CZ308321B6 - Measuring set for continuously evaluating quality during robotic welding - Google Patents

Measuring set for continuously evaluating quality during robotic welding Download PDF

Info

Publication number
CZ308321B6
CZ308321B6 CZ2019-114A CZ2019114A CZ308321B6 CZ 308321 B6 CZ308321 B6 CZ 308321B6 CZ 2019114 A CZ2019114 A CZ 2019114A CZ 308321 B6 CZ308321 B6 CZ 308321B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
welding
isi
intelligent sensor
intelligent
sensor
Prior art date
Application number
CZ2019-114A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2019114A3 (en
Inventor
David FOJTÍK
Petr Podešva
Miroslav MAHDAL
Jan Gebauer
Milan MIHOLA
Original Assignee
Vysoká Škola Báňská-Technická Univerzita Ostrava
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vysoká Škola Báňská-Technická Univerzita Ostrava filed Critical Vysoká Škola Báňská-Technická Univerzita Ostrava
Priority to CZ2019-114A priority Critical patent/CZ2019114A3/en
Publication of CZ308321B6 publication Critical patent/CZ308321B6/en
Publication of CZ2019114A3 publication Critical patent/CZ2019114A3/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/095Monitoring or automatic control of welding parameters
    • B23K9/0953Monitoring or automatic control of welding parameters using computing means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)

Abstract

The measuring assembly for continuously evaluating the quality of robotic welding seams includes intelligent sensors (IS), industrial or personal computer (O) with touch screen for operator access to the measured data, network server (P) for data acquisition, and operator computer (O ) connected to a local area network (LAN). The intelligent sensor (IS) comprises two main electronic circuits, forming an analogue part and a digital part, the analogue part is electrically connected to measure electric current by a converter (11) to a conductor (1) passing through the sensor (IS) and in which the electronic circuits for filtering the voltage input signal are located in this analogue part, when the direct connection of the intelligent sensor (IS) to the positive and negative poles of the power source is used to measure the arc voltage. The digital part of the intelligent sensor (IS) includes a CPU processor motherboard, RAM, analogue / digital converters (10, 12), and an interface with the module (15) for Ethernet communication and LAN and POE power. The currently measured weld data is temporarily stored in RAM and after measurement is sent to the operator computer (O) for evaluation.

Description

Vynález se týká oblasti kontrolních zařízení pro detekci vad svarů při svařování, zejména pn svařování robotickém.The invention relates to the field of inspection devices for detecting weld defects during welding, in particular for robotic welding.

Dosavadní stav technikyPrior art

Vady ve svarech mohou vznikat nedostatečnou přípravou svařovaných dílů, zejména nedostatečnou přípravou svarových ploch, nesprávným sestavením svařovaných dílů, nesprávným postupem svařování, nedodržením technologického postupu apod., nebo pň tuhnutí svaru - chladnutí svarové lázně, kdy vzniká vnitřní pnutí.Defects in welds can be caused by insufficient preparation of welded parts, especially insufficient preparation of welded surfaces, incorrect assembly of welded parts, incorrect welding procedure, non-compliance with technological procedure, etc., or hardening of the weld - cooling of the weld pool when internal stress arises.

Kontrola svarů tedy patří mezi nezbytné operace související s výrobou svařovaných dílů. Úroveň kontroly se liší podle požadavků zákazníků, norem, účelu apod. Ke kontrole se používají jednak destruktivní zkoušky, které slouží především k ověření výrobní technologie nebo ke kontrole vzorku z výrobní série, jednak nedestruktivní zkoušky a metody, kterými se kontroluje výsledný svar, aniž by došlo kjeho poškození. Nedestruktivní metody přitom mohou být aplikovány na každý svar každého výrobku.Weld inspection is therefore one of the necessary operations related to the production of welded parts. The level of inspection varies according to customer requirements, standards, purpose, etc. Destructive tests are used for inspection, which serve primarily to verify the production technology or to inspect a sample from the production series, as well as non-destructive tests and methods to inspect the resulting weld without it has been damaged. Non-destructive methods can be applied to every weld of each product.

Povrchové vady svarů se nejčastěji kontrolují vizuálně nebo kapilární metodou. Vnitřní vady svaru se obvykle detekují snímkováním rentgenem nebo pomocí ultrazvuku. Zkoušky, destruktivní i nedestruktivní, jsou většinou stanoveny příslušnou technickou normou.Surface defects of welds are most often inspected visually or by capillary method. Internal weld defects are usually detected by X-ray or ultrasound imaging. Tests, both destructive and non-destructive, are usually specified by the relevant technical standard.

Kromě výše uvedených kontrol určených pro již vytvořené svary, jsou známy také metody, které průběžně monitorují vznik svaru. Průběžné (on-line) monitorování svarů patří mezi nedestruktivní metody, které mohou výrazně snížit potřebu nedestruktivních kontrol vytvořených svarů, nebo je dokonce zcela nahradit. Uplatňují se především v hromadné výrobě u robotizovaných pracovišť, kde tyto metody jsou rychlejší a levnější.In addition to the above-mentioned inspections intended for already created welds, methods are also known which continuously monitor the formation of a weld. Continuous (on-line) monitoring of welds is one of the non-destructive methods that can significantly reduce the need for non-destructive inspections of created welds, or even completely replace them. They are used mainly in mass production in robotic workplaces, where these methods are faster and cheaper.

