一種實(shí)時(shí)監(jiān)測焊接參數(shù)方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焊接監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)時(shí)監(jiān)測焊接參數(shù)方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲功率和焊接壓力是焊線機(jī)的重要技術(shù)，兩者的配合(時(shí)序或者數(shù)值大小)對金屬鍵生成非常重要，它們是影響焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素。焊接壓力或超聲功率如果有任何波動，將導(dǎo)致該金屬鍵形成異常，鍵合質(zhì)量將有變差或者不一致。一般焊接質(zhì)量也可以通過金屬線弧拉斷力或焊點(diǎn)剪切斷力檢查。一般的拉伸或剪切力不能滿足特定的客戶需求。
[0003]對于目前市場上超聲焊線機(jī)，可以進(jìn)行焊接壓力和超聲功率的校準(zhǔn)。但在一個(gè)特殊的情況，其必須停止生產(chǎn)模式，不能進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，并且準(zhǔn)確率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種能同時(shí)監(jiān)測多種參數(shù)，且能提高準(zhǔn)確率的一種實(shí)時(shí)監(jiān)測焊接參數(shù)方法及系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種實(shí)時(shí)監(jiān)測焊接參數(shù)方法，包括以下步驟:
A、根據(jù)設(shè)定的采樣頻率，同步采集五路模擬量信號，并對其進(jìn)行單位轉(zhuǎn)換處理；
B、根據(jù)轉(zhuǎn)換后的模擬量信號，定位目標(biāo)點(diǎn)位焊接時(shí)段，進(jìn)而計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)位焊接壓力、目標(biāo)點(diǎn)位超聲功率和目標(biāo)點(diǎn)位超聲阻抗；
C、根據(jù)預(yù)設(shè)的焊接壓力、超聲功率和超聲阻抗安全范圍，判斷計(jì)算得到的目標(biāo)點(diǎn)位焊接壓力、目標(biāo)點(diǎn)位超聲功率和目標(biāo)點(diǎn)位超聲阻抗是否超出安全范圍，若是，則發(fā)出報(bào)警信號。
[0006]作為所述的一種實(shí)時(shí)監(jiān)測焊接參數(shù)方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述五路模擬量信號包括電打火信號、焊頭運(yùn)動速度指令信號、焊接壓力、超聲功率電壓和超聲功率電流。
[0007]作為所述的一種實(shí)時(shí)監(jiān)測焊接參數(shù)方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟B包括:
B1、計(jì)算瓷嘴在空中時(shí)的狀態(tài)量平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，其具體包括空中焊頭運(yùn)動速度平均值、空中焊頭運(yùn)動速度標(biāo)準(zhǔn)差、空中焊接壓力平均值、空中焊接壓力標(biāo)準(zhǔn)差、空中超聲功率電壓平均值、空中超聲功率電壓標(biāo)準(zhǔn)差、空中超聲功率電流平均值和空中超聲功率電流標(biāo)準(zhǔn)差；
B2、定位得出目標(biāo)點(diǎn)位焊接勻速搜索開始時(shí)刻；
B3、定位得出目標(biāo)點(diǎn)位焊接開始時(shí)刻；
B4、定位得出目標(biāo)點(diǎn)位焊接結(jié)束時(shí)刻；
B5、根據(jù)目標(biāo)點(diǎn)位焊接開始時(shí)刻和目標(biāo)點(diǎn)位焊接結(jié)束時(shí)刻，得出目標(biāo)點(diǎn)位焊接時(shí)段；
