CN209334976U - 焊接参数监测装置及焊接参数管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于提供一种焊接参数监测装置，设置成可拆卸地加装于焊接设备，包括：电信号采集模块，包括非接触式电流检测器和非接触式电压检测器，分别通过非接触的方式检测焊接电流和焊接电压，并且输出对应的电流电压信号；控制模块，连接电信号采集模块，所述控制模块接收电流电压信号并对电流电压信号进行处理，并且输出对应的电流电压数据。此外，还提供一种包括该焊接参数监测装置的焊接参数管理系统。通过采用上述焊接参数监测装置，可以方便地监测不同焊接设备在焊接过程中的焊接参数。

Description

焊接参数监测装置及焊接参数管理系统

技术领域

本实用新型涉及焊接信息管理领域，尤其涉及一种焊接参数监测装置，以及一种包括该焊接参数监测装置的焊接参数管理系统。

背景技术

焊接质量对于焊接制造型企业的产品质量有着重大影响，焊接质量的控制对于提升企业在当今激烈市场竞争环境中的竞争力至关重要。

而焊接质量的控制离不开焊接参数的采集及控制，因而，需要引入一套可对焊接过程中的焊接参数诸如焊接电流、焊接电压之类进行采集和跟踪。而且，目前，我国传统制造业仍未摆脱劳动密集型的模式，焊接过程中的参与人数较多且参与人员的技术水平参差不齐，也容易造成焊接质量和焊接效率的较大波动，因而该系统还可以进一步对参与焊接的人员信息进行采集和跟踪。也即是说，需要提供一种焊接参数管理系统，其可以对焊接设备进行全过程的跟踪监测，确保焊接质量稳定性，同时可以实现对焊工工效的监测。

目前市场上已经出现针对某一焊接过程或焊接方法的焊接设备监测系统。然而此类焊接设备监测系统存在着自身的局限性，首先，该类监测系统基本都是针对单一厂家的同类焊接设备而进行监测的，不能实现不同厂家、不同类型的焊接设备的这种集群控制，其次，通常带有这种监测系统的焊接设备体积较大，价格昂贵，劳动密集型企业难以广泛采用。

因此，特别需要提供一种焊接参数监测装置或者包括该焊接参数监测装置的焊接参数管理系统，其可以方便地获取不同焊接设备在焊接过程中的焊接参数尤其是焊接电流和焊接电压，并且对其进行监测。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种焊接参数监测装置，其可以方便地加装到不同的焊接设备诸如焊机中，从而对焊接过程中的焊接参数进行采集和监测，特别是对焊接电流和焊接电压的监测。

本实用新型提供一种焊接参数监测装置，设置成可拆卸地加装于焊接设备，包括：电信号采集模块，包括非接触式电流检测器和非接触式电压检测器，所述非接触式电流检测器和所述非接触式电压检测器分别通过非接触的方式检测焊接电流和焊接电压，并且输出对应于所述焊接电流和所述焊接电压的电流电压信号；以及控制模块，连接所述电信号采集模块，所述控制模块接收所述电信号采集模块输出的所述电流电压信号并对所述电流电压信号进行处理，并且输出对应于所述电流电压信号的电流电压数据。

在一个实施方式中，所述焊接参数监测装置还包括数据存储模块，所述数据存储模块连接所述控制模块，所述控制模块将所述电流电压数据存储到所述数据存储模块。

在一个实施方式中，所述焊接参数监测装置还包括系统供电模块，为所述焊接参数监测装置的各个需电部件供电。

在一个实施方式中，所述电信号采集模块还包括信号调理电路，所述信号调理电路对所述非接触式电流检测器和所述非接触式电压检测器检测到的所述焊接电流和所述焊接电压进行调理，进而输出电流电压信号。

在一个实施方式中，所述焊接参数监测装置还包括焊工信息识别模块，所述焊工信息识别模块连接所述控制模块，用于读取焊工信息并传输到所述控制模块。

在一个实施方式中，该焊接参数监测装置还包括系统时钟模块，所述系统时钟模块连接所述控制模块，用于提供所述控制模块的实时时钟。

在一个实施方式中，所述焊接参数监测装置还包括无线收发模块，所述无线收发模块连接所述控制模块，用于依据所述控制模块的指令而向外部发送数据以及从外部接收数据。

本实用新型还提供一种焊接参数管理系统，包括上述焊接参数监测装置。

在一个实施方式中，所述焊接参数管理系统还包括终端服务器，所述终端服务器配置成可接收所述数据存储模块存储的数据。

在一个实施方式中，所述焊接参数管理系统还包括手持终端模块，所述手持终端模块配置成可接收所述数据存储模块存储的数据。

通过将上述焊接参数监测装置分别加装到不同的焊接设备中，可以对不同厂家、不同类型的焊接设备在焊接过程中的焊接参数进行监测，而且，上述焊接参数管理系统既能实现对现场焊接设备的网络化管理，并且可以进行焊接参数包括焊接电流、焊接电压、焊工信息等等的数据的自动采集，还能够实现兼容独立的单机数据自动采集转存。