Doposud používané průběžné metody pak lze rozdělit do dvou skupin. Jsou to jednak metody, které pomocí senzorů vyhodnocují vznikající svar a pak metody, které pomocí senzorů monitorují parametry svařovacího procesu.The continuous methods used so far can then be divided into two groups. These are, on the one hand, methods which use sensors to evaluate the resulting weld and, on the other hand, methods which use sensors to monitor the parameters of the welding process.

Do první skupiny patří metody, které na základě měření zadaných fyzikálních veličin vytvářeného svaru monitorují průběh jeho vzniku a porovnávají je s průběhem dříve naměřeného bezchybného svaru. Na základě odchylek se určuje, zdaje svar v pořádku nebo je vadný. Mezi tyto známé metody patří Měření akustické emise, Termovizní kontrola svarových spojů, Průběžná kontrola svařovacího procesu využitím spektrometrie, Měření ultrafialové složky vznikajících svarů a další.The first group includes methods which, based on the measurement of the specified physical quantities of the weld created, monitor the course of its formation and compare it with the course of the previously measured flawless weld. Based on the deviations, it is determined whether the weld is OK or defective. These known methods include Measurement of acoustic emission, Thermovision inspection of welded joints, Continuous inspection of the welding process using spectrometry, Measurement of the ultraviolet component of emerging welds and others.

Do druhé skupiny patří metody, které na základě průběžného měření parametrů svařovacího aparátu monitorují proces vzniku svaru a porovnávají je s průběhem dříve naměřeného bezchybného svaru. Mezi tyto známé metody patří Měření svařovacího napětí a proudu, Měření délky odvíjeného drátu, Měření množství plynu ochranné atmosféry a další.The second group includes methods which, on the basis of continuous measurement of the parameters of the welding apparatus, monitor the process of weld formation and compare it with the course of the previously measured flawless weld. These known methods include measurement of welding voltage and current, measurement of the length of the unwound wire, measurement of the amount of protective atmosphere gas and others.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Cílem předkládaného vynálezu je představení nové koncepce měřicí sestavy pro průběžnou kontrolu kvality svarů se zapojením vnitřního inteligentního senzoru, umožňující připojení inteligentního senzoru ke kladnému nebo zápornému pólu svařovacího zdroje za účelem měřeníThe object of the present invention is to present a new concept of a measuring set for continuous quality control of welds with the connection of an internal intelligent sensor, enabling the connection of an intelligent sensor to the positive or negative pole of a welding source for measurement.

- 1 CZ 308321 B6 svařovacího proudu a svařovacího napětí, a současně umožňující zapojení jednoho nebo více těchto inteligentních senzorů do měřicí sestavy pro měření svarů zejména při robotickém svařování.- 1 CZ 308321 B6 welding current and welding voltage, and at the same time enabling the connection of one or more of these intelligent sensors to a measuring set for measuring welds, in particular during robotic welding.

Měřicí sestava pro průběžné vyhodnocování kvality svarů, zejména při robotickém svařování, zahrnující inteligentní senzory, jejichž počet v měřicí sestavě závisí na počtu připojených robotických manipulátorů a svařovacích zdrojů v jedné svařovací cele, průmyslový nebo osobní počítač s dotykovou obrazovkou pro operátorský přístup k měřeným údajům, síťový server pro shromažďování měřených dat, a s operátorským počítačem propojenou lokální počítačovou sítí LAN podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že inteligentní senzor tvoří dva hlavní elektronické obvody, a to první, analogový elektronický obvod, a druhý, digitální elektronický obvod, kde první, analogový elektronický obvod využitý pro měření elektrického proudu pomocí převodníku proud/napětí a elektrického napětí je elektricky propojen s vodičem procházejícím inteligentním senzorem, přičemž v tomto prvním, analogovém elektronickém obvodu je dále umístěn alespoň jeden filtr pro filtraci vstupního signálu napětí, a dále zahrnuje analogově/číslicové převodníky, když pro měření elektrického napětí svařovacího oblouku je použito přímé spojení inteligentního senzoru s kladným a záporným pólem svařovacího zdroje. Měření elektrického proudu je pak výhodně realizováno tzv. Hallovou sondou nebo pomocí bočníku. Druhý, digitální elektronický obvod inteligentního senzoru, zahrnuje základovou desku s procesorem CPU, operační paměť RAM, a rozhraní s modulem pro Ethemetovou komunikaci a napájení POE (power on ethemet).Measuring set for continuous evaluation of weld quality, especially in robotic welding, including intelligent sensors, the number of which in the measuring set depends on the number of connected robotic manipulators and welding sources in one welding cell, industrial or personal computer with touch screen for operator access to measured data, a network server for collecting measured data, and an operator computer-connected local area network (LAN) according to the present invention, the essence of which is that the intelligent sensor consists of two main electronic circuits, a first, an analog electronic circuit and a second, digital electronic circuit, a first, analog electronic circuit used for measuring electric current by means of a current / voltage and voltage converter is electrically connected to a conductor passing through an intelligent sensor, said first, analog electronic circuit comprising at least one filter for filtering the input voltage signal, and further includes analog / digital converters when a direct connection of an intelligent sensor to the positive and negative poles of a welding source is used to measure the electric voltage of the welding arc. The measurement of the electric current is then preferably realized by a so-called Hall probe or by means of a shunt. The second, digital electronic circuit of the intelligent sensor, includes a motherboard with a CPU, RAM, and an interface with a module for Ethemet communication and power on ethemet (POE).

