焊接电流检测装置的制作方法

1.本公开涉及自动焊接技术领域，尤其是涉及一种焊接电流检测装置。


背景技术：

2.中厚板焊接应用中，由于工件尺寸大、板材厚，且焊接过程中存在热变形等情况，如何使焊枪时刻保证最佳位姿变得极其关键。电弧传感技术可在自动焊接过程中实时修正机器人的焊接轨迹，保证高品质焊接质量。基于电弧传感的原理可知，当焊接电流满足“焊丝的干伸长长时电流小，干伸长短时电流大”的条件时，适合电弧传感。
3.但是，在焊接电源开发过程中，无法判断焊接电源输出的焊接电流是否适合电弧传感。


技术实现要素：

4.本公开的目的在于提供一种焊接电流检测装置，以缓解现有技术中存在的在焊接电源开发过程中，无法判断焊接电源输出的焊接电流是否适合电弧传感的技术问题。
5.基于上述目的，本公开提供了一种焊接电流检测装置，包括电流采集模块和控制模块，所述电流采集模块与所述控制模块连接，所述电流采集模块被配置为实时采集焊接电流；所述控制模块被配置为获取焊接设备的摆动信号，并根据所述焊接电流得出所述摆动信号在相邻两次中断之间的平均电流。
6.在本公开的一个实施例中，所述电流采集模块为通信模块，所述通信模块被配置为将焊接电流传输给所述控制模块，或所述电流采集模块包括电流互感器和ad转换器，电流互感器被配置为将所述焊接电流转换为直流电压，所述ad转换器被配置为将直流电压转换为数字信号，并将所述数字信号输入所述控制模块。
7.在本公开的一个实施例中，所述焊接电流的传输频率不小于100hz。
8.在本公开的一个实施例中，所述控制模块还被配置为存储摆动周期和平均电流差值形成的二维数组。
9.在本公开的一个实施例中，所述焊接电流检测装置还包括显示模块，所述显示模块用于显示所述二维数组以及以摆动周期为横坐标，以平均电流差值为纵坐标的特性曲线。
10.在本公开的一个实施例中，所述显示模块为液晶显示屏。
11.在本公开的一个实施例中，所述控制模块还被配置为向所述显示模块发送所述二维数组。
12.在本公开的一个实施例中，所述焊接电流检测装置还包括供电模块，所述供电模块用于向所述电流采集模块、所述控制模块和所述显示模块供电。
13.在本公开的一个实施例中，所述焊接电流检测装置还包括壳体，所述电流采集模块和所述控制模块均位于所述壳体的内部，所述壳体设置有接线端子，用于与焊接电源连接。
14.在本公开的一个实施例中，所述控制模块为mcu。
15.与现有技术相比，本公开的有益效果主要在于：
16.本公开提供的焊接电流检测装置，包括电流采集模块和控制模块，所述电流采集模块与所述控制模块连接，所述电流采集模块被配置为实时采集焊接电流；所述控制模块被配置为获取焊接设备的摆动信号，并根据所述焊接电流得出所述摆动信号在相邻两次中断之间的时间段内的平均电流。
17.基于该结构，本公开提供的焊接电流检测装置，在使用时，与焊接设备连接，控制模块获取焊接设备的摆动信号，由于焊接设备运行时，每个摆动周期内，相邻两次中断之间的时间段的数量为两个，按照时间先后顺序，分别命名为第一时间段和第二时间段，控制模块根据焊接电流得到第一时间段内的平均电流为i1，第二时间段内的平均电流为i2，由此得到平均电流差值δi，δi＝i
2-i1，在焊接过程中，每个摆动周期对应一个δi，如果随着摆动周期的增加，δi有逐渐增大的趋势，那么就可以认为焊接电源输出的焊接电流适合电弧传感，否则，就认为焊接电源输出的焊接电流不适合电弧传感。
附图说明
18.为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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公开的一些实施方式，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。
19.图1为本公开实施例提供的焊接电流检测装置的结构示意图；