B6、根據(jù)目標(biāo)點(diǎn)位焊接時(shí)段，保留其預(yù)設(shè)比例的時(shí)間段的信號，得出有效計(jì)算窗口，并計(jì)算在有效計(jì)算窗口內(nèi)的超聲功率電壓平均值和超聲功率電流平均值，進(jìn)而計(jì)算出目標(biāo)點(diǎn)位超聲功率； B7、根據(jù)最小二乘法，在有效計(jì)算窗口內(nèi)計(jì)算得出目標(biāo)點(diǎn)位超聲阻抗；
B8、在有效計(jì)算窗口內(nèi)計(jì)算得出焊頭壓力平均值，進(jìn)而計(jì)算出目標(biāo)點(diǎn)位焊接壓力。
[0008]作為所述的一種實(shí)時(shí)監(jiān)測焊接參數(shù)方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟B2中定位得出目標(biāo)點(diǎn)位焊接勻速搜索開始時(shí)刻，其具體為:
從打火結(jié)束時(shí)刻開始，若當(dāng)前采樣點(diǎn)的焊頭運(yùn)動速度小于空中焊頭運(yùn)動速度標(biāo)準(zhǔn)差的相反數(shù)，且接下來的相鄰4個(gè)采樣點(diǎn)中，滿足有其中3個(gè)采樣點(diǎn)的焊頭運(yùn)動速度絕對值均小于速度標(biāo)準(zhǔn)差，則當(dāng)前采樣點(diǎn)為目標(biāo)點(diǎn)位焊接勻速搜索開始時(shí)刻。
[0009]作為所述的一種實(shí)時(shí)監(jiān)測焊接參數(shù)方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟B3中定位得出目標(biāo)點(diǎn)位焊接開始時(shí)刻，其具體為:
從目標(biāo)點(diǎn)位焊接勻速搜索開始時(shí)刻開始，若當(dāng)前采樣點(diǎn)的超聲功率電壓小于空中超聲功率電壓標(biāo)準(zhǔn)差，且接下來相鄰的4個(gè)采樣點(diǎn)中，滿足有其中3個(gè)采樣點(diǎn)的超聲功率電壓均小于空中超聲功率電壓標(biāo)準(zhǔn)差，
或者，
當(dāng)前采樣點(diǎn)的超聲功率電流小于空中超聲功率電流標(biāo)準(zhǔn)差，且接下來相鄰的4個(gè)采樣點(diǎn)中，滿足有其中3個(gè)采樣點(diǎn)的超聲功率電流均小于空中超聲功率電流標(biāo)準(zhǔn)差，則當(dāng)前采樣點(diǎn)為目標(biāo)點(diǎn)位焊接開始時(shí)刻。
[0010]作為所述的一種實(shí)時(shí)監(jiān)測焊接參數(shù)方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟B4中定位得出目標(biāo)點(diǎn)位焊接結(jié)束時(shí)刻，其具體為:
從目標(biāo)點(diǎn)位焊接開始時(shí)刻開始，若當(dāng)前采樣點(diǎn)的超聲功率電壓大于空中超聲功率電壓標(biāo)準(zhǔn)差，且接下來相鄰的4個(gè)采樣點(diǎn)中，滿足有其中3個(gè)采樣點(diǎn)的超聲功率電壓均小于空中超聲功率電壓標(biāo)準(zhǔn)差，
或者，
當(dāng)前采樣點(diǎn)的超聲功率電流大于空中超聲功率電流標(biāo)準(zhǔn)差，且接下來相鄰的3個(gè)采樣點(diǎn)中，滿足有其中I個(gè)采樣點(diǎn)的超聲功率電流小于空中超聲功率電流標(biāo)準(zhǔn)差，則當(dāng)前采樣點(diǎn)為目標(biāo)點(diǎn)位焊接結(jié)束時(shí)刻。
[0011]作為所述的一種實(shí)時(shí)監(jiān)測焊接參數(shù)方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述目標(biāo)點(diǎn)位超聲阻抗的計(jì)算公式為:
目標(biāo)點(diǎn)位超聲阻抗=(超聲功率電壓和超聲功率電流的矢量內(nèi)積)/超聲功率電流的平方和。
[0012]作為所述的一種實(shí)時(shí)監(jiān)測焊接參數(shù)方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述目標(biāo)點(diǎn)位焊接壓力的計(jì)算公式為:
目標(biāo)點(diǎn)位焊接壓力=焊頭壓力平均值-空中焊接壓力平均值。
[0013]本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是:
