本發(fā)明總體來(lái)說(shuō)涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種能準(zhǔn)確檢測(cè)焊絲使用量和剩余量的焊絲使用量和剩余量的檢測(cè)機(jī)構(gòu)及焊接裝置。

背景技術(shù)：

熔化極氣體保護(hù)焊是利用焊絲與工件間產(chǎn)生的電弧作熱源將金屬熔化的焊接方法。焊接過(guò)程中，電弧熔化焊絲和母材形成的熔池及焊接區(qū)域在惰性氣體或活性氣體的保護(hù)下，可以有效地阻止周圍環(huán)境空氣的有害作用。手工移動(dòng)焊槍、焊絲由送絲機(jī)送進(jìn)的稱為半自動(dòng)熔化極氣體保護(hù)焊，自動(dòng)化控制地移動(dòng)焊槍，稱為自動(dòng)熔化極氣體保護(hù)焊。

在熔化極氣體保護(hù)焊場(chǎng)合，送絲電機(jī)帶動(dòng)托架上的送絲輪將焊絲向固定方向輸送，焊絲經(jīng)過(guò)導(dǎo)電的托架部分和焊槍，在焊機(jī)的輸出能量作用下融化在母材上而實(shí)現(xiàn)熔化極氣體保護(hù)焊。

隨著當(dāng)前工業(yè)的發(fā)展，很多客戶對(duì)焊接品質(zhì)和焊接效率越來(lái)越在意。而以往的焊接設(shè)備，不具備焊絲余量檢測(cè)和報(bào)警提示，以及焊材使用數(shù)據(jù)的管理和記錄，在很多長(zhǎng)焊縫工件焊接和對(duì)焊接接頭很敏感的焊接工件施工過(guò)程中，往往因?yàn)楹附z突然使用完畢而帶來(lái)很多麻煩甚至是形成焊接缺陷。

在以往焊接作業(yè)中，一般場(chǎng)合均沒(méi)有焊絲用盡警告，或者有些只有機(jī)械式感應(yīng)及普通光傳感感應(yīng)的焊絲用盡報(bào)警。這些系統(tǒng)只能簡(jiǎn)單起到警告作用，提示作業(yè)者更換焊絲。

再一方面，由于焊絲一般是多圈纏繞于焊絲盤或者焊絲桶，在使用中，焊絲送出時(shí)，焊絲存儲(chǔ)裝置的變化并不是明確的線性變化，以現(xiàn)有傳感器檢測(cè)方法，很難直觀準(zhǔn)確的檢測(cè)焊絲使用量及剩余量。

在所述背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本發(fā)明的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在具體實(shí)施方式部分中進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。

