[发明专利]电阻焊焊机焊接质量在线监控系统

权利要求书

1.电阻焊焊机焊接质量在线监控系统，其特征在于：包括供电模块、数据采集模块、数字处理模块、通讯模块、焊机控制主板和焊机开关；所述供电模块对数据采集模块和数字处理模块供电；所述数据采集模块采集焊接参数，对焊接参数进行模数转换处理，并向所述数字处理模块发送数字信号；所述数字处理模块接收来自数据采集模块的数字信号，根据系统的设定，对电阻焊焊接过程有影响质量的因素量化采样，并对数据进行对比、分析、处理、保存结果、显示控制、对通信接口控制、输入/输出控制；所述通讯模块与数字处理模块用于进行通信，进行规范、指标参数的远程智能设定，对采样数据作进一步分析、处理和结果存储备份，实现数据库管理；所述焊机控制主板向数字处理模块发出采样启动同步信号，实现数据采集模块数据采集同步；所述焊机开关接收来自数字处理模块的焊接异常报警信号，以进行焊接工作启动或停止；

所述数字处理模块包括FPGA、高速缓存、主处理器、显示器、通信接口、通讯电路、输入/输出接口和无线发送端；所述FPGA包括FIFO模块和DSP模块，模数转换器输出的高速数字信号送入到FPGA内部10K深度的FIFO模块和DSP模块，当数据预处理后，再存入到256MB的高速缓存中，高速数据采集时保证采集数据的正确存贮；所述主处理器接收来自FPGA的数字信号，并根据系统的设定进行对比、分析和处理，输出质量判断指数，计算出CPK 值，以实现在线快速判断焊接质量的好坏；所述显示器采用TFT显示器，用于实时对采集数据的作曲线、表格显示、规范设置、存储管理、报警区间设置、曲线报警数据的录入、报警指示和解除、软件版本说明和帮助进行显示；所述通信接口包括RS485接口、CAN接口、RJ45接口、FIDI串口/USB接口，所述RS485接口通过UART芯片与主处理器通信连接，所述CAN接口通过CAN总线与主处理器通信连接，所述RJ45接口通过W5200芯片和SPI与主处理器通信连接，所述FIDI串口/USB接口通过UAR芯片与主处理器通信连接；所述通讯电路包括2路数字输入电路和常开/常闭继电器；所述输入/输出接口包括SDIO接口，SD卡通过SDIO接口与主处理器作数据传输进行采集数据存储。

2.根据权利要求1所述的电阻焊焊机焊接质量在线监控系统，其特征在于：所述供电模块包括直流电源、锂电池组、电池管理模块、变压器、模拟电源和数字电源；所述直流电源向变压器、电池管理模块和锂电池组提供12V供电，当锂电池组缺电的情况下，直流电源可对其充电，电池管理模块对充电的锂电池组进行保护，变压器对12V的直流电源进行降压处理后，使12V的直流电源经变压器后输出的电压变为3.3V 、电流为1A 或输出的电压为5V、电流为1A，输出的电源可用于对数据采集模块进行供电，其经变压器还能输出低纹波正负电压为7V、电流为 600mA的电源对数字处理模块进行供电。

3.根据权利要求1所述的电阻焊焊机焊接质量在线监控系统，其特征在于：所述数据采集模块包括电流传感器、电压传感器、压力传感器、位移传感器、模拟信号调理模块和模数转换器，所述模拟信号调理模块包括限压保护电路、变换电路、滤波电路、积分电路和单转差分电路，电流传感器、电压传感器、压力传感器和位移传感器，各采集焊接参数的速度为133K/秒-250 K/秒，电流传感器对焊接电流进行采集，电压传感器对焊接过程的次级电压进行采集，压力传感器对焊接过程压力进行采集，位移传感器对焊接过程电极头的位移进行采集，其分别形成电流模拟信号、电压模拟信号、压力模拟信号和位移模拟信号后经限压保护电路、变换电路和滤波电路进行限压保护、变换和滤波，电流信号继续经过积分电路进行积分，计算出动态电阻，当电流信号调理到正负10V范围内的低噪声单端传感信号时，经单转差分电路转为抗干扰能力强的差分信号后输入到模数转换器，模数转换器对各差分信号进行模数转换处理，模数转换器为4个独立的16位、转换率最高2兆的模数转换器，以保证电流、电压、压力、位移传感信号在同一时刻得以同步及精度高。