CN208787723U - 一种焊接热输入控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于焊接辅助控制技术领域。为了解决采用人工方法进行焊接热输入控制时，存在施工效率低、控制精度差的问题，本实用新型公开了一种焊接热输入控制系统。该控制系统包括核心处理单元、存储单元、信息输入单元和参数采集单元；信息输入单元与核心处理单元连接，用于输入焊接长度信息至；参数采集单元与核心处理单元连接，用于采集焊接电流、焊接电压以及焊接时间；存储单元和核心处理单元采用双向连接，存储单元通过核心处理单元进行焊接信息存储，核心处理单元从存储单元中提取相关焊接信息并且进行处理。采用本实用新型的焊接热输入控制系统进行进行人工焊接过程中热输入的辅助控制时，可以提高施工效率以及对热输入的控制精度。

Description

一种焊接热输入控制系统

技术领域

本实用新型属于焊接辅助控制技术领域，具体涉及一种焊接热输入控制系统。

背景技术

随着核电技术的不断发展，对于核电安装质量的要求也日益严格，相比于以前的核电建造，当前主流的三代核电站建造增加了对焊接工艺参数(焊接电流、电压、速度和热输入等)的监控和记录，监控范围包括安装施工过程使用的焊接方法，例如焊条电弧焊、非惰性气体保护的药芯焊丝电弧焊、钨极惰性气体保护电弧焊等，以及正式安装工程焊缝，例如辅助管道焊缝、支吊架焊缝、设备焊缝等。

目前，在针对焊接热输入进行监控和记录时，还主要依靠操作人员的人工监控和记录，由操作人员首先对焊接过程进行计时以及对焊后的焊缝长度进行测量，然后再结合该焊接过程的电流值和电压值进行焊接热输入的人工计算。这样，不仅需要多个操作人员进行配合工作，增加劳动量，降低施工效率，而且由操作人员进行热输入的人工计算，可能存在计算误差，导致对热输入控制精度的降低。

实用新型内容

为了解决采用人工方法进行焊接热输入控制时，存在施工效率低、控制精度差的问题，本实用新型提出了一种焊接热输入控制系统。该焊接热输入控制系统，包括核心处理单元、存储单元、信息输入单元和参数采集单元；其中，所述信息输入单元与所述核心处理单元连接，用于输入焊接长度信息至所述核心处理单元；所述参数采集单元与所述核心处理单元连接，用于采集焊接电流、焊接电压以及焊接时间并传输至所述核心处理单元；所述存储单元和所述核心处理单元采用双向连接，所述存储单元通过所述核心处理单元进行焊接信息存储，所述核心处理单元从所述存储单元中提取相关焊接信息并且进行处理。

优选的，所述参数采集单元包括电流采集模块；所述电流采集模块与焊机的电流线连接，用于采集焊接电流值。

进一步优选的，所述参数采集单元包括计时模块；所述计时模块与所述电流采集模块连接，根据所述电流采集模块采集的电流值进行计时操作。

优选的，所述参数采集单元包括电压采集模块；所述电压采集模块与焊机的电压线连接，用于采集焊接电压值。

优选的，所述存储单元采用USD卡形式储存。

优选的，该控制系统还包括显示单元；所述显示单元与所述核心处理单元连接，用于显示输入和采集的焊接参数。

进一步优选的，所述显示单元采用用焊机自身的显示器。

进一步优选的，所述显示单元采用独立显示器，并且与焊机采用端口外插式连接。

优选的，该控制系统还包括报警单元；所述报警单元与所述核心处理单元连接，用于发出焊接参数超范围的警报。

采用本实用新型的焊接热输入控制系统进行人工焊接过程中热输入的辅助控制时，具有以下有益效果：

1、在本实用新型的控制系统中，通过设置核心处理单元和参数采集单元，利用参数采集单元对焊接过程的焊接电流值、焊接电压值和焊接时间进行自动采集，然后借助核心处理单元对预先输入的焊接长度以及参数采集单元获得的焊接电流值、焊接电压值和焊接时间进行焊接热输入的自动计算。这样，不仅可以省去了操作人员的对时间的人工记录以及对焊接热输入的人工计算，从而提高焊接效率，而且可以避免人工计算的误差，从而可以准确调整焊接过程中的热输入，提高对热输入控制的精度。

