本发明是涉及焊接控制系统领域，具体的说是一种焊接工位压力监测系统和监测方法。
背景技术：
夹头的夹紧力数据能够表征多项夹具和工位状态：气缸夹紧力、螺栓预紧力、工作节拍，以及夹具调整、设备维修等。然而，车身各责任部门一直没有对该数据进行有效的获取和监控。
零件与夹头良好的贴面是车身焊接完工件尺寸稳定的重要前提。受车身车间现场环境和车身焊接动作限制，尤其是自动焊接工位，对夹具与零件的贴面状态的实时监控无法通过人工方式实现，为车身尺寸波动埋下隐患。而通过压力传感器检测焊接过程中压力是否变化，则检测零件与夹头之间是否保持贴面。不仅如此，通过比较两个零件焊接曲线，可以判断是否有零件尺寸波动带来的不贴面。
夹头是否紧固，不仅影响到生产能否正常进行，更与安全息息相关，车身车间有点检机制，但难以应对突发状况。夹头的松动可以通过预紧力的大小来监控，而现阶段夹具中并没有对预紧力进行实时监控的方法，且目视检查只能应对明显松动的紧固螺栓。而通过在夹头与垫片之间配置压力传感器进行压力的实时监控并设置自动报警机制，则可以保障生产并杜绝潜在安全事故的发生。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种焊接工位压力监测系统和监测方法，该种焊接工位压力监测系统和监测方法能够精准的测量出夹具夹头所受的压力，并将压力数据收集后通过数据服务器实时监控，当压力超出设置的正常圧力曲线以及阈值范围时，可通过报警装置通知维修人员精准的进行维修，且通知维修人员时只通知一人，节约资源，当所测压力正常时，可通过设备终端查看实时监控数据和历史监控数据。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种焊接工位压力监测系统，其特征是：包括若干个夹具、工位现场数据采集设备、数据服务器和若干个设备终端；
所述的每个夹具具有压力感应装置，所述的压力感应装置均通过信号线与工位现场数据采集设备信号连接，所述的工位现场数据采集设备与数据服务器信号连接，所述的数据服务器与设备终端信号连接；
所述的工位现场数据采集设备能够采集夹具内压力感应装置的实时压力数据，所述的工位现场数据采集设备还能够为夹具内压力检测装置的工作提供电能，所述的数据服务器能够处理压力感应装置的实时压力数据，所述的设备终端能够接受数据服务器发送的数据信号，所述的设备终端能够调取或查询数据服务器内的数据流。
为优化上述发明，采取的具体措施还包括：
所述的数据服务器连接有存储服务器，所述的存储服务器能够备份数据服务器处理后的压力感应装置测得的压力数据。
所述的夹具包括固定部、受力部和形变部，所述的固定部与承台固定连接，所述的受力部用来承受外部压力，该外部压力可导致形变部发生形变，所述的形变部的形变处贴附固定有压力感应装置，所述的压力感应装置与数据后处理装置信号连接，所述的形变部分别和受力部、固定部固定连接，所述的固定部和形变部之间安装有支点机构。
所述的形变部具有内嵌孔，所述的内嵌孔内嵌有金属应变片，所述的金属应变片能检测到形变部受压力后产生的形变，所述的金属应变片连接有信号线，所述的信号线穿过信号线接孔，所述的信号线接孔安装在形变部外侧壁上，所述的信号线从形变部内部穿过，所述的内嵌孔在支点机构的上方。
所述的压力感应装置贴附在固定部或形变部的外表面，所述的压力感应装置被压紧装置压紧，进而固定在固定部或形变部的外侧面上，或所述的压力感应装置被承台压紧，进而固定在固定部或形变部的外侧面上。
所述的压力感应装置为压力传感器，所述的固定部通过竖直的螺栓固定在承台上，所述的压力传感器固定安装在螺栓的螺帽与固定部上表面之间，所述的压力传感器在螺栓的连接作用下被螺帽和固定部夹紧，所述的压力传感器能够检测到形变部受压力后产生的形变，所述的压力传感器连接有信号线。
所述的压力感应装置为压力传感器，所述的固定部通过竖直的螺栓固定在承台上，所述的压力传感器固定在承台的上表面和固定部的下表面之间，所述的压力传感器在螺栓的连接作用下被承台和固定部加紧，所述的压力传感器能够检测到形变部受压力后产生的形变，所述的压力传感器连接有信号线。
所述的固定部为条形或板状结构，所述的固定部通过螺栓与承台固定连接；所述的支点机构为固定部和形变部底面的梯形结构，或为固定部和形变部底面的突起支点，或为固定部和形变部底面与承台接触面边缘；所述的形变部发生的形变为弹性形变。