Aktuálně měřená data svaru jsou přitom ve výhodném provedení dočasně ukládána do paměti RAM a po ukončení měření jsou odeslána do operátorského počítače pro jejich vyhodnocení.In the preferred embodiment, the currently measured weld data are temporarily stored in the RAM memory and, after the measurement is completed, are sent to the operator computer for their evaluation.

Inteligentní senzor dále zahrnuje vstupní a výstupní konektory pro svařovací kabely, sloužící k připojení tohoto inteligentního senzoru do svařovacího obvodu a umožňující připojení senzoru přímo ke svařovacímu zdroji, a systémem, výhodně mechanickým přepínačem, umožňujícím zvolit zdroj signálu elektrického napětí svařovacího obvodu jako interní nebo externí, přičemž inteligentní senzor lze připojit ke kladnému nebo zápornému pólu svařovacího zdroje. Elektronická zařízení zahrnutá v inteligentním senzoru přitom umožňují jeho snadné zapojení do svařovacího obvodu. Připojení inteligentního senzoru ke kladnému pólu svařovacího zdroje dále umožňuje měření napětí přímo v inteligentním senzoru. Při připojení inteligentního senzoru k zápornému pólu svařovacího zdroje je pak nezbytné přivést k inteligentnímu senzoru zdroj signálu z kladného pólu svařovacího zdroje. Inteligentní senzor je pak k tomuto účelu vybaven konektorem pro připojení vodiče s kladným signálem svařovacího napětí, a zahrnutým mechanickým přepínačem se pak zvolí externí zdroj signálu napětí.The intelligent sensor further comprises input and output connectors for welding cables for connecting this intelligent sensor to the welding circuit and for connecting the sensor directly to the welding source, and a system, preferably a mechanical switch, for selecting the welding voltage signal source as internal or external. wherein the intelligent sensor can be connected to the positive or negative pole of the welding source. The electronic devices included in the intelligent sensor allow its easy connection to the welding circuit. The connection of the intelligent sensor to the positive pole of the welding source also allows the voltage to be measured directly in the intelligent sensor. When connecting the intelligent sensor to the negative pole of the welding source, it is then necessary to bring the signal source from the positive pole of the welding source to the intelligent sensor. For this purpose, the intelligent sensor is then equipped with a connector for connecting a wire with a positive welding voltage signal, and an external voltage signal source is then selected by the included mechanical switch.

Měřicí sestava zahrnující tyto inteligentní senzory, výhodně 1 až 4 kusy inteligentních senzorů na jednu svařovací celu, přitom slouží k zpracování a analýze průběhu svařovacího proudu a napětí z několika svařovacích zdrojů současně., a její další výhodou je snadné propojení měřicí sestavy, obsahující inteligentní senzory, se současnou svařovací infrastrukturou ve výrobních podnicích.A measuring assembly comprising these intelligent sensors, preferably 1 to 4 pieces of intelligent sensors per welding cell, serves to process and analyze the course of welding current and voltage from several welding sources simultaneously, and its further advantage is easy connection of a measuring assembly containing intelligent sensors. , with the current welding infrastructure in manufacturing companies.

Pro zvolenou vnitřní konstrukci inteligentního senzoru je v praxi možná práce ve dvou režimech a jejich kombinacích, když v prvním režimu může inteligentní senzor zaznamenávat pouze průběhy svarů, nebo, ve druhém režimu, může tyto svary přímo vyhodnocovat a informovat nadřízenou jednotku o případné vadě svaru, a na požádání zaslat úplný záznam vadného svaru pro podrobné analýzy. Inteligentní senzor přitom může v režimu pouhého zaznamenávání průběhů napětí a proudu na požádání rovněž spustit záznam vadného svaru a následně kontinuálně číst zaznamenané průběhy z nadřízeného systému prostřednictvím komunikace TCP/IP. Tyto průběhy jsou pak samostatně vyhodnocovány operátorským pracovištěm.For the selected internal design of the intelligent sensor, it is possible to work in practice in two modes and their combinations, when in the first mode the intelligent sensor can record only welds or, in the second mode, can directly evaluate these welds and inform the superior unit of possible weld defect. and upon request, send a complete record of the defective weld for detailed analysis. In this mode, the intelligent sensor can also start recording the faulty weld in the mode of simply recording voltage and current waveforms and then continuously read the recorded waveforms from the master system via TCP / IP communication. These waveforms are then evaluated separately by the operator's workplace.

