本發(fā)明涉及安全生產(chǎn)監(jiān)控領(lǐng)域，具體涉及一種非數(shù)字式保護(hù)氣體焊機(jī)焊接過程實時監(jiān)控裝置。

背景技術(shù)：

目前保護(hù)氣體焊機(jī)仍然在制造業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，隨著數(shù)字化逆變高端保護(hù)氣體焊機(jī)的推廣，焊接過程的監(jiān)控得到了業(yè)界的認(rèn)可。數(shù)字化逆變高端保護(hù)氣體焊機(jī)可以通過其內(nèi)部嵌入的計算模塊將其運行參數(shù)和狀態(tài)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。相比之下，傳統(tǒng)的非數(shù)字式保護(hù)氣體焊機(jī)不具備數(shù)字接口，因此需要配備外加設(shè)備實現(xiàn)對于運行參數(shù)的采集和測量，由于傳統(tǒng)的非數(shù)字式保護(hù)氣體焊機(jī)目前仍然得到大量的使用，因此對于傳統(tǒng)非數(shù)字式保護(hù)氣體焊機(jī)焊接過程的監(jiān)控，是急需解決的問題?，F(xiàn)有的解決方案只是解決了對于電壓電流參數(shù)的監(jiān)控，對于焊接過程中的違規(guī)和可能存在的隱患，則沒有引起足夠的重視。

保護(hù)氣體焊機(jī)主要通過人工手動操作，焊接過程中人為因素對于焊接質(zhì)量有很大的影響，在制造業(yè)中對于質(zhì)量隱患的發(fā)現(xiàn)時間越早越能節(jié)約成本，對于現(xiàn)有的智能制造發(fā)展，目前的解決方案顯然不能滿足要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了如下技術(shù)方案：

一種非數(shù)字式保護(hù)氣體焊機(jī)焊接過程實時監(jiān)測裝置，包括在線監(jiān)測終端、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心、過程質(zhì)量評價單元、焊接過程知識庫，通過各個模塊的相互配合，實現(xiàn)對非數(shù)字式保護(hù)氣體焊機(jī)焊接過程的實時監(jiān)測。

作為優(yōu)選，所述的一種非數(shù)字式保護(hù)氣體焊機(jī)焊接過程實時監(jiān)測裝置，其中所述參數(shù)采集模塊包括直流電壓傳感器、直流電流傳感器、送絲速度傳感器、氣體流量傳感器、氣體壓力傳感器，所述的參數(shù)采集模塊對于焊接過程參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，供計算處理模塊進(jìn)行采集，在所述的參數(shù)采集模塊中，通過密封法蘭完成氣體流量傳感器和壓力傳感器與外界信號的傳遞，霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器可以實現(xiàn)對于參數(shù)的隔離測量。

作為優(yōu)選，所述的一種非數(shù)字式保護(hù)氣體焊機(jī)焊接過程實時監(jiān)測裝置，其中所述無線通信模塊采用WIAPA通信技術(shù)，包括WIAPA終端節(jié)點和WIAPA路由節(jié) 點、數(shù)據(jù)傳輸層，所述的無線通信模塊配備WIAPA終端節(jié)點，實現(xiàn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的WIAPA路由節(jié)點相互通信。

作為優(yōu)選，所述的一種非數(shù)字式保護(hù)氣體焊機(jī)焊接過程實時監(jiān)測裝置，其中所述異常保護(hù)模塊采用大電流直流接觸器，該模塊在焊接過程電流超出極限時，可自主斷電保護(hù)，在焊接過程電流未超出極限但超出設(shè)定的運行上限時，根據(jù)計算處理模塊的指令進(jìn)行斷電保護(hù)，當(dāng)未收到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的加電指令時該模塊處于斷電狀態(tài)。

作為優(yōu)選，所述的一種非數(shù)字式保護(hù)氣體焊機(jī)焊接過程實時監(jiān)測裝置，其中所述計算處理模塊采集焊機(jī)焊接過程中的運行參數(shù)，包括電壓、電流、保護(hù)氣體流量、保護(hù)氣體壓力、送絲速度等，根據(jù)電壓和電流曲線自動識別起弧和熄弧時間，根據(jù)預(yù)設(shè)的極限運行參數(shù)對運行過程進(jìn)行評估，對于超過極限運行參數(shù)的工況，會對焊機(jī)進(jìn)行自主斷電處理，對于異常保護(hù)模塊的自主保護(hù)狀態(tài)進(jìn)行采集，并將焊機(jī)運行狀態(tài)和參數(shù)上傳給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。