本發(fā)明的一個(gè)主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的至少一種缺陷，提供一種準(zhǔn)確檢測(cè)焊絲使用量和剩余量的焊絲使用量和剩余量的檢測(cè)機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明的另一個(gè)主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的至少一種缺陷，提供一種準(zhǔn)確檢測(cè)焊絲使用量和剩余量的焊絲使用量和剩余量的檢測(cè)機(jī)構(gòu)。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種焊絲使用量和剩余量的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，應(yīng)用于焊接裝置，所述焊接裝置具有至少一焊絲存儲(chǔ)裝置，焊絲在所述存儲(chǔ)裝置中具有存儲(chǔ)厚度，所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括第一傳感器、數(shù)據(jù)處理器及至少一輸出設(shè)備；所述第一傳感器對(duì)應(yīng)所述焊絲存儲(chǔ)裝置設(shè)置，所述第一傳感器檢測(cè)所述焊絲存儲(chǔ)裝置內(nèi)的焊絲存儲(chǔ)厚度；所述數(shù)據(jù)處理器信號(hào)連接所述第一傳感器，所述數(shù)據(jù)處理器接收所述第一傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)所述焊絲存儲(chǔ)厚度計(jì)算得出焊絲使用量及剩余量；所述數(shù)據(jù)處理器的計(jì)算結(jié)果經(jīng)所述輸出設(shè)備輸出。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中另具有一調(diào)理濾波電路，連接于所述第一傳感器與所述數(shù)據(jù)處理器之間，所述第一傳感器的檢測(cè)信號(hào)經(jīng)所述調(diào)理濾波電路進(jìn)行采樣及信號(hào)調(diào)理傳送至所述數(shù)據(jù)處理器。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，另具有一信號(hào)隔離及轉(zhuǎn)換器，連接于所述調(diào)理濾波電路與所述數(shù)據(jù)處理器之間，所述第一傳感器的檢測(cè)信號(hào)經(jīng)所述采樣及信號(hào)調(diào)理后，再經(jīng)所述信號(hào)隔離及轉(zhuǎn)換進(jìn)行信號(hào)隔離及轉(zhuǎn)換后傳送至所述數(shù)據(jù)處理器。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述焊絲存儲(chǔ)裝置為焊絲盤，所述焊絲盤在周向卷繞存儲(chǔ)多層焊絲，所述第一傳感器對(duì)應(yīng)檢測(cè)所述焊絲盤徑向的焊絲厚度。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述焊絲盤具有旋轉(zhuǎn)軸，焊絲供應(yīng)時(shí)對(duì)應(yīng)帶動(dòng)該旋轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)；所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)具有一第二傳感器，所述第二傳感器檢測(cè)所述旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，所述第二傳感器信號(hào)連接所述數(shù)據(jù)處理器，所述數(shù)據(jù)處理器根據(jù)所述第一傳感器的厚度數(shù)據(jù)以及所述第二傳感器的速度數(shù)據(jù)得出焊絲實(shí)際使用速度，從而得出焊絲精確使用量及剩余量。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述焊絲存儲(chǔ)裝置為焊絲桶，所述焊絲桶在軸向卷繞存儲(chǔ)多層焊絲，所述第一傳感器對(duì)應(yīng)檢測(cè)所述焊絲桶軸向的焊絲厚度。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，另有一輸出滾輪，焊絲供應(yīng)時(shí)對(duì)應(yīng)帶動(dòng)該輸出滾輪同步旋轉(zhuǎn)；所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)具有一第三傳感器，所述第三傳感器檢測(cè)所述輸出滾輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，所述第三傳感器信號(hào)連接所述數(shù)據(jù)處理器，所述數(shù)據(jù)處理器根據(jù)所述第三傳感器的速度數(shù)據(jù)以及所述第一傳感器的厚度數(shù)據(jù)，計(jì)算得出焊絲精確使用量及剩余量。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，另具有一速度傳感器，對(duì)應(yīng)輸出的焊絲或旋轉(zhuǎn)送絲的所述焊絲存儲(chǔ)裝置設(shè)置，以檢測(cè)所述焊絲送出速度。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述數(shù)據(jù)處理器前端還具有信號(hào)處理機(jī)構(gòu)，所述信號(hào)處理機(jī)構(gòu)具有：

處理模擬信號(hào)的調(diào)理濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器及信號(hào)隔離模塊；傳感器的模擬信號(hào)經(jīng)所述調(diào)理濾波電路后至A/D轉(zhuǎn)換器，所述A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)信號(hào)隔離模塊進(jìn)行信號(hào)隔離后送于所述數(shù)據(jù)服務(wù)器；以及/或者

處理數(shù)字信號(hào)的濾波電路及信號(hào)隔離模塊；傳感器的數(shù)字信號(hào)經(jīng)所述濾波電路后，至所述信號(hào)隔離模塊進(jìn)行信號(hào)隔離，再送至所述數(shù)據(jù)處理器。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述輸出設(shè)備為報(bào)警提示器、顯示裝置、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及/或遠(yuǎn)程服務(wù)器。

