本发明涉及弧焊监测技术领域，特别是涉及一种弧焊监测系统及方法。
背景技术：
现代化焊接越来越重视焊接质量的高效率评估，焊接过程的在线监测是提高评估效率的重要方法，也是当前焊接领域的重要发展方向之一。
通过在焊接过程数据可对焊接过程进行质量评估，有效保证焊缝质量，提高整个生产环节的良品率。然而在实际的焊接现场缺少焊接过程的监测设备，传统的基于pc的焊接监控设备又多用于实验室研究，具有体积庞大、成本较高、孤立性等缺点，并没有在实际的焊接领域推广应用。
因此，如何实现对焊接过程的有效监测，同时又能保证较低的成本和尽量小的体积，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种弧焊监测系统及方法，实现了对焊接过程的有效监测，同时又能保证较低的成本和尽量小的体积。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种弧焊监测系统，包括：
电信号采集模块，用于采集弧焊过程的电信号；
ad转换模块，用于获取所述电信号采集模块采集的电信号，并对所述电信号进行模数转换；
fpga控制模块，用于向所述ad转换模块发送相应的模数转换控制信号，以及根据所述ad转换模块输出的数据进行概率密度统计、有效值计算和焊接时间统计；
第一存储模块，用于存储所述fpga控制模块计算或统计的数据；
arm处理模块，用于调取所述第一存储模块中的数据，并通过预设的统计分辨率以及波形设置参数对调取的数据进行曲线绘制和相应数字信息统计；
显示模块，用于对所述arm处理模块输出的曲线和数字信息进行显示。
优选地，所述电信号采集模块包括：
霍尔电压传感器，用于采集弧焊过程的电弧电压信号；
霍尔电流传感器，用于采集弧焊过程的焊接电流信号。
优选地，还包括：
信号调理电路，用于对所述电信号采集模块采集的电信号进行放大和低通滤波。
优选地，所述第一存储模块为双口ram。
优选地，所述显示模块为液晶显示器。
优选地，还包括：
第二存储模块，与所述arm处理模块连接，用于存储所述arm处理模块统计的数据。
一种弧焊监测方法，用于如上述任一项所述的弧焊监测系统，包括：
s1：获取启动信号，使所述fpga控制模块进入采集状态，以控制所述ad转换模块开始数模转换；
s2：判断所述fpga控制模块中采集的电流信号在1秒内的有效值是否超过采集阈值；
s3：若是，则判定焊机进入焊接状态，并进行概率密度统计；
s4：通过外部中断的方式通知所述arm处理模块进行数据统计；
s5：重复进行电信号采样、概率密度统计，判断所述fpga控制模块中采集的电流信号在1秒内的有效值是否低于采集阈值；
s6：若是，则判定当前焊接结束，停止概率密度统计；
s7：通过外部中断的方式通知所述arm处理模块焊接结束；
s8：重复步骤s2至步骤s7，直至所述arm处理模块向所述fpga控制模块发送通知采样指令。
与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：
本发明所提供的一种弧焊监测系统，包括：电信号采集模块，用于采集弧焊过程的电信号；ad转换模块，用于获取电信号采集模块采集的电信号，并对电信号进行模数转换；fpga控制模块，用于向ad转换模块发送相应的模数转换控制信号，以及根据ad转换模块输出的数据进行概率密度统计、有效值计算和焊接时间统计；第一存储模块，用于存储fpga控制模块计算或统计的数据；arm处理模块，用于调取存储模块中的数据，并通过预设的统计分辨率以及波形设置参数对调取的数据进行曲线绘制和相应数字信息统计；显示模块，用于对arm处理模块输出的曲线和数字信息进行显示。本监测系统实现了面向fpga+arm架构的弧焊过程监测平台，通过fpga实现概率密度统计、有效值计算和adc数据采集的实现，通过第一存储模块实现与arm的交互，实现了焊接数据的在线统计，该系统能够通过并行流水的优化方式提高算法的并行度，从而改善算法执行时的吞吐率性能，通过上述嵌入式架构能够有效降低设备成本，减小设备体积，将过程监测推广到实际的焊接生产环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种具体实施方式所提供的弧焊监测系统结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种弧焊监测系统及方法，可以实现对焊接过程的有效监测，同时又能保证较低的成本和尽量小的体积。
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在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发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