作為優(yōu)選，所述的一種非數(shù)字式保護(hù)氣體焊機(jī)焊接過程實時監(jiān)測裝置，其中所述遠(yuǎn)程監(jiān)控中心包括焊機(jī)狀態(tài)控制模塊、焊機(jī)運行狀態(tài)顯示模塊、焊機(jī)運行工藝參數(shù)管理模塊、焊接過程追溯模塊，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控中心通過設(shè)定在線監(jiān)測終端狀態(tài)，來實現(xiàn)對焊機(jī)的加斷電控制，實時顯示焊接過程參數(shù)，從焊接知識庫獲取焊機(jī)運行工藝參數(shù)，并下發(fā)給相應(yīng)的在線監(jiān)測終端，對焊接過程數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史追溯。

作為優(yōu)選，所述的一種非數(shù)字式保護(hù)氣體焊機(jī)焊接過程實時監(jiān)測裝置，其中所述過程質(zhì)量評價單元包括焊接缺陷特征模塊、焊接缺陷探測模塊，所述過程質(zhì)量評價單元從遠(yuǎn)程監(jiān)控中心獲取焊接過程運行參數(shù)，通過缺陷探測算法進(jìn)行焊接隱患監(jiān)測并對焊接質(zhì)量進(jìn)行評價，實現(xiàn)對于焊接過程質(zhì)量的離線評估。

作為優(yōu)選，所述的過程質(zhì)量評價單元，其中所述焊接缺陷探測模塊根據(jù)從焊接缺陷特征模塊獲取的特征曲線與過程參數(shù)曲線進(jìn)行匹配計算，對于符合缺陷特征的焊接過程參數(shù)將給出質(zhì)量缺陷報警信息。

作為優(yōu)選，所述的一種非數(shù)字式保護(hù)氣體焊機(jī)焊接過程實時監(jiān)測裝置，其中所述焊接過程知識庫完成焊接工藝參數(shù)的集中管理，根據(jù)焊接作業(yè)指導(dǎo)書提取焊接的工藝參數(shù)，根據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的指令提供所需的工藝參數(shù)，超出工藝參數(shù)運 行會導(dǎo)致焊接缺陷。

本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對非數(shù)字式保護(hù)氣體焊機(jī)焊接過程的實時監(jiān)控、焊接質(zhì)量缺陷的在線評定和焊接質(zhì)量隱患的離線評定，實現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量在生產(chǎn)過程中做到監(jiān)控及防差錯控制，有效提高保護(hù)氣體焊接的質(zhì)量，并能及時發(fā)現(xiàn)和排除焊接過程存在的隱患。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的頂層數(shù)據(jù)流示意圖；

圖3是本發(fā)明的在線監(jiān)測終端結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

如圖1所示，本發(fā)明一種非數(shù)字式保護(hù)氣體焊機(jī)焊接過程實時監(jiān)測裝置，包括在線監(jiān)測終端、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心、過程質(zhì)量評價單元、焊接過程知識庫。所述在線監(jiān)測終端采集并監(jiān)控焊接過程中的運行參數(shù)、自動計算起弧和熄弧時間、對于超限運行狀態(tài)將強(qiáng)制對焊機(jī)進(jìn)行斷電處理，通過WIAPA將運行參數(shù)發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心；遠(yuǎn)程監(jiān)控中心設(shè)定和顯示在線監(jiān)測終端和焊機(jī)的工作狀態(tài)，從焊接過程知識庫獲取焊接工藝參數(shù)并下發(fā)給在線監(jiān)測終端，從在線監(jiān)測終端獲取并顯示焊機(jī)運行的實時參數(shù)；過程質(zhì)量評價單元從遠(yuǎn)程監(jiān)控中心獲取焊接過程參數(shù)，通過缺陷探測算法進(jìn)行焊接隱患監(jiān)測并對焊接質(zhì)量進(jìn)行評價；焊接過程知識庫完成焊接工藝參數(shù)的集中管理，超出此焊接工藝參數(shù)會導(dǎo)致焊接缺陷。

本發(fā)明通過在線和離線的方式對于非數(shù)字式保護(hù)氣體焊機(jī)焊接過程進(jìn)行實施監(jiān)測，其中通過在線方式檢測焊接缺陷，通過離線方式檢測焊接隱患。焊接缺陷以焊接工藝參數(shù)進(jìn)行約束和檢測，焊接工藝參數(shù)通過焊接作業(yè)指導(dǎo)書提取，并在焊接過程知識庫中進(jìn)行統(tǒng)一管理和更新，遠(yuǎn)程監(jiān)控中心根據(jù)制造任務(wù)的要求在焊接過程知識庫中提取相應(yīng)的焊接工藝參數(shù)，下發(fā)給相應(yīng)的在線監(jiān)測終端進(jìn)行實時參數(shù)監(jiān)測，對于超出焊接工藝參數(shù)可能導(dǎo)致焊接缺陷的，會對焊機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制斷電處理，這種方式是通過在線方式實現(xiàn)的。焊接隱患是以焊接缺陷特征曲線方式存儲在過程質(zhì)量評價單元中，通過對于非數(shù)字式保護(hù)氣體焊機(jī)的焊接過程參數(shù)與焊接缺陷特征曲線的匹配，可以發(fā)現(xiàn)焊接過程潛在的焊接隱患，這種方式是通過 離線方式實現(xiàn)的。