2、在本实用新型的控制系统中，通过设置电流采集模块和计时模块，并且将计时模块与电流采集模块进行连接。这样，可以根据电流采集模块检测的焊接电流值进行计时模块计时操作的启停控制，从而提高计时模块对整个焊接过程中有效焊接时间的精准计时，进而提高对焊接热输入计算的精度，最终保证对热输入控制的精度。

附图说明

图1为本实施例中焊接热输入控制系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案进一步详细介绍。

结合图1所示，本实施例的焊接热输入控制系统，包括核心处理单元1、存储单元2、信息输入单元3和参数采集单元4。其中，信息输入单元3与核心处理单元1连接，用于焊接人员预先将对应焊接操作中的焊接长度参数输入至核心处理单元1中。参数采集单元4与核心处理单元1连接，用于采集焊接电流、焊接电压以及焊接时间等参数，并且将采集的参数传输至核心处理单元1中。存储单元2和核心处理单元1采用双向连接，可以实现两者之间数据的相互传输。存储单元2对核心处理单元1中相关的焊接信息进行存储，例如焊接电流值、焊接电压值、焊接时间以及焊接长度，核心处理单元1可以根据需要对存储单元2中存储的任意单一参数进行选择提取，从而对参数进行处理，获得焊接结果。

采用本实施例的焊接热输入控制系统进行人工焊接过程中热输入的辅助控制过程为：首先，由焊接人员借助信息输入单元3将本次焊接操作中的焊接长度值预先输入至核心处理单元1中，并由核心处理单元1将该值存储至存储单元2中；接着，由焊接人员开启焊机进行焊接操作，与此同时，参数采集单元4开始对焊接过程的焊接电流值、焊接电压值和焊接时间进行采集，并且传输至核心处理单元1中，通过核心处理单元1将其储存至存储单元2中备用；然后，当完成预设焊缝长度的焊接操作后，焊接人员关闭焊机。此时，核心处理单元1将存储单元2中的焊缝长度、焊接电流值、焊接电压值以及焊接时间提取出来，并且按照预先在核心处理单元1中设定的计算公式进行焊接热输入的计算，从而在完成焊接操作的时候，即可快速准确的获得在此焊接过程中的焊接热输入。

这样，通过焊接热输入控制系统对人工焊接过程中热输入的辅助控制，不仅可以省去操作人员对焊接时间的人工记录以及对焊接热输入的人工计算，从而提高焊接效率，而且可以避免人工计算的误差，从而可以准确调整焊接过程中的热输入，提高对热输入控制的精度。

其中，在核心处理单元1中预先设定的焊接热输入计算公式为：

Q，表示热输入，单位为千焦每毫米(KJ/mm)；

K，表示热效率因数，无量纲，为固定系数，根据不同焊接方法确定；

U，表示焊接电压值，单位为伏特(V)；

I，表示焊接电流值，单位为安培(A)；

L，表示焊接长度，单位为毫米(mm)；

T，表示焊接时间，单位为秒(S)。

结合图1所示，在本实施例中，参数采集单元4包括电流采集模块41。其中，电流采集模块41与焊机的电流线进行连接，通过检测通过焊机电流线中的电流值，从而获得焊接过程中的焊接电流大小。其中，电流采集模块41选用电流检测装置，例如霍尔电流传感器或电流互感器，具体情况可以根据现场情况进行调整。