Senzorická část je přitom schopna zaznamenávat proud a napětí s frekvencí až 40 kHz, čímž je optimální i pro vyhodnocování svařovací metody CMT (cold metal transfer), přičemž vlastníThe sensor part is able to record current and voltage with a frequency of up to 40 kHz, which is optimal for evaluating the welding method CMT (cold metal transfer), while its own

-2 CZ 308321 B6 měření průběhu svařovacího proudu a napětí probíhá automaticky. Automatické měření usnadňuje obsluhu svařovací cely.-2 GB 308321 B6 the measurement of the course of welding current and voltage takes place automatically. Automatic measurement simplifies the operation of the welding cell.

U předem definované sekvence svarů tato měřicí sestava zahrnující alespoň jeden inteligentní senzor umožňuje svary průběžně samostatně vyhodnocovat a bezprostředně předávat informace o zjištěné vadě svaru řídicímu systému (PLC) robotického pracoviště a následně pak na požádání zaslat i záznam průběhu svaru přes Ethernet.In the case of a predefined sequence of welds, this measuring set comprising at least one intelligent sensor allows the welds to continuously evaluate independently and immediately transmit information about the detected weld defect to the robotic workplace control system (PLC) and then send a weld log via Ethernet on request.

Z naměřených dat lze v operátorském počítači automaticky analyzovat jednotlivé svarové spoje na svařenci, a na zobrazovacím panelu zobrazit obsluze informaci o stavu jednotlivých svarů aktuálního svařence ve zjednodušené podobě. Při použití rozhraní Ethernet a POE (power on ethemet) je dále snadné měřicí sestavu zahrnující inteligentní senzory integrovat do podnikové sítě včetně vzdálené správy a ukládání dat do centrální databáze.From the measured data, the individual welded joints on the weldment can be automatically analyzed in the operator's computer, and the operator can display information on the status of individual welds of the current weldment in a simplified form on the display panel. Using Ethernet and POE (power on ethemet) interfaces, it is also easy to integrate a measurement set including intelligent sensors into a corporate network, including remote management and data storage in a central database.

Objasnění výkresůExplanation of drawings

Vynález bude blíže vysvětlen pomocí výkresů, na nichž obr. la znázorňuje schéma měřicí sestavy a obr. 1b detail schématu zapojení inteligentního senzoru, obr. 2 až obr. 6 znázorňují varianty uspořádání podle uvedených příkladů provedení.The invention will be explained in more detail with the aid of the drawings, in which FIG. 1a shows a diagram of a measuring assembly and FIG. 1b shows a detail of a circuit diagram of an intelligent sensor; FIGS.

Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention

Příklad 1Example 1

Měřicí sestava podle obr. la zahrnuje inteligentní senzor ISi,..n a slouží k měření elektrického napětí a proudu při pulzním i běžném obloukovém svařování (MIG/MAG, TIG/WIG, CMT cold metal transfer). Svařovací obvod je sestaven ze svařovacích zdrojů Ci...n, které jsou propojeny se svařovacím stolem B, a elektrodami v robotických manipulátorech Ai...n. Uzemňovací kabel G je jedním koncem připojen k záporným pólům svařovacích zdrojů Ci,..n a druhým koncem ke svařovacímu stolu B. Kabely Fi..,na Di...n propojují kladné póly svařovacích zdrojů Ci...n se svařovacími elektrodami v robotických manipulátorech Ai...n. Propojení kabelů Fi,..na Di . nie realizováno inteligentním senzorem ISi,..n . Kabely Di ..n nejsou v sestavě povinné, pokud jsou senzory ISi,..n připojeny konektory 2 nebo 3 přímo ke svařovacím zdrojům Ci...n.The measuring assembly according to Fig. 1a comprises an intelligent sensor ISi, .. n and is used to measure electrical voltage and current during pulsed and conventional arc welding (MIG / MAG, TIG / WIG, CMT cold metal transfer). The welding circuit is composed of welding sources Ci ... n , which are connected to the welding table B, and electrodes in robotic manipulators Ai ... n . The earth cable G is connected at one end to the negative poles of the welding sources Ci, .. n and at the other end to the welding table B. The cables Fi .., n and Di ... n connect the positive poles of the welding sources Ci ... n to the welding electrodes in robotic manipulators Ai ... n . Connection of Fi, .. n and Di cables. not implemented by intelligent sensor ISi, .. n . Di .. n cables are not mandatory in the set if the ISi, .. n sensors are connected by connectors 2 or 3 directly to the Ci ... n welding sources.

Inteligentní senzor ISi,..n dle obr. 1b je sestaven ze dvou vzájemně propojených, mechanicky oddělitelných elektronických obvodů, analogového elektronického obvodu R a číslicového, digitálního, elektronického obvodu S umístěných v elektricky nevodivém izolačním pouzdře.The intelligent sensor ISi, .. n according to Fig. 1b is composed of two interconnected, mechanically separable electronic circuits, an analog electronic circuit R and a digital, digital, electronic circuit S placed in an electrically non-conductive insulating housing.