附图说明

包括附图是为提供对本实用新型进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本实用新型的实施方式，并与本说明书一起起到解释本实用新型原理的作用。附图中：

图1为示例性的焊接参数监测装置中的各个功能模块的示意图；

图2为示例性的焊接参数管理系统的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施方式的内容限制本实用新型的保护范围。

例如，在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一和第二特征之间可以不直接联系。另外，这些公开内容中可能会在不同的示例中重复附图标记和/或字母。该重复是为了简要和清楚，其本身不表示要讨论的各实施方式和/或结构间的关系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一和第二元件间接地相连或彼此结合。

如本实用新型所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。例如，如果翻转附图中的器件，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”或“下面”的元件的方向将改为在所述其他元件或特征的“上方”。因而，示例性的词语“下方”和“下面”能够包含上和下两个方向。器件也可能具有其他朝向(旋转90度或处于其他方向)，因此应相应地解释此处使用的空间关系描述词。此外，还将理解，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。

需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本实用新型实际要求的保护范围构成限制。此外，不同实施方式下的变换方式可以进行适当组合。

根据本实用新型的焊接参数监测装置10设置成可拆卸地加装于焊接设备，因而可以很方便地加装到需要监测焊接参数的各种焊接设备，无论焊接设备的类型是否相同，是否出自同一厂家，也无论其是否自身带有监测系统。本文中的焊接参数包括下面描述的焊接电流、焊接电压、焊工信息等等。

图1示出了焊接参数监测装置10的一个示例配置。其中，焊接参数监测装置 10包括控制模块101和电信号采集模块102这两个功能模块。接下来将描述各个模块的构造和动作。

电信号采集模块102包括非接触式电流检测器和非接触式电压检测器。非接触式电流检测器和非接触式电压检测器分别通过非接触的方式检测焊接电流和焊接电压，因为非接触式电流检测器和非接触式电压检测器不需要接入电路即可测量电流电压的大小，所以只需要将焊接参数监测装置10加装到需要监测焊接参数的焊接设备上的对应位置即可对该焊接设备的焊接电流和焊接电压进行监测。非接触式电流检测器例如可以是利用霍尔电流传感器的钳形电流表，非接触式电压检测器例如可以是利用变压器的非接触电压检测装置。在上述非接触式电流检测器和非接触式电压检测器分别检测到焊接电流和焊接电压以后，电信号采集模块102输出对应于焊接电流和焊接电压的电流电压信号。

在一个实施方式中，电信号采集模块102还可以包括信号调理电路，信号调理电路对上述非接触式电流检测器和非接触式电压检测器检测到的焊接电流和焊接电压进行调理，进而输出对应于焊接电流和焊接电压的电流电压信号。例如，信号调理电路可以是集成IC，可以对采样得到的关于焊接电流和焊接电压的模拟信号进行放大、缓冲或定标，使之适合于模/数转换器的输入，也即适合于输入下面将会描述的控制模块101的AD口识别的信号，然后通过集成运输IC进行跟随隔离，输入到控制模块101的AD信号采集通道。

电信号采集模块102连接控制模块101。控制模块配置成接收电信号采集模块 102(或者，其信号调理电路)输出的电流电压信号，并且对该电流电压信号进行处理，然后输出对应于该电流电压信号的电流电压数据。例如，电信号采集模块 101中的上述信号调理电路输出的电流电压信号经过控制模块101的AD口，可以经过模数转换等等的处理。

在一个实施方式中，控制模块101可以是包含单片机最小化系统电路的微处理系统，比如，微处理器最小化系统由单片机STM32F103C8T6组成，作为中央处理器，协调各个模块有序工作，负责整个系统的控制动作。控制模块101可以包括芯片和其他外围部件的组合。在一些实施例中，控制模块101可以包括一个或多个硬件处理器，诸如微控制器、微处理器、精简指令集计算机(RISC)、专用集成电路(ASIC)、应用特定指令集成处理器(ASIP)、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、物理处理单元(PPU)、微控制器单元、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、高级RISC机(ARM)、可编程逻辑器件(PLD)、能够执行一个或多个功能的任何电路或处理器等中的一种或多种的组合。