20.图2为摆动信号变化示意图；
21.图3为本公开实施例中的焊枪在初始位置摆动的示意图；
22.图4为本公开实施例中的焊枪在焊接结束点的示意图；
23.图5为本公开实施例提供的焊接电流检测装置测试得到的焊接电源a的特性曲线；
24.图6为本公开实施例提供的焊接电流检测装置测试得到的焊接电源b的特性曲线。
25.图标：100-工件；200-焊枪；300-焊丝；101-控制模块；102-通信模块；103-电流互感器；104-显示模块；105-供电模块；106-壳体；107-接线端子。
具体实施方式
26.下面将结合实施例对本公开的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
27.在本公开的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安
装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
29.参见图1至图6所示，本实施例提供了一种焊接电流检测装置，包括电流采集模块和控制模块101，电流采集模块与控制模块101连接，电流采集模块被配置为实时采集焊接电流；控制模块101被配置为获取焊接设备的摆动信号，并根据焊接电流得出摆动信号在相邻两次中断之间的时间段内的平均电流。
30.基于该结构，本实施例提供的焊接电流检测装置，在使用时，与所焊接的焊缝为直线焊缝的焊接设备连接，其中，焊接设备可以为焊接机器人，也可以为专机；控制模块101获取焊接设备的摆动信号，由于焊接设备运行时，每个摆动周期内，相邻两次中断之间的时间段的数量为两个，按照时间先后顺序，分别命名为第一时间段和第二时间段，控制模块101根据焊接电流得到第一时间段内的平均电流为i1，第二时间段内的平均电流为i2，由此得到平均电流差值δi，δi＝i
2-i1，在焊接过程中，每个摆动周期对应一个δi，如果随着摆动周期的增加，δi有逐渐增大的趋势，那么就可以认为焊接电源输出的焊接电流适合电弧传感，否则，就认为焊接电源输出的焊接电流不适合电弧传感。
31.在一个实施例中，控制模块101包括mcu。本实施例中的控制模块101基于瑞萨rx系列mcu制作，控制模块101的型号wtyet1001*。
32.在一个实施例中，焊接电流检测装置还包括摆动信号中断输入模块，摆动信号中断输入模块由隔离放大电路和mcu的中断功能构成。当摆动信号发生变化时，mcu产生一次中断，参见图2所示，焊接设备产生的摆动信号的上升沿和下降沿均会使mcu产生中断，当摆动信号每经历两次从下降沿到上升沿的变化时，摆动周期的计数增加一个。图2中的摆动周期为两个，分别为第一摆动周期和第二摆动周期，第一摆动周期中，第一时间段内的平均电流为i1，第二时间段内的平均电流为i2，第二摆动周期中，第一时间段内的平均电流为i1’
，第二时间段内的平均电流为i2’
。
33.在本实施例的一种可能的设计中，电流采集模块为通信模块102，通信模块102被配置为将焊接电流传输给控制模块101。在该可能的设计中，焊接电流的传输频率不小于100hz。也就是说，焊接电源每秒至少发送一百次实时电流数据给焊接电流检测装置。
34.需要说明的是，本实施例中的通信模块102可以采用现有的通信模块102，也可以采用自制的电路板。通信模块102的型号为tsm764*。
35.在本实施例的另一种可能的设计中，电流采集模块包括电流互感器103和ad转换器，电流互感器103被配置为将焊接电流转换为直流电压，ad转换器被配置为将直流电压转换为数字信号，并将数字信号输入控制模块101。
36.在该另一种可能的设计中，电流采集模块还包括隔离放大电路，直流电压经过隔离放大电路进入ad转换器，ad转换器将直流电压转换为数字信号，并将数字信号输入控制模块101，控制模块101能够对数字信号进行识别和处理，从而得到焊接电流的数值。