Inteligentním senzorem ISi.,.n prochází elektrický vodič 1, který je galvanicky propojen s vnějšími konektory 2 a 3. Konektory 2 a 3_slouží k propojení elektrického vodiče Di n ze svařovacího zdroje Ci,..n a elektrického vodiče Fi..,n z robotického manipulátoru Ai...n.Intelligent sensor ISi.,. n passes an electric conductor 1, which is galvanically connected to the external connectors 2 and 3. Connectors 2 and 3 serve to connect the electric conductor Di n from the welding source Ci, .. n and the electric conductor Fi .., n from the robotic manipulator Ai ... n .

Galvanické propojení 4 mezi mechanickým přepínačem 5 a vodičem j. je realizováno modulem 18. Modul 18 je sestaven ze sběrného kroužku nebo zkrutné pružiny, které zajistí elektrický vodivý kontakt s průchozím vodičem ]_ za účelem přenosu signálu svařovacího napětí z interního prostředí inteligentního senzoru do mechanického přepínače 5. V případě, že vodičem ]_ prochází nulový signál svařovacího zdroje, lze díky modulu 18 galvanické spojení 4 přerušit. Elektrický vodič 6 je galvanicky spojen s elektrickým vodičem F za účelem přenosu signálu svařovacího napětí z externího prostředí do mechanického přepínače 5 přes konektor 7. V tomto příkladném provedení vynálezu není propojení vodičem 6 realizováno z důvodu nadbytečnosti. Součásti senzoru označené oblastí Rjsou součástí analogového elektronického obvodu.The galvanic connection 4 between the mechanical switch 5 and the conductor j is realized by the module 18. The module 18 is composed of a slip ring or torsion spring which ensures electrically conductive contact with the through conductor in order to transmit the welding voltage signal from the internal environment of the intelligent sensor to the mechanical. switches 5. In the event that the zero signal of the welding source passes through the conductor 1, the galvanic connection 4 can be interrupted thanks to the module 18. The electrical conductor 6 is galvanically connected to the electrical conductor F in order to transmit the welding voltage signal from the external environment to the mechanical switch 5 via the connector 7. In this exemplary embodiment of the invention, the connection by the conductor 6 is not realized due to redundancy. The sensor components marked with the Rj area are part of the analog electronic circuit.

-3 CZ 308321 B6-3 CZ 308321 B6

Mechanický přepínač 5 slouží k selekci zdroje signálu (interní nebo externí zdroj signálu) svařovacího napětí. Signál svařovacího napětí dále postupuje do analogového modulu 8 pro filtraci a základní úpravu signálu. Filtrovaný signál svařovacího napětí dále postupuje do modulu se zesilovačem 9 signálu. Upravený a filtrovaný signál svařovacího napětí vstupuje do analogově/číslicového převodníku 10.The mechanical switch 5 is used to select the signal source (internal or external signal source) of the welding voltage. The welding voltage signal then proceeds to the analog module 8 for filtering and basic signal conditioning. The filtered welding voltage signal then proceeds to the signal amplifier module 9. The modified and filtered welding voltage signal enters the analog / digital converter 10.

Měření svařovacího proudu probíhá pomocí převodníku proud/napětí 11, kterým prochází elektrický vodič L Elektrický signál svařovacího proudu dále postupuje do analogově/číslicového převodníku 12. Součásti senzoru označené oblastí S jsou součástí číslicového elektronického obvodu.The welding current is measured by means of a current / voltage converter 11, through which an electric conductor L passes. The electric signal of the welding current is further transmitted to an analog / digital converter 12. The sensor components marked by area S are part of a digital electronic circuit.

Elektronický obvod s procesorem (CPU) 13 je propojen s oběma převodníky 10 a 12. ze kterých načítá data. Procesor komunikuje s operační pamětí RAM 14, do které ukládá měřená data. Ethemetový komunikační modul 15 pro UAN slouží k přenosu měřených dat do nadřazeného řídicího systému O, se kterým je propojen UAN kabelem E a M prostřednictvím síťového přepínače N. Konektor 17 propojený s číslicovými výstupy procesoru slouží k číslicové komunikaci s průmyslovým logickým kontrolérem (PEC) O pomocí vodičů Hi...n. Průmyslový logický kontrolér Q je propojený primárně s robotickými manipulátory Ai ..npomocí vodičů Ji,..n a slouží k jejich ovládání. Sekundární propojení kontroléru Q se senzory ISi,..n a průmyslovým počítačem O pomocí datových vodičů Hi ..n a E je volitelným doplňkem celé měřicí sestavy. Komunikace mezi kontrolérem Q a průmyslovým počítačem O může být realizována také pomocí Ethemetového rozhraní UAN.The electronic circuit with the processor 13 is connected to both converters 10 and 12. from which it reads data. The processor communicates with the RAM 14 in which it stores the measured data. The Ethernet communication module 15 for UAN is used to transmit measured data to the superior control system O, to which it is connected by UAN cable E and M via network switch N. Connector 17 connected to digital outputs of the processor is used for digital communication with industrial logic controller (PEC) O using Hi ... n wires. The industrial logic controller Q is connected primarily to the robotic manipulators Ai .. n by means of wires Ji, .. n and serves to control them. The secondary connection of the Q controller to the ISi, .. n sensors and the industrial computer O via the Hi .. n and E data wires is an optional accessory for the entire measuring set. Communication between the Q controller and the industrial computer O can also be implemented via the Ethemet UAN interface.