一种焊接工位压力监测方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1：将夹具分布在焊接工位各个待测节点上，并建立夹具、工位现场数据采集设备、数据服务器和设备终端之间的信号连接，夹具与工位现场数据采集设备信号连接，工位现场数据采集设备与数据服务器信号连接，数据服务器与设备终端信号连接，；
步骤2：将压力预期变化数据以及阈值区间数据导入数据服务器中；
步骤3：夹具中的压力感应装置将能够检测出焊接件重量、气缸夹头夹紧力的数据，并将数据发送到工位现场数据采集设备内；
步骤4：工位现场数据采集设备对压力感应装置采集到的压力数据进行过滤、整合、换算和分析，并将结果整合成压力随时间变换数据流，将压力随时间变数据流发送至数据服务器中；
步骤5：数据服务器接收到工位现场数据采集设备发送的压力随时间变换数据流，对压力随时间变数据流进行存储和再次数据优化；
步骤6：数据服务器将接收到工位现场数据采集设备发送的压力随时间变换数据与压力预期变化数据进行对比，并将实时压力数据发送到设备终端内，如果压力数据在随时间的变化过程中超出了阈值区间，则进行步骤9，如果压力数据在随时间的变化过程中未超出了阈值区间，则进行步骤7；
步骤7：所述的设备终端可查看数据服务器发送的压力随时间变化的实时数据，并根据实时数据得知焊接件压力、气缸夹头夹紧力和生产节奏的数据；
步骤8：所述的设备终端可发送历史数据查看请求至数据服务器中，数据服务器在接收到设备终端发送的历史数据查看请求后从存储模块中拷贝一段所需的历史数据数据流通过信号连接通道发送到设备终端内；
步骤9：当压力数据在随时间的变化过程中超出了阈值区间时，数据服务器会生成报警信号数据包，报警信号数据包包括夹头标号、夹头位置、故障压力数据以及故障时间的数据，进一步将报警信号数据包存储在数据服务器内，并拷贝一份发送到任意一台设备终端；
步骤10：设备终端在接收到报警信号数据包会发出报警信号，维修人员在收到报警信号后，根据报警信号数据包内容快速到达维修现场进行维修，并将维修信息数据通过设备终端反馈到数据服务器；
步骤11：当数据服务器检测到维修后压力数据未超出阈值区间，则进行步骤7，当数据服务器检测到维修后压力数据仍然超出阈值区间，则返回步骤9。
所述的数据服务器与存储服务器信号连接，所述的压力随时间变换数据、报警信号数据包均存储在存储服务器内。
所述的各个夹具通过信号线与工位现场数据采集设备信号连接，所述的工位现场数据采集设备通过有线信号或无线信号与数据服务器信号连接，所述的数据服务器与设备终端通过无线信号连接，所述的数据服务器与存储服务器通过光纤连接，所述的无线信号包括但不限于gprs信号、wifi信号和4g信号。
所述的设备终端为移动或固定终端，包括但不限于个人电脑、智能手机、平板电脑。
该种焊接工位压力监测系统和监测方法能够达到的有益效果为：
1）采用了一种新型的夹具夹头，能够减少多余外力的影响，精准的测量出夹头所受压力的大小，并能将实时测量数据通过信号线传送出去。
2）通过工位现场数据采集设备批量的采集多个夹具夹头压力数据，集成数据后进行存储、分析，提高了检测系统的自动化、集成化和智能化。
3）设置有自动报修系统，能够实现快速精准维修，提高效率的同时节省了资源。
4）可通过设备终端查看所测压力的实时数据以及历史数据，还能够查询维修数据，方便了使用者对于夹具系统状态进行统一掌握。
附图说明
图1为本发明一种焊接工位压力监测系统的原理图。
图2为本发明夹具夹头的结构原理图。
图3为本发明夹具夹头支点机构的结构原理图。
图4为本发明夹具夹头支点机构的结构原理图。
图5为本发明夹具夹头内嵌式传感器的结构原理图。
图6为本发明夹具夹头带有固定装置内嵌式传感器的结构原理图。
图7为本实发明夹具夹头套筒式传感器的结构原理图。
图8为本发明夹具夹头带有固定装置套筒式传感器的结构原理图。
图9为本发明夹具夹头垫片式传感器的结构原理图。
图10为本发明夹具夹头带有固定装置垫片式传感器的结构原理图。