在图示实施方式中，焊接参数监测装置10还包括数据存储模块103。数据存储模块103连接控制模块101，控制模块101将输出的上述电流电压数据存储到数据存储模块103。例如，电信号采集模块101中的上述信号调理电路输出的电流电压信号经过控制模块101的AD口后经过模数转换等等的处理之后，控制模块101 将对应于电流电压信号的电流电压数据存储到数据存储模块103。也即，数据存储模块103可以存储经电信号采集模块102输出又经控制模块101处理过的电流电压数据。例如，数据存储模块103可以是一个移动硬盘或者SD卡等等。下面会描述到焊接参数监测装置10包括无线收发模块105的情况，在该情况下，数据存储模块103可以储存离线状态下(如，断网时)的焊接参数数据，包括对应于电信号采集模块102采集到的焊接电流和焊接电压的电流电压数据以及对应于后面描述的焊工信息识别模块106识别到的焊工信息的焊工信息数据等等。

在图示实施方式中，焊接参数监测装置10还包括系统供电模块104。系统供电模块104为焊接参数监测装置10的各个需电部件诸如供电。图中，系统供电模块104连接控制模块101，从而为控制模块101供电。事实上，系统供电模块104 也可以用于为上述各个模块诸如电信号采集模块102和数据存储模块103供电。系统供电模块104可以是可以存储电力并对上述模块进行供电的电池模块，也可以是可连接到外部电源从而为上述模块进行供电的电源接口。

继续参见图1，焊接参数监测装置10还可以包括无线收发模块105。无线收发模块105也连接控制模块101，用于依据控制模块101的指令而向外部发送信号以及从外部接收信号。例如，无线收发模块105与控制单元101相连，控制模块101 可以指令无线收发模块105将数据存储模块103存储的信号向外部发送，或者直接将电信号采集模块102输出的电流电压信号实时地发送到外部。又例如，无线收发模块105可以从外部接收指令信号，而向控制模块101发送相关指令。又例如，控制单元101检测到两台以上的焊接设备时，控制单元101便指令使无线收发模块 105发送组网信号，使其自动组网，自动将数据存储模块103存储的焊接参数数据上传到外部诸如后面描述的终端服务器20。后面会对其进行详细描述。无线收发模块105的存在使得多个焊接设备可以采用无线传输模块进行自主组网，实现在线数据发送到外部诸如服务器的这种功能，而在单一焊接设备不能组网的情况下，也可以通过无线收发模块105与外部诸如后面描述的手持终端模块30连接，转存数据。例如，无线收发模块105可以由采用一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的无线网络技术的通讯模块的功能模块构成，其具有通讯距离远、抗干扰能力强、组网灵活等优点，可实现多设备间的数据透明传输，该功能模块与控制模块101相连，控制模块101控制该功能模块的工作及数据发送状态。

焊接参数监测装置10还可以包括焊工信息识别模块106，如图1所示，焊工信息识别模块106连接控制模块101。焊工信息识别模块106用于读取焊工信息并传输到控制模块101。控制模块101可以进一步将焊工信息存储到上述数据存储模块103，又或者在焊接参数监测装置10包括无线收发模块105的情况下，将读取到的焊工信息经由无线收发模块105发送到外部。焊工信息可以是焊工的各种信息参数，例如可以是焊工的工号、职位、姓名等等。在一个实施方式中，焊工信息识别模块106可以是一个刷卡识别器。将要操作焊接设备的焊工上岗时将自己的工卡靠近该刷卡识别器时，该刷卡识别器识别到焊工信息，该刷卡识别器与控制模块 101相连，便将焊工信息传输到控制模块101。

焊接参数监测装置10还可以包括系统时钟模块107，如图1所示，系统时钟模块107连接控制模块101。系统时钟模块107用于提供控制模块101的实时时钟，因为系统时钟模块107的存在，使得检测到的每个焊接参数点(包括上面提及的焊接电压、焊接电流和焊工信息等等)都可以对应于一个时间点，而且进一步地，可以确保焊接参数监测装置10的实时时钟与外界时钟同步。系统时钟模块107与控制模块101相连，控制模块把实时地采样出的焊接电流、焊接电压、焊工信息等等与当前的时间值作为数据包封装存储到数据存储模块103中。

因为焊接参数监测装置10可以不包括数据存储模块103、系统供电模块104、无线收发模块105、焊工信息识别模块106和系统时钟模块107，所以图1中这三个功能模块皆用虚线标示。

本实用新型还涉及一种包括上述焊接参数监测装置10的焊接参数管理系统1。图2示出了焊接参数管理系统1的示例配置。

参见图2，焊接参数管理系统1还可以包括终端服务器20。数据存储模块103 存储的电流电压数据可以传输到终端服务器20。终端服务器20可以实现数据的转存功能。终端服务器20还可以具有显示器，用于显示焊接电流和焊接电压等等。终端服务器20还可以安装有使数据可视化或者可处理的应用程序。在焊接参数管理系统1包括焊工信息识别模块106和系统时钟模块107的情况下，传输到终端服务器20的数据还可以包括对应于焊工信息识别模块106输出的焊工信息或者系统时钟模块107提供的时钟的数据。也即，终端服务器20配置成可接收焊接参数处理装置10中的数据存储模块103存储的数据。例如，终端服务器20是一部具有相应处理程序的计算机，而数据存储模块103是一个移动硬盘，可以将移动硬盘连接到该计算机，从而将数据存储模块103内储存的数据信息传输到终端服务器20。这样，便可以将检测到的焊接参数信息诸如焊接电流、焊接电压、焊工信息等等进行可视化并且进行相应处理和分析。