Průmyslový počítač O slouží k monitorování průběhu svařovacího procesu a vyhodnocování kvality svarů pomocí senzorů ISi,..n v reálném čase. Je umístěn v blízkosti svařovací cely K.The industrial computer O is used to monitor the progress of the welding process and to evaluate the quality of welds using ISi, .. n sensors in real time. It is located near the welding cell K.

Nashromážděná data o svařování je možné přesunout z operátorského počítače O na datový server P pomocí průmyslové počítačové sítě ΕΑΝ I.The collected welding data can be transferred from the operator computer O to the data server P using the industrial computer network ΕΑΝ I.

Příklad 2Example 2

Měřicí sestava podle obr. 2 zahrnující inteligentní senzor ISi...n se liší od příkladného provedení uvedeného v příkladu 1 tím, že senzory ISi...n jsou připojeny k zemnícímu kabelu G a to tak, že senzory ISi,..n jsou v sestavě připojeny k záporným pólům svařovacích zdrojů Ci...n. Toto zapojení neumožňuje měřit svařovací napětí přímo z vodiče 1 procházejícího senzorem. Proto je elektrický vodič 6 galvanicky spojen s elektrickým vodičem F za účelem přenosu signálu svařovacího napětí z externího prostředí do mechanického přepínače 5 přes konektor 7. V případě, že vodičem 1 prochází nulový signál svařovacího zdroje, lze díky modulu 18 galvanické spojení 4 přerušit a zdroj signálu svařovacího napětí získat mechanickým přepínačem 5 z vodiče 6.The measuring assembly according to Fig. 2 comprising the intelligent sensor ISi ... n differs from the exemplary embodiment given in Example 1 in that the sensors ISi ... n are connected to the ground cable G in such a way that the sensors ISi ... n are in the assembly connected to the negative poles of welding sources Ci ... n . This connection does not allow to measure the welding voltage directly from the conductor 1 passing through the sensor. Therefore, the electric wire 6 is galvanically connected to the electric wire F in order to transmit the welding voltage signal from the external environment to the mechanical switch 5 via the connector 7. If the zero signal of the welding source passes through the wire 1, the galvanic connection 4 can be interrupted and the source the welding voltage signal is obtained by a mechanical switch 5 from the conductor 6.

Příklad 3Example 3

Měřicí sestava podle obr. 3 zahrnující inteligentní senzor ISi.,.n se liší od příkladného provedení uvedeného v příkladu 1 tím že senzory ISi...n nejsou propojeny s kontrolérem Q a nedochází zde k číslicové komunikaci.The measuring assembly according to Fig. 3 comprising an intelligent sensor ISi. n differs from the exemplary embodiment given in Example 1 in that the sensors ISi ... n are not connected to the controller Q and there is no digital communication.

Příklad 4Example 4

Měřicí sestava podle obr. 4 zahrnující inteligentní senzor ISi.,.n se liší od příkladného provedení uvedeného v příkladu 3 tím, že průmyslový počítač O není propojen pomocí datových vodičů s kontrolérem Q a nedochází zde k číslicové komunikaci.The measuring assembly according to Fig. 4 comprising an intelligent sensor ISi. n differs from the exemplary embodiment shown in Example 3 in that the industrial computer O is not connected via data wires to the controller Q and there is no digital communication.

-4 CZ 308321 B6-4 CZ 308321 B6

Příklad 5Example 5

Měřicí sestava podle obr. 5 zahrnující inteligentní senzor ISi.,.n se liší od příkladného provedení uvedeného v příkladu 2 tím, že senzory ISi,..n nejsou propojeny s kontrolérem Q a nedochází zde k číslicové komunikaci.The measuring assembly according to Fig. 5 comprising an intelligent sensor ISi. n differs from the exemplary embodiment given in Example 2 in that the sensors ISi, .. n are not connected to the controller Q and there is no digital communication.

Příklad 6Example 6

Měřicí sestava podle obr. 6 zahrnující inteligentní senzor ISi.,.n se liší od příkladného provedení uvedeného v příkladu 5 tím, že průmyslový počítač O není propojen pomocí datových vodičů s kontrolérem Q a nedochází zde k číslicové komunikaci.The measuring assembly according to Fig. 6 comprising an intelligent sensor ISi. n differs from the exemplary embodiment given in Example 5 in that the industrial computer O is not connected via data wires to the controller Q and there is no digital communication.

