然钢管闪光对接有很多优点，但影响对焊接头质量的参数较多，各参数间相互耦合，焊接参数的实时采集和处理缺少有效手段，这给焊接工艺优化和焊接质量控制带来困难，如果无法实现管道闪光对焊的质量控制，管道闪光焊接技术将无法推广使用。
发明内容
本实用新型的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种结构简单、制造及使用成本低，能够对焊接参数进行实时采集和处理，便于焊接工艺优化和焊接质量控制，对不同管道闪光焊机的适应性强、应用范围广的钢管闪光对焊在线监测系统。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
本实用新型所述的钢管闪光对焊在线监测系统，其特点是主要包括：用于采集焊接过程中的焊接电流的电流传感器；用于采集焊接过程中的焊接电压的电压传感器；用于采集焊接过程中的进给位移的位移传感器；用于采集焊接过程中的顶锻压力的压力传感器；用于对数据信息进行模数转换的A/D模块；用于对数据信号进行滤波、整定、分析和计算的数据处理器；用于对焊接过程中的工艺参数信号进行采集、分析、存储、记录以及生成动态曲线与报表并对焊接质量进行分析与判断的工控机；用于对焊接电压、焊接电流、进给位移和顶锻压力的曲线图表进行显示、存储和在线打印并对工艺参数进行统计和焊接质量预判的人机接口；用于给前述各组成部件供电的24V电源；其中，所述电流传感器、电压传感器、位移传感器和压力传感器均设置在焊接设备上，且所述各传感器把采集到的数据信息转换为标准的电流或电压信号后经A/D模块传送给数据处理器，所述工控机与人机接口及数据处理器通过Ethernet以太网接口信号连接以实现数据交换。
为了使各传感器对焊接过程中工艺参数的检测方便、准确，上述电流传感器串联在焊接设备中供电系统的主变压器的二次绕组上；上述电压传感器并联在焊接设备中供电系统的主变压器的二次绕组上；上述位移传感器连接在焊接设备的动夹具和静夹具之间；上述压力传感器设置有二个，其中一个紧固在焊接设备的进给油缸的进油口处，另外一个紧固在焊接设备的进给油缸的出油口处。
为了便于图表的打印，上述工控机连接有图表在线打印设备。
为了使本实用新型的结构多样，上述数据处理器为PLC或数据采集卡。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：
本实用新型所述的管道闪光对焊在线监测系统，通过与管道闪光焊接设备配合使用，可以有效实现对焊接电流、焊接电压、动夹具位移、顶锻压力等焊接过程工艺参数的在线采集及监测，并通过对这些参量的计算处理，可再现动态焊接过程参数曲线，并能通过曲线或数据表判定参数设置是否合理，还可根据实测数据自动预判焊接质量，研发人员也可根据曲线或数据表优化焊接工艺，从而为进行管道闪光焊接机理研究、优化焊接工艺提供了科学依据。本实用新型的结构简单、制造及使用成本低、应用方便，对不同管道闪光焊机的适应性强、应用范围广，可用于碳钢、合金钢、不锈钢、管线钢等材料钢管的焊接过程中。该系统的研制对于解决管道闪光对焊的实际生产问题及提高焊接设备技术水平具有重要意义。
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
附图说明
图1为本实用新型的方框结构示意图。
图2为本实用新型中各传感器的分布原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型所述的钢管闪光对焊在线监测系统，主要包括：工控机、24V电源、人机接口、电流传感器、电压传感器、位移传感器、压力传感器、A/D模块和数据处理器，24V电源用于给各组成部件供电，数据处理器为PLC或数据采集卡。如图所示，在本实施例中，数据处理器采用PLC。工控机为上位机，工控机通过Ethernet以太网接口连接人机接口和PLC，负责编程PLC监测程序并下载到PLC，PLC采集到的焊接工艺参数数据通过曲线图表的形式在人机接口显示出来。同时，工控机连接有图表在线打印设备，用于在线打印在线监测曲线及相关信息。PLC为下位机，PLC运行由工控机下载的在线监测程序，对系统进行全局协调控制，各传感器分别将采集到的焊接电流、焊接电压、进给位移和顶锻压力数据信号转换为标准的电流（0～20mA）或电压(0～10V)信号后通过A/D模块传递给PLC进行滤波、整定、分析和计算。
如图2所示，钢管闪光焊接设备的供电系统由一个主变压器1和两个并联的焊接变压器2组成，本实用新型的电流传感器3串联在主变压器1的二次绕组上，电压传感器4并联在主变压器1的二次绕组上，通过变压比可折算为对应的焊接电流和焊接电压。二个压力传感器5分别紧固在进给油缸6的进油口和出油口处，用于测量工件7的进给和顶锻时的压力。位移传感器8连接在动夹具9和静夹具10之间，用来测量焊接过程中工件7的进给位移。
焊接开始前，需要编制PLC控制程序和人机接口的界面程序，PLC控制程序采用PLC专用语言梯形图编写，人机接口界面程序采用VC、VB或Win cc等编程语言编写。PLC控制程序需要设置数据的采样频率与工控机通信方式等。PLC程序对实时采集的数据进行中值滤波计算以去除噪声及环境对数据的干扰和影响，以及由于偶然因素引起的数据波动或因采样器不稳定造成的误码等干扰，提高采集数据的精度，并对数据进行整定以及均值、极值和方差的计算分析。人机接口界面程序包括了焊接电压、焊接电流、进给位移和顶锻压力的曲线图表显示、存储和在线打印，以及工艺参数统计和焊接质量预判等。