如圖2所示，是作為本發(fā)明的一種非數(shù)字式保護(hù)氣體焊機(jī)焊接過程實時監(jiān)測裝置中的數(shù)據(jù)流。遠(yuǎn)程監(jiān)控中心根據(jù)加工任務(wù)需求，從焊接過程知識庫提取焊接工藝參數(shù)，下發(fā)給對應(yīng)的在線監(jiān)測終端，進(jìn)行實名制檢查后，遠(yuǎn)程監(jiān)控中心會下發(fā)加電指令給對應(yīng)的在線監(jiān)測終端，以完成對于焊機(jī)的加電操作。在焊工進(jìn)行焊接作業(yè)過程中，在線監(jiān)測終端會采集相應(yīng)的運行參數(shù)和狀態(tài)，并上傳給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。遠(yuǎn)程監(jiān)控中心獲取在線監(jiān)測終端上傳的數(shù)據(jù)后，會顯示該在線監(jiān)測終端對應(yīng)的非數(shù)字式保護(hù)氣體焊機(jī)的工作狀態(tài)、運行參數(shù)，并將運行參數(shù)下發(fā)給過程質(zhì)量評價單元。過程質(zhì)量評價單元會對于焊接過程給出質(zhì)量評價，并將評價結(jié)果回傳遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。

如圖3所示，是在線監(jiān)測終端的詳細(xì)構(gòu)成。在線監(jiān)測終端包括參數(shù)采集模塊、無線通信模塊、異常保護(hù)模塊、計算處理模塊。各個模塊都有供電模塊供電。各個傳感器的信號都會經(jīng)過模擬量調(diào)理模塊處理。計算處理模塊和供電模塊的信號會經(jīng)過指令輸出調(diào)理模塊處理。在線監(jiān)測終端測量焊接過程參數(shù)，自動計算起弧和熄弧時間，實時對運行參數(shù)進(jìn)行檢查，當(dāng)運行參數(shù)超出設(shè)定的極限參數(shù)時會強(qiáng)制對焊機(jī)進(jìn)行斷電處理，并生成所述的異常信息，運行參數(shù)和異常信息都會打包上傳遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。

參數(shù)采集模塊包括直流電壓傳感器、直流電流傳感器、送絲速度傳感器、氣體流量傳感器、氣體壓力傳感器，所述的參數(shù)采集模塊對于焊接過程參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，供計算處理模塊進(jìn)行采集。通過密封法蘭完成氣體流量傳感器和壓力傳感器與外界信號的傳遞，霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器實現(xiàn)對于參數(shù)的隔離測量。

無線通信模塊采用WIAPA通信技術(shù)，包括WIAPA終端節(jié)點和WIAPA路由節(jié)點、數(shù)據(jù)傳輸層，所述的無線通信模塊配備WIAPA終端節(jié)點，與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的WIAPA路由節(jié)點相互通信。

異常保護(hù)模塊采用大電流直流接觸器，該模塊在焊接過程中電流超出極限時，可以自主斷電保護(hù)，在焊接過程中電流未超出極限但超出設(shè)定的運行上限時，根據(jù)計算處理模塊的指令進(jìn)行斷電保護(hù)，當(dāng)未收到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的加電指令時，該模塊處于斷電狀態(tài)。

計算處理模塊采集焊機(jī)焊接過程中的運行參數(shù)，包括電壓、電流、保護(hù)氣體 流量、保護(hù)氣體壓力、送絲速度等，根據(jù)電壓和電流曲線自動識別起弧和熄弧時間，根據(jù)預(yù)設(shè)的極限運行參數(shù)，對運行過程進(jìn)行評估，對于超過極限運行參數(shù)的工況，會對焊機(jī)進(jìn)行自主斷電處理，對于異常保護(hù)模塊的自主保護(hù)狀態(tài)，會進(jìn)行采集，并將焊機(jī)運行狀態(tài)和參數(shù)上傳給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。通過對影響焊接質(zhì)量的焊接過程參數(shù)進(jìn)行實時測量，根據(jù)前期對該焊縫的工藝參數(shù)設(shè)定進(jìn)行整體分析，在線實時對焊縫質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測。主要是對焊縫生成的過程進(jìn)行監(jiān)測，保證焊接工藝的有效落實，從根源上最大限度地避免焊接缺陷的產(chǎn)生，從而保證焊縫的質(zhì)量。計算處理模塊依據(jù)工藝參數(shù)進(jìn)行的檢查，采用定值公差和包跡公差兩種算法并行檢查。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。