Příklad 7Example 7

Měřicí sestava zahrnující Inteligentní senzor ISi..,n se liší od příkladného provedení uvedeného v příkladech 1, 2, 3, 4, 5 a 6 tím, že databázový server P není součástí sestavy a průmyslový počítač Oje konečným prvkem měřicí sestavy.The measuring assembly comprising the intelligent sensor ISi .., n differs from the exemplary embodiment given in Examples 1, 2, 3, 4, 5 and 6 in that the database server P is not part of the assembly and the industrial computer Oje is the final element of the measuring assembly.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Inteligentní senzor je navržen k měření napětí ± 300 V a proudu ± 400 A s frekvencí do 40 kHz. Lze jej aplikovat nejen na vodiče svařovacích obvodů, ale i na jakékoliv zařízení s potřebou krátkodobého měření průběhu elektrických veličin. Například se jedná o vodiče výkonných elektromotorů u pracovních strojů jako soustruhů, frézek, hoblovek, pil apod.The intelligent sensor is designed to measure voltage ± 300 V and current ± 400 A with a frequency up to 40 kHz. It can be applied not only to the conductors of welding circuits, but also to any device with the need for short-term measurement of the course of electrical quantities. For example, these are the conductors of powerful electric motors in working machines such as lathes, milling machines, planers, saws, etc.

Inteligentní senzor lze dále využít jako kontrolní zařízení pro sledování zatížení či přetížení pracovního stroje s elektrickým pohonem.The intelligent sensor can also be used as a control device for monitoring the load or overload of an electrically driven work machine.

Claims (3)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Měřicí sestava pro průběžné vyhodnocování kvality svarů robotického svařování, zahrnující ve svém zapojení inteligentní senzory (ISi...n), průmyslový nebo osobní počítač (O) s dotykovou obrazovkou pro operátorský přístup k měřeným údajům, síťový server (P) pro shromažďování měřených dat, přičemž operátorský počítač (O) je propojený s lokální počítačovou sítí LAN (I), vyznačující se tím, že inteligentní senzor (ISi...n) je tvořen dvěma hlavními elektronickými obvody, prvním, analogovým elektronickým obvodem (R) a druhým, digitálním elektronickým obvodem (S), kde první, analogový elektronický obvod (R) je pro měření elektrického proudu a elektrického napětí ze svařovacího zdroje elektricky propojen s vodičem (1) procházejícím inteligentním senzorem (ISi...n) a zahrnuje analogově/číslicové převodníky (10 a 12), a druhý, digitální elektronický obvod (S) inteligentního senzoru (ISi...n) zahrnuje základovou desku s procesorem CPU (13), operační paměť RAM (14), a rozhraní s modulem (15) pro Ethemetovou komunikaci a napájení POE.A measuring set for continuous evaluation of the quality of robotic welding welds, comprising in its connection intelligent sensors (ISi ... n), an industrial or personal computer (O) with a touch screen for operator access to the measured data, a network server (P) for collecting measured data, wherein the operator computer (O) is connected to the local computer network LAN (I), characterized in that the intelligent sensor (ISi ... n ) consists of two main electronic circuits, the first, the analog electronic circuit (R) and a second, digital electronic circuit (S), wherein the first, analog electronic circuit (R) is electrically connected to a conductor (1) passing through an intelligent sensor (ISi ... n ) for measuring electric current and electric voltage from a welding source and comprises analog / digital converters (10 and 12), and the second, digital electronic circuit (S) of the intelligent sensor (ISi ... n ) comprises a base plate with a CPU (13), RAM (14), and an interface with a module ( 15) for Ethemet communication and POE power supply. 2. Měřicí sestava pro průběžné vyhodnocování kvality svarů robotického svařování podle nároku 1, vyznačující se tím, že první, analogový elektronický obvod (R) inteligentního senzoru (ISi...n) zahrnuje alespoň jeden elektronický filtr (8) pro filtraci vstupního signálu napětí, zesilovač (9) elektrického signálu a mechanický přepínač (5) umožňující selekci zdroje signálu svařovacího napětí, přičemž pro měření elektrického napětí svařovacího oblouku je použito přímé spojení inteligentního senzoru (ISi...n) s kladným a záporným pólem svařovacího zdroje Measuring assembly for continuous evaluation of robotic welding weld quality according to claim 1, characterized in that the first, analog electronic circuit (R) of the intelligent sensor (ISi ... n) comprises at least one electronic filter (8) for filtering the input voltage signal , an electrical signal amplifier (9) and a mechanical switch (5) enabling the selection of the welding voltage signal source, wherein a direct connection of the intelligent sensor (ISi ... n ) to the positive and negative poles of the welding source is used to measure the electric voltage of the welding arc -5 CZ 308321 B6 a elektrické propojení analogového elektronického obvodu (R) pro měření elektrického proudu a elektrického napětí s vodičem (1) procházejícím inteligentním senzorem (ISi...n) je uskutečněno pomocí převodníku (11) proud/napětí.-5 CZ 308321 B6 and the electrical connection of the analog electronic circuit (R) for measuring electric current and electric voltage with the conductor (1) passing through the intelligent sensor (ISi ... n ) is realized by means of a current / voltage converter (11). 5 3. Měřicí sestava pro průběžné vyhodnocování kvality svarů robotického svařování podle nároku 2, vyznačující se tím, že inteligentní senzor (ISi...n) dále zahrnuje vstupní a výstupní konektory (2 a 3) pro svařovací kabely, sloužící k připojení tohoto inteligentního senzoru (ISi...n) do svařovacího obvodu, přičemž inteligentní senzor (ISi...n) je připojen ke kladnému pólu svařovacího zdroje elektrickými vodiči (Di..n) a vodiče (Fi..n) nebo k zápornému pólu svařovacího ίο zdroje (Ci. n) elektrickými vodiči (Di...n) a vodiče (G).A measuring assembly for the continuous evaluation of the quality of robotic welding welds according to claim 2, characterized in that the intelligent sensor (ISi ... n ) further comprises input and output connectors (2 and 3) for welding cables for connecting said intelligent welding. sensor (ISi ... n ) into the welding circuit, the intelligent sensor (ISi ... n ) being connected to the positive pole of the welding source by electrical conductors (Di .. n ) and a conductor (Fi .. n ) or to the negative pole of the welding ίο sources (Ci. n) by electric conductors (Di ... n ) and conductors (G).
CZ2019-114A 2019-02-27 2019-02-27 Measuring set for continuously evaluating quality during robotic welding CZ2019114A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019-114A CZ2019114A3 (en) 2019-02-27 2019-02-27 Measuring set for continuously evaluating quality during robotic welding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019-114A CZ2019114A3 (en) 2019-02-27 2019-02-27 Measuring set for continuously evaluating quality during robotic welding