一種實(shí)時(shí)監(jiān)測焊接參數(shù)系統(tǒng)，包括:
采集單元，用于根據(jù)設(shè)定的采樣頻率，同步采集五路模擬量信號，并對其進(jìn)行單位轉(zhuǎn)換處理；
計(jì)算單元，用于根據(jù)轉(zhuǎn)換后的模擬量信號，定位目標(biāo)點(diǎn)位焊接時(shí)段，進(jìn)而計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)位焊接壓力、目標(biāo)點(diǎn)位超聲功率和目標(biāo)點(diǎn)位超聲阻抗；
報(bào)警單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的焊接壓力、超聲功率和超聲阻抗安全范圍，判斷計(jì)算得到的目標(biāo)點(diǎn)位焊接壓力、目標(biāo)點(diǎn)位超聲功率和目標(biāo)點(diǎn)位超聲阻抗是否超出安全范圍，若是，則發(fā)出報(bào)警信號。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明一種實(shí)時(shí)監(jiān)測焊接參數(shù)方法及系統(tǒng)通過對焊接時(shí)段的精準(zhǔn)定位，能準(zhǔn)確計(jì)算出目標(biāo)點(diǎn)位焊接壓力、目標(biāo)點(diǎn)位超聲功率和目標(biāo)點(diǎn)位超聲阻抗，進(jìn)而根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行報(bào)警判斷，大大提高警報(bào)的準(zhǔn)確率。而且本發(fā)明能同時(shí)監(jiān)測多種性能參數(shù)，有效監(jiān)測出性能波動，從而有利于判斷性能變動的原因，有效增強(qiáng)識別能力。
【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明:
圖1是本發(fā)明一種實(shí)時(shí)監(jiān)測焊接參數(shù)方法的步驟流程圖；
圖2是本發(fā)明一種實(shí)時(shí)監(jiān)測焊接參數(shù)方法步驟B的步驟流程圖；
圖3是本發(fā)明一種實(shí)時(shí)監(jiān)測焊接參數(shù)系統(tǒng)的系統(tǒng)方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]參考圖1，本發(fā)明一種實(shí)時(shí)監(jiān)測焊接參數(shù)方法，包括以下步驟:
A、根據(jù)設(shè)定的采樣頻率，同步采集五路模擬量信號，并對其進(jìn)行單位轉(zhuǎn)換處理；
B、根據(jù)轉(zhuǎn)換后的模擬量信號，定位目標(biāo)點(diǎn)位焊接時(shí)段，進(jìn)而計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)位焊接壓力、目標(biāo)點(diǎn)位超聲功率和目標(biāo)點(diǎn)位超聲阻抗；
C、根據(jù)預(yù)設(shè)的焊接壓力、超聲功率和超聲阻抗安全范圍，判斷計(jì)算得到的目標(biāo)點(diǎn)位焊接壓力、目標(biāo)點(diǎn)位超聲功率和目標(biāo)點(diǎn)位超聲阻抗是否超出安全范圍，若是，則發(fā)出報(bào)警信號。
[0017]作為所述的一種實(shí)時(shí)監(jiān)測焊接參數(shù)方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述五路模擬量信號包括電打火信號、焊頭運(yùn)動速度指令信號、焊接壓力、超聲功率電壓和超聲功率電流。
[0018]參考圖2，作為所述的一種實(shí)時(shí)監(jiān)測焊接參數(shù)方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟B包括:
B1、計(jì)算瓷嘴在空中時(shí)的狀態(tài)量平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，其具體包括空中焊頭運(yùn)動速度平均值、空中焊頭運(yùn)動速度標(biāo)準(zhǔn)差、空中焊接