焊接参数管理系统1还可以包括手持终端模块30。和终端服务器20类似，手持终端模块30也配置成可接收焊接参数处理装置10中的数据存储模块103存储的数据。因为手持终端模块30的存在，可以随时随地方便地查看焊接参数、焊接状态等等。例如，手持终端模块30可以是一个安装有相应处理程序的手机，数据存储模块103是一个SD卡，将SD卡取出插入该手机中，便可以将数据存储模块103 内储存的信息传输到手持终端模块30。

在焊接参数监测装置10包括无线收发模块105的情况下，焊接参数监测装置 10通过无线收发模块105而将焊接参数传输到终端服务器20或者手持终端模块 30，从而可以对焊接参数进行实时监测。也即，终端服务器20配置成通过无线收发模块105可接收控制模块101输出的数据例如电流电压数据、焊工信息数据等，手持终端模块30也配置成通过无线收发模块105可接收控制模块101输出的数据例如电流电压数据、焊工信息数据等。又例如，还是在焊接参数监测装置10包括无线收发模块105的情况下，如果仅有单个焊接设备因而不能设备之间组网，可以通过无线收发模块105将数据存储模块103存储的参数数据发送到手持终端模块 30进而转存到终端服务器20。

因为焊接参数管理系统1可以不包括终端服务器20和手持终端模块30，所以图2中这两个模块皆用虚线标示。

根据本实用新型的焊接参数监测装置10以及焊接参数管理系统1，既能把现场设备实现网络化管理并进行数据的自动采集上传，又能兼容独立的不能组网的单机数据离线数据采集并转存到终端服务器，从而可以对焊接参数进行管理。其次，使得有条件组网的焊接设备自动组网，自动将焊接参数上传到服务器，而对于没有组网条件的设备，通过手持终端模块转存数据，再通过手持终端模块把数据转存到终端服务器。

以上所述，仅为本实用新型中的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本实用新型的包含范围之内，因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种焊接参数监测装置，其特征在于，设置成可拆卸地加装于焊接设备，包括：

电信号采集模块，包括非接触式电流检测器和非接触式电压检测器，所述非接触式电流检测器和所述非接触式电压检测器分别通过非接触的方式检测焊接电流和焊接电压，并且输出对应于所述焊接电流和所述焊接电压的电流电压信号；以及

控制模块，连接所述电信号采集模块，所述控制模块接收所述电信号采集模块输出的所述电流电压信号并对所述电流电压信号进行处理，并且输出对应于所述电流电压信号的电流电压数据。

2.如权利要求1所述的焊接参数监测装置，其特征在于，所述焊接参数监测装置还包括数据存储模块，所述数据存储模块连接所述控制模块，所述控制模块将所述电流电压数据存储到所述数据存储模块。

3.如权利要求1所述的焊接参数监测装置，其特征在于，所述焊接参数监测装置还包括系统供电模块，为所述焊接参数监测装置的各个需电部件供电。

4.如权利要求1所述的焊接参数监测装置，其特征在于，所述电信号采集模块还包括信号调理电路，所述信号调理电路对所述非接触式电流检测器和所述非接触式电压检测器检测到的所述焊接电流和所述焊接电压进行调理，进而输出电流电压信号。

5.如权利要求1所述的焊接参数监测装置，其特征在于，所述焊接参数监测装置还包括焊工信息识别模块，所述焊工信息识别模块连接所述控制模块，用于读取焊工信息并传输到所述控制模块。

6.如权利要求1所述的焊接参数监测装置，其特征在于，该焊接参数监测装置还包括系统时钟模块，所述系统时钟模块连接所述控制模块，用于提供所述控制模块的实时时钟。

7.如权利要求1所述的焊接参数监测装置，其特征在于，所述焊接参数监测装置还包括无线收发模块，所述无线收发模块连接所述控制模块，用于依据所述控制模块的指令而向外部发送数据以及从外部接收数据。

8.一种焊接参数管理系统，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的焊接参数监测装置。

9.如权利要求8所述的焊接参数管理系统，其特征在于，还包括终端服务器，所述终端服务器配置成可接收所述数据存储模块存储的数据。

10.如权利要求8所述的焊接参数管理系统，其特征在于，还包括手持终端模块，所述手持终端模块配置成可接收所述数据存储模块存储的数据。