37.本实施例中，电流互感器103为现有技术，其型号为l03s400d15wm。
38.在一个实施例中，控制模块101还被配置为存储摆动周期和平均电流差值形成的二维数组。
39.通过存储摆动周期和平均电流差值形成的二维数组，便于制作以摆动周期为横坐标，以平均电流差值为纵坐标的特性曲线，从而便于直观判断焊接电源输出的焊接电流是否适合电弧传感。
40.具体地，焊枪200对船型焊待焊工件100(焊缝为角焊缝或者v型坡口焊缝)进行焊接，起弧点位置示教准确，结束点位置在水平方向偏离焊缝的距离为l，一般情况下，焊缝越长，l值越大。例如，焊缝的长度为100mm，l取值为5mm，又如，焊缝的长度为500mm，l取值为10mm，观察输出数据(摆动周期和平均电流差值)以及根据数据形成的特性曲线。
41.参见图3所示，以v型坡口焊缝测试为例：
42.焊接开始时，起弧点位置准确，设定焊枪200先向左侧摆动，则左侧命名为摆动一次侧，右侧则命名为摆动二次侧。焊枪200在摆动一次侧和摆动二次侧之间摆动时，焊丝300的干伸长变化一致，两侧平均电流相等，平均电流差值δi为0。
43.参见图4所示，本实施例中，焊接结束点向摆动二次侧沿水平方向偏移l，焊接开始点准确，焊接结束点向摆动二次侧偏移l，实际焊接过程中，焊枪200会逐渐向摆动二次侧偏移，在摆动二次侧，焊丝300的干伸长逐渐变短，电流逐渐变大；在摆动一次侧，焊丝300的干伸长逐渐变长，电流逐渐变小。因此，平均电流的差值δi逐渐变大。
44.采用本实施例提供的焊接电流检测装置对随机选取的焊接电源a和焊接电源b进行测试，以说明焊接电流检测装置的工作原理。
45.其中，在对焊接电源a进行测试的过程中，得到的每个摆动周期对应的平均电流差值参见表1所示，在对焊接电源a进行测试的过程中，得到的每个摆动周期对应的平均电流差值参见表2所示。
46.表1焊接电源a的摆动周期与平均电流差值
[0047][0048][0049]
表2焊接电源b的摆动周期与平均电流差值
[0050][0051][0052]
根据表1中的数据绘制的特性曲线如图5所示，由图5可知，随着摆动周期的增加，
平均电流差值δi有逐渐增大的趋势，因此，可以认为焊接电源a输出的焊接电流适合电弧传感。
[0053]
根据表2中的数据绘制的特性曲线如图6所示，由图6可知，随着摆动周期的增加，平均电流差值δi没有逐渐增大的趋势，因此，可以认为焊接电源b输出的焊接电流不适合电弧传感。
[0054]
在一个实施例中，焊接电流检测装置还包括显示模块104，显示模块104用于显示二维数组以及以摆动周期为横坐标，以平均电流差值为纵坐标的特性曲线。通过设置显示模块104，便于观察数据变化趋势。
[0055]
在一个实施例中，显示模块104为液晶显示屏。
[0056]
在一个实施例中，控制模块101还被配置为向显示模块104发送二维数组。
[0057]
例如，控制模块101通过低成本、高可靠性的串口形式向显示模块104发送二维数组。
[0058]
在一个实施例中，焊接电流检测装置还包括供电模块105，供电模块105用于向电流采集模块、控制模块101和显示模块104供电。
[0059]
本实施例中，供电模块105的型号为tsmp771*。
[0060]
需要说明的是，供电模块105还可以为太阳能电池、锂电池或外接电源。
[0061]
在一个实施例中，参见图1所示，焊接电流检测装置还包括壳体106，电流采集模块和控制模块101均位于壳体106的内部，壳体106设置有接线端子107，用于与焊接电源连接。
[0062]
具体而言，壳体106设置有第一安装位和第二安装位，电流互感器103通过螺栓螺母等紧固件固定安装在第一安装位，控制模块101通过螺栓螺母等紧固件固定安装在第二安装位。
[0063]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。