焊接开始后，传感器开始工作，电流传感器开始采集焊接电流，采集的电流范围为100～300A，电压传感器开始采集焊接电压，采集的电压范围为300～440V，压力传感器开始采集进给油缸的压力，采集的压力范围为0～20MPa，位移传感器开始采集进给位移，采集的位移范围为0～80mm。这些传感器虽然采集的工艺参数及范围不同，但是传感器的输出都是0～10V的直流电压模拟信号，通过A/D模块转化为数字信号传输给PLC，由PLC内部程序判别不同数据信息。
PLC对接收到的焊接电压、焊接电流、顶锻压力和进给位移数据进行数字滤波，均值、极值和方差计算后，通过以太网通信方式与工控机进行数据传输，一方面把计算后的数据以表格的形式存储在工控机的硬盘中，另一方面在人机接口以界面图形的形式实时显示出来，如有需要，可以在线实时打印。
工控机人机界面程序对接收到的电压等数据进行处理，调取数据库中的预先设定的参数阈值和采集到的数据进行对比分析，如采集的数据超过阈值设定，则判定焊接质量不合格，并报警显示，以及标记超过边界范围曲线。
综上，本实用新型是通过对焊接电压、焊接电流、进给位移和顶锻压力焊接工艺参数的在线实时采集和计算分析，最终实现对焊接过程工艺参数的在线监测及对焊接质量的在线预判，效果理想。而且，本实用新型的结构简单、制造及使用成本低，对不同管道闪光焊机的适应性强，应用范围广。
本实用新型是通过实施例来描述的，但并不对本实用新型构成限制，参照本实用新型的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本实用新型权利要求限定的范围之内。
Claims (7)
1.一种钢管闪光对焊在线监测系统，其特征在于主要包括：用于采集焊接过程中的焊接电流的电流传感器；用于采集焊接过程中的焊接电压的电压传感器；用于采集焊接过程中的进给位移的位移传感器；用于采集焊接过程中的顶锻压力的压力传感器；用于对数据信息进行模数转换的A/D模块；用于对数据信号进行滤波、整定、分析和计算的数据处理器；用于对焊接过程中的工艺参数信号进行采集、分析、存储、记录以及生成动态曲线与报表并对焊接质量进行分析与判断的工控机；用于对焊接电压、焊接电流、进给位移和顶锻压力的曲线图表进行显示、存储和在线打印并对工艺参数进行统计和焊接质量预判的人机接口；用于给前述各组成部件供电的24V电源；其中，所述电流传感器、电压传感器、位移传感器和压力传感器均设置在焊接设备上，且所述各传感器把采集到的数据信息转换为标准的电流或电压信号后经A/D模块传送给数据处理器，所述工控机与人机接口及数据处理器通过Ethernet以太网接口信号连接以实现数据交换。
2.根据权利要求1所述钢管闪光对焊在线监测系统，其特征在于上述电流传感器串联在焊接设备中供电系统的主变压器的二次绕组上。
3.根据权利要求1所述钢管闪光对焊在线监测系统，其特征在于上述电压传感器并联在焊接设备中供电系统的主变压器的二次绕组上。
4.根据权利要求1所述钢管闪光对焊在线监测系统，其特征在于上述位移传感器连接在焊接设备的动夹具和静夹具之间。
5.根据权利要求1所述钢管闪光对焊在线监测系统，其特征在于上述压力传感器设置有二个，其中一个紧固在焊接设备的进给油缸的进油口处，另外一个紧固在焊接设备的进给油缸的出油口处。
6.根据权利要求1所述钢管闪光对焊在线监测系统，其特征在于上述工控机连接有图表在线打印设备。
7.根据权利要求1所述钢管闪光对焊在线监测系统，其特征在于上述数据处理器为PLC或数据采集卡。
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106513963A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-03-22 | 珠海启世机械设备股份有限公司 | 一种闪光焊的方法和系统 |
| CN107414271A (zh) * | 2017-07-24 | 2017-12-01 | 中国铁道科学研究院金属及化学研究所 | 一种固定式钢轨闪光焊机用大功率直流焊接电源系统 |
| CN107662043A (zh) * | 2016-07-29 | 2018-02-06 | 发纳科美国公司 | 用于伺服枪的无传感器压力变化检测 |
| CN108188560A (zh) * | 2017-12-12 | 2018-06-22 | 广州亨龙智能装备股份有限公司 | 基于Linux系统的手持式电阻焊焊接质量监控系统 |
| CN109048023A (zh) * | 2018-10-31 | 2018-12-21 | 王丹 | 一种汽车电机定子引线焊接监控系统及其监控方法 |
| CN109093240A (zh) * | 2018-10-31 | 2018-12-28 | 中正智控（江苏）智能科技有限公司 | 中频逆变直流焊接质量监控方法及监控系统 |
| CN111014895A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-04-17 | 郑州日产汽车有限公司 | 互联互通co2焊接控制系统 |
| CN111050971A (zh) * | 2018-03-15 | 2020-04-21 | 欧姆龙株式会社 | 评价系统以及评价方法 |
| CN112475578A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-03-12 | 浙江双鸟机械有限公司 | 监测顶锻位移实现环链电阻对焊机凸轮机构预维修的方法 |
| CN112570923A (zh) * | 2020-10-22 | 2021-03-30 | 浙江双鸟机械有限公司 | 一种小规格环链链条的电阻对焊质量在线监测方法 |
| CN114101963A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-03-01 | 吉林大学 | 汽车轮辋闪光对焊焊接质量实时评估方法及装置 |