优选的，在本实施例的参数采集单元4中还包括一个计时模块42。计时模块42与电流采集模块41连接，同时该计时模块42与核心处理单元1进行控制连接。此时，计时模块42根据电流采集模块41采集的电流值大小进行计时启动操作和计时停止操作。其中，根据该段焊接中焊接电流值的范围大小，通过核心处理单元1预先对计时模块42的计时启停点进行设定，从而实现对该焊接阶段的精准计时。例如，当电流采集模块41检测到的电流值升高达到焊接起弧电流值时，则计时模块42启动计时，当电流采集模块41检测的电流值降低至焊接收弧电流值时，则计时模块42停止计时，从而实现对有效焊接的精准计时，进而保证后期对焊接热输入的精准计算和控制。

此外，结合图1所示，在本实施例中，参数采集单元4还包括电压采集模块43。其中，电压采集模块43与焊机的电压线进行连接，通过检测通过焊机电压线中的电压值，从而获得焊接过程中的焊接电压大小。

结合图1所示，在本实施例的控制系统中还设有显示单元5。显示单元5与核心处理单元1直接连接，用于显示输入和采集的焊接参数以及通过核心处理单元1计算获得的焊接热输入，从而便于焊接人员实时观察焊接过程中参数的变化，以便于焊接人员随时进行焊接调整。

其中，显示单元5采用的显示器既可以采用嵌入式设计直接利用焊机的显示器，从而减少设备的使用量，降低制造成本，同样也可以采用端口连接的外插式独立显示器，此时就可以将整个控制系统设计为独立式结构，以便于焊接人员进行携带存储使用，从而可以将该控制系统携带至不同焊接现场配合不同的焊机进行焊接过程热输入的辅助控制，提供该控制系统的使用效率。

结合图1所示，本实施例的控制系统中还包括报警单元6。报警单元6与核心处理单元1连接，用于发出焊接参数超范围的警报。此时，在焊接操作前，就可以预先输入不同焊接参数，例如焊接电流值范围、焊接电压值范围以及焊接热输入范围等焊接参数，当焊接过程中的上述参数值超过预先设定的范围时，核心处理单元1则控制报警单元6发出警报，以提醒焊接人员注意及时调整焊接操作。

此外，在本实施例中，存储单元2采用USD卡形式存储，快速实现电脑数据的导入导出，例如可以直接进行EXCEL表格数据的转移，从而实现焊接参数的批量导入，提高对参数的导入速度，提高操作效率。同样，还可以进一步对存储单元2进行加密设置，从而防止数据的随意接入和导出，提高对数据安全的保护。

Claims (9)

1.一种焊接热输入控制系统，其特征在于，包括核心处理单元、存储单元、信息输入单元和参数采集单元；其中，所述信息输入单元与所述核心处理单元连接，用于输入焊接长度信息至所述核心处理单元；所述参数采集单元与所述核心处理单元连接，用于采集焊接电流、焊接电压以及焊接时间并传输至所述核心处理单元；所述存储单元和所述核心处理单元采用双向连接，所述存储单元通过所述核心处理单元进行焊接信息存储，所述核心处理单元从所述存储单元中提取相关焊接信息并且进行处理。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述参数采集单元包括电流采集模块；所述电流采集模块与焊机的电流线连接，用于采集焊接电流值。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述参数采集单元包括计时模块；所述计时模块与所述电流采集模块连接，根据所述电流采集模块采集的电流值进行计时操作。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述参数采集单元包括电压采集模块；所述电压采集模块与焊机的电压线连接，用于采集焊接电压值。

5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述存储单元采用USD卡形式储存。

6.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，该控制系统还包括显示单元；所述显示单元与所述核心处理单元连接，用于显示输入和采集的焊接参数。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述显示单元采用焊机自身的显示器。

8.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述显示单元采用独立显示器，并且与焊机采用端口外插式连接。

9.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，该控制系统还包括报警单元；所述报警单元与所述核心处理单元连接，用于发出焊接参数超范围的警报。