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ308321B6 true CZ308321B6 (en) 2020-05-06
CZ2019114A3 CZ2019114A3 (en) 2020-05-06

Family

ID=70457652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2019-114A CZ2019114A3 (en) 2019-02-27 2019-02-27 Measuring set for continuously evaluating quality during robotic welding

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ2019114A3 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5264678A (en) * 1991-09-26 1993-11-23 Applied Research, Inc. Weld-bead profilometer
KR20030082114A (en) * 2002-04-16 2003-10-22 기아자동차주식회사 System for valuating a status of spot welding
JP2009220155A (en) * 2008-03-17 2009-10-01 Kawasaki Heavy Ind Ltd Method and device for weld quality inspection
JP2012076146A (en) * 2010-09-07 2012-04-19 Sumitomo Metal Ind Ltd Device and method for determining quality of welding in real time
RU2013104776A (en) * 2013-02-04 2014-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХМАШСЕРВИС" METHOD FOR ASSESSING QUALITY OF WELDED SURFACE
KR101535189B1 (en) * 2015-05-14 2015-07-21 한양대학교 산학협력단 System of spot welding quality evaluation using logistic regression and Method the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5264678A (en) * 1991-09-26 1993-11-23 Applied Research, Inc. Weld-bead profilometer
KR20030082114A (en) * 2002-04-16 2003-10-22 기아자동차주식회사 System for valuating a status of spot welding
JP2009220155A (en) * 2008-03-17 2009-10-01 Kawasaki Heavy Ind Ltd Method and device for weld quality inspection
JP2012076146A (en) * 2010-09-07 2012-04-19 Sumitomo Metal Ind Ltd Device and method for determining quality of welding in real time
RU2013104776A (en) * 2013-02-04 2014-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХМАШСЕРВИС" METHOD FOR ASSESSING QUALITY OF WELDED SURFACE
KR101535189B1 (en) * 2015-05-14 2015-07-21 한양대학교 산학협력단 System of spot welding quality evaluation using logistic regression and Method the same

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2019114A3 (en) 2020-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6236017B1 (en) Method and apparatus for assessing weld quality
EP2652514B1 (en) Automatic checking, validation, and post-processing of a battery object
CN108241009B (en) Welding quality detection method and detection device for welding point
KR101275097B1 (en) Inspect apparatus and method system of on-line non destructive testing for spot welding
CN108188560A (en) Hand-held electric resistance welding Quality Monitoring Control System based on linux system
CN115255731A (en) Welding quality on-line detection welding seam marking device and method
CZ308321B6 (en) Measuring set for continuously evaluating quality during robotic welding
KR20030083650A (en) Monitoring system for resistance welding
KR20160020698A (en) Method for quality judgment to spot welding
CN109324086A (en) A kind of solder joint lossless detection method welding winding
CZ33274U1 (en) Measuring equipment for continuously evaluating weld quality during robotic welding
KR20050047232A (en) Appratus of inspecting welding quality and method thereof
CN116275673A (en) Welding detection method, welding system and electronic equipment
US20100013492A1 (en) Storage battery inspecting system
CN109048023A (en) A kind of electric motor of automobile stator lead welding monitoring system and its monitoring method
JPH07130293A (en) Non-destructive inspection method for welded member
CN212693658U (en) Storage battery busbar welding quality detection device
JP2007003214A (en) Nondestructive inspection method of signal line with shield
JPS61102507A (en) Measurement inspection system
CN111896821B (en) ARO welding tongs fault detection method
CN217466791U (en) Nondestructive testing device for lead sealing eddy current flaw detection of high-voltage cable
CN217112682U (en) Clamp function failure monitoring device for detecting laboratory electrical measuring equipment
CN212965243U (en) Direct current resistance detection system for long-distance conductor
CN214068148U (en) Welding examination system
TWI325496B (en)