-
2015
- 2015-02-15 CN CN201520110277.XU patent/CN204504488U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107662043A (zh) * | 2016-07-29 | 2018-02-06 | 发纳科美国公司 | 用于伺服枪的无传感器压力变化检测 |
| CN106513963B (zh) * | 2016-12-09 | 2018-11-23 | 珠海启世机械设备股份有限公司 | 一种闪光焊的方法和系统 |
| CN106513963A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-03-22 | 珠海启世机械设备股份有限公司 | 一种闪光焊的方法和系统 |
| CN107414271A (zh) * | 2017-07-24 | 2017-12-01 | 中国铁道科学研究院金属及化学研究所 | 一种固定式钢轨闪光焊机用大功率直流焊接电源系统 |
| CN108188560B (zh) * | 2017-12-12 | 2020-06-09 | 广州亨龙智能装备股份有限公司 | 基于Linux系统的手持式电阻焊焊接质量监控系统 |
| CN108188560A (zh) * | 2017-12-12 | 2018-06-22 | 广州亨龙智能装备股份有限公司 | 基于Linux系统的手持式电阻焊焊接质量监控系统 |
| CN111050971A (zh) * | 2018-03-15 | 2020-04-21 | 欧姆龙株式会社 | 评价系统以及评价方法 |
| US11724332B2 (en) | 2018-03-15 | 2023-08-15 | Omron Corporation | Evaluation system and evaluation method |
| CN109048023A (zh) * | 2018-10-31 | 2018-12-21 | 王丹 | 一种汽车电机定子引线焊接监控系统及其监控方法 |
| CN109093240A (zh) * | 2018-10-31 | 2018-12-28 | 中正智控（江苏）智能科技有限公司 | 中频逆变直流焊接质量监控方法及监控系统 |
| CN111014895A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-04-17 | 郑州日产汽车有限公司 | 互联互通co2焊接控制系统 |
| CN112570923A (zh) * | 2020-10-22 | 2021-03-30 | 浙江双鸟机械有限公司 | 一种小规格环链链条的电阻对焊质量在线监测方法 |
| CN112475578A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-03-12 | 浙江双鸟机械有限公司 | 监测顶锻位移实现环链电阻对焊机凸轮机构预维修的方法 |
| CN114101963A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-03-01 | 吉林大学 | 汽车轮辋闪光对焊焊接质量实时评估方法及装置 |
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Effective date of registration: 20161017 Address after: 510651 Changxin Road, Guangzhou, Guangdong, No. 363, No. Patentee after: Guangdong Welding Institute (China-Ukraine E.O. Paton Institute of Welding) Address before: 510651 Changxin Road, Guangzhou, Guangdong, No. 363, No. Patentee before: GUANGDONG GENERAL Research Institute FOR INDUSTRIAL TECHNOLOGY (GUANGZHOU RESEARCH INSTITUTE OF NON FERROUS METALS) |
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Effective date of registration: 20170516 Address after: 516000, room third, building 1, building 2, hi tech Industrial Park, South China Hi tech Industrial Park, 322, Huatai Road, Huizhou, Guangdong, Patentee after: Huizhou Huifeng Huifeng science and Technology Co.,Ltd. Address before: 510651 Changxin Road, Guangzhou, Guangdong, No. 363, No. Patentee before: Guangdong Welding Institute (China-Ukraine E.O. Paton Institute of Welding) |
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