另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種焊接裝置，其具有如前所述的焊絲使用量和剩余量的檢測(cè)機(jī)構(gòu)。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明實(shí)施例的焊絲使用量和剩余量的檢測(cè)機(jī)構(gòu)及焊接裝置的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

可以利用測(cè)得的準(zhǔn)確使用量對(duì)焊絲的剩余量進(jìn)行計(jì)算，并顯示在顯示單元，還可選擇將計(jì)算結(jié)果與數(shù)據(jù)處理器的數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)定的報(bào)警值進(jìn)行對(duì)比，并在焊絲用盡前發(fā)出警告。如果所剩焊絲不滿足一道焊縫焊絲消耗量時(shí)，即便焊工按下焊槍開關(guān)進(jìn)行焊接作業(yè)，焊機(jī)也不會(huì)進(jìn)行動(dòng)作，同時(shí)還會(huì)發(fā)出警告提示作業(yè)者并通過(guò)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)通知后臺(tái)服務(wù)器。

所有上述信息均可通過(guò)數(shù)據(jù)處理器處理后，傳遞給遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，及數(shù)據(jù)處理器或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。后臺(tái)工藝管理人員和焊材管理人員可方便、直觀的通過(guò)遠(yuǎn)程服務(wù)器電腦了解現(xiàn)場(chǎng)施工狀態(tài)，明確知曉所用焊材的使用量及庫(kù)存量的變化，及時(shí)為作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)提供焊材。上述功能的實(shí)現(xiàn)，可極大提高現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)效率，還可提高材料利用率和材料管理效率。

附圖說(shuō)明

通過(guò)結(jié)合附圖考慮以下對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的各種目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見。附圖僅為本發(fā)明的示范性圖解，并非一定是按比例繪制。在附圖中，同樣的附圖標(biāo)記始終表示相同或類似的部件。其中：

圖1是根據(jù)一示例性實(shí)施方式示出的一種焊絲使用量和剩余量的檢測(cè)機(jī)構(gòu)的架構(gòu)示意圖。

圖2是根據(jù)另一示例性實(shí)施方式示出的一種焊絲使用量和剩余量的檢測(cè)機(jī)構(gòu)的架構(gòu)示意圖。

圖3是根據(jù)又一示例性實(shí)施方式示出的一種焊絲使用量和剩余量的檢測(cè)機(jī)構(gòu)的架構(gòu)示意圖。

圖4是根據(jù)一示例性實(shí)施方式示出的檢測(cè)機(jī)構(gòu)的傳感器至數(shù)據(jù)處理器之間的信號(hào)處理機(jī)構(gòu)的架構(gòu)示意圖。

圖5是根據(jù)一示例性實(shí)施方式示出的檢測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于焊絲盤的軸向所視布置示意圖。

圖6是根據(jù)一示例性實(shí)施方式示出的檢測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于焊絲盤的徑向所視布置示意圖。

圖7是根據(jù)一示例性實(shí)施方式示出的檢測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于焊絲桶的側(cè)向所視布置示意圖。

其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下：

1、焊接裝置；11、焊絲存儲(chǔ)裝置；21、第一傳感器；22、第二傳感器；23、第三傳感器；24、調(diào)理濾波電路；25、A/D轉(zhuǎn)換器；26、信號(hào)隔離模塊；27、濾波電路；3、數(shù)據(jù)處理器；4、輸出設(shè)備；5、焊絲盤；51、旋轉(zhuǎn)軸；52、焊絲；6、機(jī)殼；7、焊絲桶；71、表面壓板。

具體實(shí)施方式

所描述的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任何合適的方式結(jié)合在一個(gè)或更多實(shí)施方式中。在下面的描述中，提供許多具體細(xì)節(jié)從而給出對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的充分理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，可以實(shí)踐本發(fā)明的技術(shù)方案而沒(méi)有所述特定細(xì)節(jié)中的一個(gè)或更多，或者可以采用其它的方法、組件、材料等。在其它情況下，不詳細(xì)示出或描述公知結(jié)構(gòu)、材料或者操作以避免模糊本發(fā)明的各方面。

