手工焊接自动监控系统及监控方法技术方案

手工焊接自动监控系统及监控方法，其中信号采集模块耦接至焊接设备，以采集焊接设备焊接的通断电信号；焊缝计数模块耦接信号采集模块，以根据该通断电信号对焊缝数量进行计数；焊接计时模块耦接信号采集模块，以根据该通断电信号对焊接时间进行计时；焊接设备控制模块耦接焊缝计数模块，以根据该焊缝数量控制焊接设备电源的通断；夹具锁定模块耦接焊接设备计时模块，以根据该焊接时间控制夹具的锁止，并根据焊缝数量和焊接时间来监控焊接过程以确保焊接质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及手工焊接监控系统及方法。
技术介绍
汽车零部件工件相对于造船、重工、管道等行业，其特点为批量大、材料厚度薄、 焊缝数量多、焊缝长度短、不适于无损探伤(NDT)、多与乘客安全相关(安全法规焊缝)、难于对不合格品返工或补焊。这些特点决定了此类焊接应重点放在过程控制，而非焊接完成后的探伤等检验。目前在汽车行业上的此类重要焊缝(安全法规类)的焊接上，各厂家基本采用机器人焊接，但是带来的问题是技术难度高，设备投资成本居高不下，动辄上百万，尤其是小批量多品种时，更无法发挥机器人批量制造的优势。而当采用手工焊接方法时，焊接质量基本完全依靠工人的技术水平及临场发挥，对焊缝等没有自动判断，仅凭工人自检目测，从而使工件质量带有极大的随意性，难以保证批量制造的质量稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，以克服手工焊接质量完全依靠工人水平而定的缺点。本专利技术的手工焊接自动监控系统，其特征在于包括控制装置、手工焊接设备、夹具以及人机交互界面，夹具用于对零件进行定位夹紧，人机交互界面耦接至控制装置，控制装置包括信号采集模块，耦接至焊接设备，以采集焊接设备焊接的通断电信号；焊缝计数模块，耦接信号采集模块，以根据该通断电信号对焊缝数量进行计数；焊接计时模块，耦接信号采集模块，以根据该通断电信号对焊接时间进行计时；焊接设备控制模块，耦接焊缝计数模块，以根据该焊缝数量控制焊接设备电源的通断；以及夹具锁定模块，耦接焊接设备计时模块，以根据该焊接时间控制夹具的锁止。所述的手工焊接自动监控系统，其进一步的特点是控制器还包括工件统计模块。本专利技术的方法利用所述的手工焊接自动监控系统，其特点是，包括如下步骤A.利用人机交互界面设定规定的焊缝数量、焊接节拍，使焊接设备解除锁定，此时焊接设备可以通电；B.利用夹具锁定工件；C.利用焊接设备对工件进行焊接，同时控制器的信号采集模块采集焊接设备焊接的通断电状态，焊缝计数模块根据通断电信号对焊缝数量进行计数，焊接计时模块根据该通断电信号对焊接时间进行计时； D.通过人机交互界面指令控制器完成焊接；以及 E.利用控制器判断焊缝数量是否符合通过人机交互界面设定的焊缝数量参数，如果不符合，则输出警报到人机交互界面，同时，根据焊缝数量多少，少于规定值，提示将漏掉的焊缝再继续焊完；多于规定值时，报警并启动焊接设备控制模块锁定焊接设备，不允许继续焊接。所述的监控方法，其进一步的特点是，还包括步骤F.当焊缝数量符合规定值时， 利用控制器进一步判定焊接时间是否符合规定焊接节拍，如果不符合，则输出警报到人机交互界面，利用夹具锁定模块使夹具保持锁定状态，对于步骤E中焊缝数量和步骤F中焊接节拍引起的锁定，需要由人工凭钥匙解除，以有效控制不合格品的流转。所述的监控方法，其进一步的特点是，还包括步骤E.在步骤F中焊接节拍符合规定后，利用控制器指令夹具锁定模块自动解除锁定夹具，夹具进入松开的激活步骤。所述的监控方法，其进一步的特点是，在步骤A中还利用人机交互界面设定夹具的编号，并在步骤B中判断工位上的夹具是否与该编号一致。所述的监控方法，其进一步的特点是，在步骤A中还利用人机交互界面设定工件的参数，并在步骤B中判断夹具上的工件是否与该参数一致。