请参考图1，图1为本发明一种具体实施方式所提供的弧焊监测系统结构示意图。
本发明的一种具体实施方式提供了一种弧焊监测系统，包括：电信号采集模块11，用于采集弧焊过程的电信号；ad转换模块12，用于获取电信号采集模块采集的电信号，并对电信号进行模数转换；fpga控制模块13，用于向ad转换模块发送相应的模数转换控制信号，以及根据ad转换模块输出的数据进行概率密度统计、有效值计算和焊接时间统计；第一存储模块14，用于存储fpga控制模块计算或统计的数据；arm处理模块15，用于调取第一存储模块中的数据，并通过预设的统计分辨率以及波形设置参数对调取的数据进行曲线绘制和相应数字信息统计；显示模块16，用于对arm处理模块输出的曲线和数字信息进行显示。
本监测系统实现了面向fpga+arm架构的弧焊过程监测平台，通过fpga实现概率密度统计、有效值计算和adc数据采集的实现，通过第一存储模块实现与arm的交互，实现了焊接数据的在线统计，该系统能够通过并行流水的优化方式提高算法的并行度，从而改善算法执行时的吞吐率性能，通过上述嵌入式架构能够有效降低设备成本，减小设备体积，将过程监测推广到实际的焊接生产环境。
进一步地，电信号采集模块包括：霍尔电压传感器，用于采集弧焊过程的电弧电压信号；霍尔电流传感器，用于采集弧焊过程的焊接电流信号。
在本实施方式中，采用霍尔电压传感器来实现对电弧电压电信号的采集，采用霍尔电流传感器实现焊接电流的采集。尤其是进一步设立信号调理电路，用于对电信号采集模块采集的电信号进行放大和低通滤波。将电信号转换到ad转换模块可接受的范围。其中，fpga控制同步ad转换模块进行模数转换，同时进行概率密度统计、有效值计算和焊接时间统计。第一存储模块为双口ram。使得fpga以外部ram的方式接入到arm处理模块中，arm处理模块通过访问内存的方式获取统计数据，并可以将数据有选择的显示在显示模块中，其中，显示模块优选为液晶显示器。
在本实施方式中，通过fpga作为协处理器，能够有效保证数据采集的完整性，特征数据的实时统计，保证主处理器arm处理模块能够高效地负责界面以及人机交互等，上述系统实际为一种嵌入式结构，其成本低，体积小，且具有更高的可靠性。
在本实施方式中，还包括：第二存储模块，与arm处理模块连接，用于存储arm处理模块统计的数据。
在本实施方式中，第二存储模块可以是sd存储卡等，arm处理模块可以运行linux操作系统，并移植sqlite数据库，可以将统计的数据保存在本地数据库中以便历史追溯，该数据块即可以为第二存储模块。
需要说明的是，在arm端的实现过程可以包括：
创建arm主机端和fpga端(即fpga控制模块)进行数据通信的缓存，该缓存存放在fpga外扩的ddr内存中；
设置fpga端运行时所需要的参数信息，并使fpga进入采集状态；
等待fpga开始数据统计的起始信号；
arm主机端将数据以波形和数字的形式绘制在显示器的显示屏上，并将数据保存在本地数据库中。
相应地，本发明一种实施方式还提供了一种弧焊监测方法，用于如上述任一实施方式所提供的的弧焊监测系统，包括：
s1：获取启动信号，使fpga控制模块进入采集状态，以控制ad转换模块开始数模转换；
s2：判断fpga控制模块中采集的电流信号在1秒内的有效值是否超过采集阈值；
s3：若是，则判定焊机进入焊接状态，并进行概率密度统计，并将统计的数据发送到共享缓存中，即上述系统中的第一存储模块中；
s4：通过外部中断的方式通知arm处理模块进行数据统计；
s5：重复进行电信号采样、概率密度统计，判断fpga控制模块中采集的电流信号在1秒内的有效值是否低于采集阈值；
s6：若是，则判定当前焊接结束，停止概率密度统计；
s7：通过外部中断的方式通知arm处理模块焊接结束；
s8：重复步骤s2至步骤s7，直至arm处理模块向fpga控制模块发送通知采样指令。
本监测系统实现了面向fpga+arm架构的弧焊过程监测平台，通过fpga实现概率密度统计、有效值计算和adc数据采集的实现，通过第一存储模块实现与arm的交互，实现了焊接数据的在线统计，该系统能够通过并行流水的优化方式提高算法的并行度，从而改善算法执行时的吞吐率性能，通过上述嵌入式架构能够有效降低设备成本，减小设备体积，将过程监测推广到实际的焊接生产环境。
综上所述，本发明所提供的弧焊监测系统及方法，实现了面向fpga+arm架构的弧焊过程监测平台，通过fpga实现概率密度统计、有效值计算和adc数据采集的实现，通过第一存储模块实现与arm的交互，实现了焊接数据的在线统计，该系统能够通过并行流水的优化方式提高算法的并行度，从而改善算法执行时的吞吐率性能，通过上述嵌入式架构能够有效降低设备成本，减小设备体积，将过程监测推广到实际的焊接生产环境。
以上对本发明所提供的一种弧焊监测系统及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。