第一實(shí)施例

圖1是根據(jù)一示例性實(shí)施方式示出的一種焊絲使用量和剩余量的檢測(cè)機(jī)構(gòu)的架構(gòu)示意圖。

如圖所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種焊絲使用量和剩余量的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，應(yīng)用于焊接裝置1，焊接裝置1包括至少一焊絲存儲(chǔ)裝置11，焊絲在存儲(chǔ)裝置11中一般具有存儲(chǔ)厚度。焊絲存儲(chǔ)裝置11可為焊絲盤、焊絲桶等樣式。焊絲盤一般是具有旋轉(zhuǎn)軸的盤體，焊絲在焊絲盤外周面上由內(nèi)向外纏繞多層，每層上一般又具有多圈焊絲。使用中，焊絲盤繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，焊絲一圈圈放出，一層焊絲用完后再使用下一層焊絲，焊絲使用會(huì)使焊絲盤徑向上焊絲厚度不斷變小。焊絲桶一般是中部空出的圓桶形空間，焊絲在焊絲桶圓環(huán)形空間環(huán)繞放置多層，每層上一般又具有多圈焊絲。使用中，焊絲不斷取出，焊絲一圈圈抽出，一層焊絲用完后再使用下一層焊絲，焊絲使用會(huì)使焊絲桶軸向上焊絲厚度不斷變小。

本發(fā)明實(shí)施例中檢測(cè)機(jī)構(gòu)主要包括第一傳感器21、數(shù)據(jù)處理器3及至少一輸出設(shè)備4。

第一傳感器21可對(duì)應(yīng)焊絲存儲(chǔ)裝置11的焊絲存儲(chǔ)空間設(shè)置，第一傳感器21選擇是對(duì)齊測(cè)量焊絲存儲(chǔ)厚度方向的尺寸，以便于第一傳感器21可檢測(cè)焊絲存儲(chǔ)空間內(nèi)的焊絲存儲(chǔ)厚度變化。第一傳感器21可選擇使用高精度光學(xué)傳感器、聲學(xué)傳感器、反射式光柵計(jì)數(shù)器測(cè)量傳感器?？梢赃x擇是模擬信號(hào)傳感器，也可以是數(shù)字信號(hào)傳感器。

數(shù)據(jù)處理器3信號(hào)連接第一傳感器21，數(shù)據(jù)處理器3用于接收第一傳感器21的檢測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)焊絲存儲(chǔ)厚度計(jì)算得出焊絲使用量及剩余量。數(shù)據(jù)處理器3的計(jì)算結(jié)果可經(jīng)輸出設(shè)備4輸出。輸出設(shè)備4可選擇包括報(bào)警提示器、顯示裝置、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及/或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)，以便于進(jìn)行精確及智能化管理依據(jù)。輸出設(shè)備4可選擇各種數(shù)據(jù)加工或應(yīng)用裝置，在此不做特別限制。

以此，可以利用測(cè)得的準(zhǔn)確使用量對(duì)焊絲的剩余量進(jìn)行計(jì)算，并顯示在顯示單元，還可選擇將計(jì)算結(jié)果與數(shù)據(jù)處理器3的數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)定的報(bào)警值進(jìn)行對(duì)比，并在焊絲用盡前發(fā)出警告。如果所剩焊絲不滿足一道焊縫焊絲消耗量時(shí)，即便焊工按下焊槍開關(guān)進(jìn)行焊接作業(yè)，焊機(jī)也不會(huì)進(jìn)行動(dòng)作，同時(shí)還會(huì)發(fā)出警告提示作業(yè)者并通過(guò)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)通知后臺(tái)服務(wù)器。