本专利技术通过对焊缝数量、焊接计时等的控制实现了手工焊机过程的监控，保证了焊接质量，其成本与机器人自动焊接工作站投资成本相比有成十倍的差别，实现了在低成本解决方案下，较好地解决了对手工焊接的自动监控，防止手工焊接过程中，漏焊缝，多焊缝，焊接时间超时等不合格品的流转，提高了产品质量稳定性，具有较好的社会和经济效■、Λfrff. ο附图说明图1是手工焊接自动监控系统的方框图。图2是控制装置的方框图。图3是手工焊接自动监控系统运行流程图。图4是焊接监控方法的流程图。具体实施例方式如图1所示，手工焊接自动监控系统包括人机交互界面1，控制装置2，夹具3和手工焊接设备4。人机交互界面(HMI)例如包括(触摸)显示屏、控制按钮10、指示灯。手工焊接设备4例如包括手工焊机、焊枪、送丝机、线缆。夹具3包括但不限于电气柜、CPU、电源、I/O模块等。在本专利技术的一实施例中，控制装置2为可编程逻辑控制器(PLC)，图2显示了 PLC 的程序架构，其包括主程序模块20、信号采集模块21、夹具锁定模块22、焊机控制模块23、 焊缝计数模块对、焊接计时模块25、工件统计模块26。控制装置2还包括工件设置模块 201、工件选择模块202、夹具编辑模块203、夹具手动模块204、系统设置模块205、故障诊断模块206。人机交互界面1用以提供人与设备交互的界面，通过文本显示屏、触摸屏、操作屏、灯钮等组合出的多种式样，可以让人在此实现与控制器的信息交互，例如对工件设置模块201、工件选择模块202、夹具编辑模块203、夹具手动模块204、系统设置模块205、故障诊断模块206进行参数设置、错误提示、选择设置、数量统计；控制按钮包括急停、启动、松夹切换等。手工焊接设备4的用于工人进行手工焊接的电弧焊接电源，其焊接通断电信号通过信号采集模块21会被采集可编程逻辑控制器内，并进一步判断和利用。同时，会受到可编程逻辑控制器中的焊机控制模块23对其控制。夹具3通过定位销，基准面，压紧机构等组件的联合作用，使装入其中的工件合理地定位和夹紧到工艺设定的位置，并保持重复性精度的工艺装备。夹具一般包括基板、定位部分(基准销、基准面)、安装支座、夹紧单元(气缸、夹紧臂、限位块)、电气附件(传感器、 磁性开关、总线模块)等部分。信号采集模块21耦接至焊接设备4，以采集焊接设备焊接的通断电信号，在本专利技术的一实施例中，信号采集模块21是通过焊机的焊接电流继电器(WCR)采集焊机起收弧信号即通断电信号，手工焊接设备4的焊机内接一个焊接电流继电器(WCR)，该继电器为常开型，即不焊接时，没有电流，继电器处在打开状态，当焊接时，有电流通过，继电器闭合。在焊接电流的通断时，相应的焊接电流通断信号即从此处采得。焊缝计数模块M耦接信号采集模块21，以根据该通断电信号对焊缝数量进行计数，即对信号采集模块21采集数据分析并运算得出一个循环内的焊缝数量。焊接计时模块 25耦接信号采集模块21，以根据该通断电信号对焊接时间进行计时。夹具锁定模块22耦接焊接设备计时模块25，以根据该焊接时间控制夹具的锁止。在本专利技术的一实施例中，对于漏焊缝情况在人机交互界面设置工件信息后(工件包括几条焊缝)，当工人漏焊一条焊缝， 主程序20根据焊缝计数模块22判断工件不合格，此时，由夹具锁定模块22锁定着夹具，使其处于夹紧状态，零件被锁定在夹具上而无法取下，则有效地控制了漏焊缝工件或零件被取下并流转入下道工序的情况，同时人机交互界面1提示，漏焊缝数量，提醒工人进行补焊操作。在本专利技术的一实施例中，对于多焊缝情况也可以得到有效控制。有时，工人会将一条焊缝焊得断断续续，其实质上影响了焊缝的质量，但是由于手工的不稳定，要完全达到机器人的稳定性也是不现实的，此时，可以通过人机交互界面设置工件或工件的焊缝最大数，一般比工件图纸规定的多一条，即工人有一次机会进行熟悉工件，重新补焊，当然此数值根据工人的熟练程序可由管理员级工程师凭密码将其设置小或大些甚至与图纸完全一致。焊缝计数模块M中的焊本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程兴潇，徐乃佩，赵晓琴，孙立德，
申请(专利权)人：佛吉亚上海管理有限公司，
类型：发明
国别省市：