图例说明：1、承台；2、固定部；3、受力部；4、形变部；5、内嵌孔；6、金属应变片；7、信号线接孔；8、支点机构；9、信号线；10、螺栓；11、压力传感器；12、压紧装置；13、夹具；14、工位现场数据采集设备；15、数据服务器；16、存储服务器；17、设备终端。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述。
具体实施例一：
如图1、图5和图6所示，夹具13的夹头包括固定部2、受力部3和形变部4，所述的固定部2与承台1固定连接，所述的受力部3用来承受外部压力，该外部压力可导致形变部4发生形变，所述的形变部4的形变处贴附固定有压力感应装置，所述的压力感应装置与数据后处理装置信号连接，所述的形变部4分别和受力部3、固定部2固定连接，所述的固定部2和形变部4之间安装有支点机构8。
固定部2为条形或板状结构或其他不规则形状结构，其中固定部2采用包括但不仅限于螺栓或铆接的连接方式与承台1固定连接，所述的固定部2与承台1的固定连接面为底面或侧面，当固定部2为条状或柱状时，螺栓10可轴向或垂直于轴向将固定部2和承台1固定在一起。
压力感应夹头呈“l”型，其固定部2为横臂，通过竖直方向的螺栓10固定在承台1上，受力部3为竖臂，竖臂的上表面为受力面，横臂与竖臂的连接处为形变部4，形变部4的中央位置开有垂直与横臂轴向的内嵌孔5，内嵌孔5的内表面有四面，每面的中央位置安装有金属应变片6，金属应变片6与信号线9连接，信号线9穿过形变部4内部的通孔从信号线接孔7穿出，内嵌孔5下方为支点机构8。
当受力部3受到压力时，由于支点机构8的存在，形变部4会产生轻微的形变，形变部4内部的内嵌孔5的内壁在形变部4整体产生形变的情况下各个内壁会产生不同的形变，形变的内壁上的金属应变片6所加载的电压也会发生变化，该电压变化通过信号线9传出，将随时间变化的电压发送到工位现场数据采集设备14，采集到的压力信号为随时间循环变化的信号，循环内容依次包括无焊接件时的压力数据、放置焊接件时压力变化数据、气缸夹头加紧焊接件时的压力数据、焊接时压力数据以及取回焊接件时的压力数据，工位现场数据采集设备14将采集到的循环压力数据信号通过wifi信号发送到数据服务器15中，实时的压力数据在数据服务器15中与预先存储在数据服务器15中的压力数据进行对比，并进行存储，如果误差超过了预先设置的阈值，则会发出报警信号到设备终端17并由设备终端17提醒维修人员，报警信号只会发送给一位维修人员，其余维修人员只能通过设备终端查看报警信号数据。
数据服务器15通过互联网和设备终端17信号连接，当维修人员需要查看历史数据时，使用设备终端17发送请求数据到数据服务器，数据服务器15在存储服务器内拷贝一份所需的历史数据发动到设备终端17。数据服务器15在工作时将实时压力数据发送到设备终端17内，设备终端17接收但不存储实时的压力数据，维修人员可通过设备终端17查看实时的压力数据，进而了解焊接件重量、气缸夹头夹紧力、焊接速率等数据。
具体实施例二：
图1、如图7和图8所示，夹具13的夹头包括固定部2、受力部3和形变部4，所述的固定部2与承台1固定连接，所述的受力部3用来承受外部压力，该外部压力可导致形变部4发生形变，所述的形变部4的形变处贴附固定有压力感应装置，所述的压力感应装置与数据后处理装置信号连接，所述的形变部4分别和受力部3、固定部2固定连接，所述的固定部2和形变部4之间安装有支点机构8。
固定部2为条形或板状结构或其他不规则形状结构，其中固定部2采用包括但不仅限于螺栓或铆接的连接方式与承台1固定连接，所述的固定部2与承台1的固定连接面为底面或侧面，当固定部2为条状或柱状时，螺栓10可轴向或垂直于轴向将固定部2和承台1固定在一起。
压力感应夹头呈“l”型，其固定部2为横臂，通过竖直方向的螺栓10固定在承台1上，受力部3为竖臂，竖臂的上表面为受力面，横臂与竖臂的连接处为形变部4，螺栓10包括螺帽，压力传感器11为套筒式压力传感器，可套在螺杆上，并固定在螺帽和固定部2上表面之间，压力传感器11连接有信号线9，受力部3和形变部4的连接处的下表面具有支点机构8。