所有上述信息均可通過(guò)數(shù)據(jù)處理器3處理后，傳遞給遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，及數(shù)據(jù)處理器3或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。后臺(tái)工藝管理人員和焊材管理人員可方便、直觀的通過(guò)遠(yuǎn)程服務(wù)器電腦了解現(xiàn)場(chǎng)施工狀態(tài)，明確知曉所用焊材的使用量及庫(kù)存量的變化，及時(shí)為作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)提供焊材。上述功能的實(shí)現(xiàn)，可極大提高現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)效率，還可提高材料利用率和材料管理效率。

第二實(shí)施例

圖2是根據(jù)另一示例性實(shí)施方式示出的一種焊絲使用量和剩余量的檢測(cè)機(jī)構(gòu)的架構(gòu)示意圖。

如圖所示，該實(shí)施例中與前述實(shí)施例的區(qū)別在于，除具有檢測(cè)焊絲存儲(chǔ)厚度第一傳感器21，還具有一第二傳感器22，第二傳感器22可對(duì)應(yīng)焊絲存儲(chǔ)裝置11的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行設(shè)置，這里焊絲存儲(chǔ)裝置11例如是焊絲盤。

焊絲盤可在周向卷繞存儲(chǔ)多層焊絲，第一傳感器21對(duì)應(yīng)檢測(cè)焊絲盤徑向的焊絲厚度。焊絲盤具有旋轉(zhuǎn)軸，焊絲供應(yīng)時(shí)對(duì)應(yīng)帶動(dòng)該旋轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)。第二傳感器22對(duì)應(yīng)該旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置，用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，第二傳感器22同時(shí)信號(hào)連接數(shù)據(jù)處理器3，數(shù)據(jù)處理器3根據(jù)第一傳感器21的厚度數(shù)據(jù)以及第二傳感器22的速度數(shù)據(jù)可精確得出焊絲實(shí)際使用速度，從而得出焊絲精確使用量及剩余量。兩個(gè)傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)可互為補(bǔ)充，相互校正以提高準(zhǔn)確率。并且，由于焊絲在一層上有平行的多圈，若僅以第一傳感器21檢測(cè)厚度變化，其精度單位只能達(dá)到這一層焊絲，但如果處理器也能獲得焊絲盤旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，則可以對(duì)每圈焊絲的使用情況進(jìn)行計(jì)數(shù)，而且，如果匯總半徑信息后，便可以計(jì)算得到實(shí)時(shí)的最高精度焊絲使用量和剩余量推算數(shù)據(jù)。

圖5是根據(jù)一示例性實(shí)施方式示出的檢測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于焊絲盤的軸向所視原理示意圖。圖6是根據(jù)一示例性實(shí)施方式示出的檢測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于焊絲盤的徑向所視原理示意圖。

如圖所示，是第一傳感器21與第二傳感器22具體應(yīng)用于一種焊絲盤5的示意。焊絲盤5具有如下幾個(gè)尺寸數(shù)值，空盤時(shí)的焊絲盤5軸外徑尺寸R1(見圖5)，滿盤焊絲52的焊絲厚度值R2，焊絲盤5寬度L3(見圖6)。

舉例來(lái)講，第一傳感器21可為非接觸式位移傳感器(光學(xué)感應(yīng)或者聲學(xué)感應(yīng))測(cè)量的滿盤焊絲52表面距離第一傳感器21的距離為L(zhǎng)2，第一傳感器21測(cè)量的空焊絲盤5表面距離第一傳感器21的距離為L(zhǎng)1。L1可選擇為焊絲52使用完畢后的極限報(bào)警距離，此距離也可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行人為設(shè)定。

在焊接過(guò)程中，第一傳感器21始終進(jìn)行焊絲52厚度L2的測(cè)量,并將此數(shù)值轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)或者模擬信號(hào)傳遞給信號(hào)采樣模塊，信號(hào)采樣模塊將此信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，經(jīng)過(guò)調(diào)理的信號(hào)需經(jīng)數(shù)字信號(hào)隔離裝置進(jìn)行隔離后再傳遞給數(shù)據(jù)處理器3進(jìn)行差值ΔL的計(jì)算。

