一种实时监测焊接参数方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及焊接监测领域，尤其涉及一种实时监测焊接参数方法及系统。
【背景技术】
[0002]超声功率和焊接压力是焊线机的重要技术，两者的配合(时序或者数值大小)对金属键生成非常重要，它们是影响焊接质量的关键因素。焊接压力或超声功率如果有任何波动，将导致该金属键形成异常，键合质量将有变差或者不一致。一般焊接质量也可以通过金属线弧拉断力或焊点剪切断力检查。一般的拉伸或剪切力不能满足特定的客户需求。
[0003]对于目前市场上超声焊线机，可以进行焊接压力和超声功率的校准。但在一个特殊的情况，其必须停止生产模式，不能进行实时在线监测，并且准确率较低。
【发明内容】
[0004]为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能同时监测多种参数，且能提高准确率的一种实时监测焊接参数方法及系统。
[0005]本发明所采用的技术方案是:
一种实时监测焊接参数方法，包括以下步骤:
A、根据设定的采样频率，同步采集五路模拟量信号，并对其进行单位转换处理；
B、根据转换后的模拟量信号，定位目标点位焊接时段，进而计算目标点位焊接压力、目标点位超声功率和目标点位超声阻抗；
C、根据预设的焊接压力、超声功率和超声阻抗安全范围，判断计算得到的目标点位焊接压力、目标点位超声功率和目标点位超声阻抗是否超出安全范围，若是，则发出报警信号。
[0006]作为所述的一种实时监测焊接参数方法的进一步改进，所述五路模拟量信号包括电打火信号、焊头运动速度指令信号、焊接压力、超声功率电压和超声功率电流。
[0007]作为所述的一种实时监测焊接参数方法的进一步改进，所述步骤B包括:
B1、计算瓷嘴在空中时的状态量平均值和标准差，其具体包括空中焊头运动速度平均值、空中焊头运动速度标准差、空中焊接压力平均值、空中焊接压力标准差、空中超声功率电压平均值、空中超声功率电压标准差、空中超声功率电流平均值和空中超声功率电流标准差；
B2、定位得出目标点位焊接匀速搜索开始时刻；
B3、定位得出目标点位焊接开始时刻；
B4、定位得出目标点位焊接结束时刻；
B5、根据目标点位焊接开始时刻和目标点位焊接结束时刻，得出目标点位焊接时段；
B6、根据目标点位焊接时段，保留其预设比例的时间段的信号，得出有效计算窗口，并计算在有效计算窗口内的超声功率电压平均值和超声功率电流平均值，进而计算出目标点位超声功率； B7、根据最小二乘法，在有效计算窗口内计算得出目标点位超声阻抗；
B8、在有效计算窗口内计算得出焊头压力平均值，进而计算出目标点位焊接压力。
[0008]作为所述的一种实时监测焊接参数方法的进一步改进，所述步骤B2中定位得出目标点位焊接匀速搜索开始时刻，其具体为:
从打火结束时刻开始，若当前采样点的焊头运动速度小于空中焊头运动速度标准差的相反数，且接下来的相邻4个采样点中，满足有其中3个采样点的焊头运动速度绝对值均小于速度标准差，则当前采样点为目标点位焊接匀速搜索开始时刻。
[0009]作为所述的一种实时监测焊接参数方法的进一步改进，所述步骤B3中定位得出目标点位焊接开始时刻，其具体为:
从目标点位焊接匀速搜索开始时刻开始，若当前采样点的超声功率电压小于空中超声功率电压标准差，且接下来相邻的4个采样点中，满足有其中3个采样点的超声功率电压均小于空中超声功率电压标准差，
或者，
当前采样点的超声功率电流小于空中超声功率电流标准差，且接下来相邻的4个采样点中，满足有其中3个采样点的超声功率电流均小于空中超声功率电流标准差，则当前采样点为目标点位焊接开始时刻。
[0010]作为所述的一种实时监测焊接参数方法的进一步改进，所述步骤B4中定位得出目标点位焊接结束时刻，其具体为:
从目标点位焊接开始时刻开始，若当前采样点的超声功率电压大于空中超声功率电压标准差，且接下来相邻的4个采样点中，满足有其中3个采样点的超声功率电压均小于空中超声功率电压标准差，
或者，
当前采样点的超声功率电流大于空中超声功率电流标准差，且接下来相邻的3个采样点中，满足有其中I个采样点的超声功率电流小于空中超声功率电流标准差，则当前采样点为目标点位焊接结束时刻。
[0011]作为所述的一种实时监测焊接参数方法的进一步改进，所述目标点位超声阻抗的计算公式为:
目标点位超声阻抗=(超声功率电压和超声功率电流的矢量内积)/超声功率电流的平方和。
[0012]作为所述的一种实时监测焊接参数方法的进一步改进，所述目标点位焊接压力的计算公式为:
目标点位焊接压力=焊头压力平均值-空中焊接压力平均值。
[0013]本发明所采用的另一技术方案是:
一种实时监测焊接参数系统，包括:
采集单元，用于根据设定的采样频率，同步采集五路模拟量信号，并对其进行单位转换处理；
计算单元，用于根据转换后的模拟量信号，定位目标点位焊接时段，进而计算目标点位焊接压力、目标点位超声功率和目标点位超声阻抗；
报警单元，用于根据预设的焊接压力、超声功率和超声阻抗安全范围，判断计算得到的目标点位焊接压力、目标点位超声功率和目标点位超声阻抗是否超出安全范围，若是，则发出报警信号。
[0014]本发明的有益效果是:
本发明一种实时监测焊接参数方法及系统通过对焊接时段的精准定位，能准确计算出目标点位焊接压力、目标点位超声功率和目标点位超声阻抗，进而根据计算结果进行报警判断，大大提高警报的准确率。而且本发明能同时监测多种性能参数，有效监测出性能波动，从而有利于判断性能变动的原因，有效增强识别能力。
【附图说明】
[0015]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明:
图1是本发明一种实时监测焊接参数方法的步骤流程图；
图2是本发明一种实时监测焊接参数方法步骤B的步骤流程图；
图3是本发明一种实时监测焊接参数系统的系统方框图。
【具体实施方式】
[0016]参考图1，本发明一种实时监测焊接参数方法，包括以下步骤:
A、根据设定的采样频率，同步采集五路模拟量信号，并对其进行单位转换处理；
B、根据转换后的模拟量信号，定位目标点位焊接时段，进而计算目标点位焊接压力、目标点位超声功率和目标点位超声阻抗；
C、根据预设的焊接压力、超声功率和超声阻抗安全范围，判断计算得到的目标点位焊接压力、目标点位超声功率和目标点位超声阻抗是否超出安全范围，若是，则发出报警信号。
[0017]作为所述的一种实时监测焊接参数方法的进一步改进，所述五路模拟量信号包括电打火信号、焊头运动速度指令信号、焊接压力、超声功率电压和超声功率电流。
[0018]参考图2，作为所述的一种实时监测焊接参数方法的进一步改进，所述步骤B包括:
B1、计算瓷嘴在空中时的状态量平均值和标准差，其具体包括空中焊头运动速度平均值、空中焊头运动速度标准差、空中焊接