当受力部3受到压力时，由于支点机构8的存在，形变部4会产生轻微的形变，在杠杆原理的作用下固定部2会在形变部4产生形变时以支点机构8为支点受到向上的力，进而挤压压力传感器11，产生压力数据，该电压变化通过信号线9传出，将随时间变化的电压发送到工位现场数据采集设备14，采集到的压力信号为随时间循环变化的信号，循环内容依次包括无焊接件时的压力数据、放置焊接件时压力变化数据、气缸夹头加紧焊接件时的压力数据、焊接时压力数据以及取回焊接件时的压力数据，工位现场数据采集设备14将采集到的循环压力数据信号通过wifi信号发送到数据服务器15中，实时的压力数据在数据服务器15中与预先存储在数据服务器15中的压力数据进行对比，并进行存储，如果误差超过了预先设置的阈值，则会发出报警信号到设备终端17并由设备终端17提醒维修人员，报警信号只会发送给一位维修人员，其余维修人员只能通过设备终端查看报警信号数据。
数据服务器15通过互联网和设备终端17信号连接，当维修人员需要查看历史数据时，使用设备终端17发送请求数据到数据服务器，数据服务器15在存储服务器内拷贝一份所需的历史数据发动到设备终端17。数据服务器15在工作时将实时压力数据发送到设备终端17内，设备终端17接收但不存储实时的压力数据，维修人员可通过设备终端17查看实时的压力数据，进而了解焊接件重量、气缸夹头夹紧力、焊接速率等数据。
具体实施例三：
如图1、图9和图10所示，夹具13的夹头包括固定部2、受力部3和形变部4，所述的固定部2与承台1固定连接，所述的受力部3用来承受外部压力，该外部压力可导致形变部4发生形变，所述的形变部4的形变处贴附固定有压力感应装置，所述的压力感应装置与数据后处理装置信号连接，所述的形变部4分别和受力部3、固定部2固定连接，所述的固定部2和形变部4之间安装有支点机构8。
固定部2为条形或板状结构或其他不规则形状结构，其中固定部2采用包括但不仅限于螺栓或铆接的连接方式与承台1固定连接，所述的固定部2与承台1的固定连接面为底面或侧面，当固定部2为条状或柱状时，螺栓10可轴向或垂直于轴向将固定部2和承台1固定在一起。
压力感应夹头呈“l”型，其固定部2为横臂，通过竖直方向的螺栓10固定在承台1上，受力部3为竖臂，竖臂的上表面为受力面，横臂与竖臂的连接处为形变部4，压力传感器11为垫片式压力传感器，在螺栓10的作用下被夹头的固定部2和承台1的上表面加紧，压力传感器11连接有信号线9，受力部3和形变部4的连接处的下表面具有支点机构8，或者压力传感器11与夹头下表面的接触面边缘形成支点机构8。
当受力部3受到压力时，由于支点机构8的存在，形变部4会产生轻微的形变，在杠杆原理的作用下固定部2会在形变部4产生形变时以支点机构8为支点受到向上的力，此时夹头下方的压力传感器11所受压力会降低，产生压力数据，该电压变化通过信号线9传出，将随时间变化的电压发送到工位现场数据采集设备14，采集到的压力信号为随时间循环变化的信号，循环内容依次包括无焊接件时的压力数据、放置焊接件时压力变化数据、气缸夹头加紧焊接件时的压力数据、焊接时压力数据以及取回焊接件时的压力数据，工位现场数据采集设备14将采集到的循环压力数据信号通过wifi信号发送到数据服务器15中，实时的压力数据在数据服务器15中与预先存储在数据服务器15中的压力数据进行对比，并进行存储，如果误差超过了预先设置的阈值，则会发出报警信号到设备终端17并由设备终端17提醒维修人员，报警信号只会发送给一位维修人员，其余维修人员只能通过设备终端查看报警信号数据。
数据服务器15通过互联网和设备终端17信号连接，当维修人员需要查看历史数据时，使用设备终端17发送请求数据到数据服务器，数据服务器15在存储服务器内拷贝一份所需的历史数据发动到设备终端17。数据服务器15在工作时将实时压力数据发送到设备终端17内，设备终端17接收但不存储实时的压力数据，维修人员可通过设备终端17查看实时的压力数据，进而了解焊接件重量、气缸夹头夹紧力、焊接速率等数据。
实施例一、实施例二和实施例三中的支点机构8包括多种形式，如图2、图3和图4所示，所述的支点机构8为固定部2和形变部4底面的梯形结构，或为固定部2和形变部4底面的突起支点，或为固定部2和形变部4底面与承台1边缘的接触点，所述的支点机构8为形变部4受压力时产生形变提供支点，包括但不仅限与以上三种结构。
实施例一、实施例二和实施例中的受力部3能够承受竖直向下的压力或具有竖直方向分力的其他种类压力，该种受力部3具有受力面或受力平台。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。