因焊絲52是以圓形盤繞在焊絲盤5上，故每一層焊絲的消耗，均能由第一傳感器21測(cè)量并傳遞給數(shù)據(jù)處理器3。例如，設(shè)定焊絲52直徑為φmm，焊絲盤5橫截面寬度為L(zhǎng)3，L3/φ就可得出焊絲52在這一層盤繞了多少圈，因?yàn)榭稍O(shè)定并計(jì)算出當(dāng)前焊絲52相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸51圓心的半徑值R1+R2，故若使用了一層焊絲便相當(dāng)于使用了多少米焊絲(設(shè)為S)，便可以通過(guò)如下公式計(jì)算出來(lái)：

S＝2*π*(R1+R2)*L3/φ/1000(單位米)

一種實(shí)施方式中，可根據(jù)使用量數(shù)據(jù)的累加與該焊絲盤的總長(zhǎng)數(shù)據(jù)相減得出焊絲剩余量。

還可選擇另一實(shí)施方式，比如：根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)，計(jì)算到焊絲使用長(zhǎng)度S，以焊絲直徑φ為參數(shù)，根據(jù)已知并設(shè)定好焊絲材質(zhì)的密度ρ，數(shù)據(jù)處理器3就可以計(jì)算出焊絲使用的重量W，其計(jì)算公式如下：

W＝S*π*(φ/2)2*ρ

計(jì)算出了已經(jīng)使用焊絲的重量，在已知滿盤焊絲重量并將其設(shè)定在系統(tǒng)中時(shí)，就可計(jì)算出剩余焊絲重量W1。

然而，上述計(jì)算是針對(duì)一層焊絲進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的，如果涉及到某一層焊絲使用了多少圈，某一圈焊絲使用了幾分之一圈的長(zhǎng)度，則可以通過(guò)安裝在機(jī)殼6上的第二傳感器22來(lái)實(shí)現(xiàn)，本實(shí)施例中第二傳感器選擇為反射式光柵計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)。

如圖5、圖6所示，反射式光柵計(jì)數(shù)器可固定在機(jī)殼6上，反光板或者反光紙安裝在可轉(zhuǎn)動(dòng)的焊絲盤5的旋轉(zhuǎn)軸51上。在實(shí)例中，旋轉(zhuǎn)軸51上安裝了4個(gè)等角度分布的反光板或反光紙，旋轉(zhuǎn)軸51轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，反射式光柵計(jì)數(shù)器會(huì)發(fā)射四個(gè)脈沖給信號(hào)采集單元，信號(hào)采集單元將信號(hào)濾波調(diào)理并經(jīng)過(guò)磁隔離后在傳輸給數(shù)據(jù)處理器3進(jìn)行圈數(shù)的計(jì)數(shù)。

本實(shí)施例中，因?yàn)榘惭b四個(gè)反光板或者反光紙，只要得到一個(gè)脈沖，就可算作焊絲盤轉(zhuǎn)動(dòng)了四分之一圈，也就代表焊絲使用了四分之一圈長(zhǎng)度，測(cè)量精度也為四分之一圈長(zhǎng)度。

綜合上述測(cè)試方法和算法，也可以通過(guò)等角度安裝更多個(gè)反光板或者反光紙精確測(cè)量到幾分之一圈的焊絲長(zhǎng)度。

上述信息W、W1、S、圈數(shù)的計(jì)算以及用盡報(bào)警標(biāo)識(shí)等對(duì)焊機(jī)使用者有意義的信息均可選擇在通過(guò)輸出設(shè)備4顯示在顯示單元。

第三實(shí)施例

圖3是根據(jù)又一示例性實(shí)施方式示出的一種焊絲使用量和剩余量的檢測(cè)機(jī)構(gòu)的架構(gòu)示意圖。

如圖所示，該實(shí)施例中與前述實(shí)施例的區(qū)別在于，除具有檢測(cè)焊絲存儲(chǔ)厚度第一傳感器21，還具有第三傳感器23，第三傳感器23可用于檢測(cè)焊絲輸出的線速度。

圖7是根據(jù)一示例性實(shí)施方式示出的檢測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于焊絲桶的側(cè)向所視布置示意圖。如圖所示，本實(shí)施例中，焊絲存儲(chǔ)裝置11可為焊絲桶7，焊絲桶7在軸向可卷繞存儲(chǔ)多層焊絲，第一傳感器21對(duì)應(yīng)檢測(cè)焊絲桶7軸向的焊絲厚度。另還可配置有一輸出滾輪(未示出)，輸出滾輪受焊絲送絲而從動(dòng)，焊絲供應(yīng)時(shí)對(duì)應(yīng)帶動(dòng)該輸出滾輪同步旋轉(zhuǎn)；檢測(cè)機(jī)構(gòu)具有一第三傳感器23，第三傳感器23檢測(cè)輸出滾輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，第三傳感器23信號(hào)連接數(shù)據(jù)處理器3，數(shù)據(jù)處理器3根據(jù)第三傳感器23的速度數(shù)據(jù)以及第一傳感器21的厚度數(shù)據(jù)，計(jì)算得出焊絲精確使用量及剩余量。第三傳感器23可以是連接在輸出滾輪軸上的編碼器，也可以是一個(gè)測(cè)速傳感器。

數(shù)據(jù)處理器3可根據(jù)第一傳感器21的厚度數(shù)據(jù)以及第三傳感器23的線性速度數(shù)據(jù)可精確得出焊絲實(shí)際使用速度，從而得出焊絲精確使用量及剩余量。兩個(gè)傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)可互為補(bǔ)充，相互校正以提高準(zhǔn)確率。并且，由于焊絲在一層上有多圈，若僅以第一傳感器21檢測(cè)厚度變化，其精度單位只能達(dá)到這一層焊絲，但如果處理器也能獲得焊絲送絲的線性速度，便可以計(jì)算得到實(shí)時(shí)的最高精度焊絲使用量和剩余量數(shù)據(jù)。

具體如圖所示，焊絲桶7具有如下幾個(gè)尺寸數(shù)值，焊絲桶7的桶軸外徑尺寸R1，焊絲桶7的桶壁距離圓心的半徑尺寸R2，兩者之間的差值L3。

第一傳感器21(可包括磁場(chǎng)感應(yīng)、光學(xué)感應(yīng)或者聲學(xué)感應(yīng))測(cè)量的滿桶焊絲表面壓板71距離第一傳感器21的距離為L(zhǎng)2，第一傳感器21測(cè)量的空桶表面壓板71距離第一傳感器21的距離為L(zhǎng)1。L1可選擇為焊絲使用完畢后的極限報(bào)警距離，此距離也可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行人為設(shè)定。

在焊接過(guò)程中，第一傳感器21始終進(jìn)行焊絲厚度L2的測(cè)量,并將此數(shù)值轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)或者模擬信號(hào)傳遞給信號(hào)采樣模塊，信號(hào)采樣模塊將此信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，經(jīng)過(guò)調(diào)理的信號(hào)需經(jīng)數(shù)字信號(hào)隔離裝置進(jìn)行隔離后再傳遞給數(shù)據(jù)處理器3進(jìn)行差值ΔL的計(jì)算。

因焊絲是以圓形盤繞在焊絲桶內(nèi)，故每一層焊絲的消耗，均能由第一傳感器21測(cè)量并傳遞給數(shù)據(jù)處理器3。例如，設(shè)定焊絲平均直徑為φmm，每層焊絲長(zhǎng)度可以統(tǒng)計(jì)得出。因?yàn)橐阎猂1、R2并可計(jì)算出L3，故設(shè)定消耗的這一層焊絲圈數(shù)為N，則N＝L3/φ。有了上述參數(shù)，便就可計(jì)算出在這一層使用了多少米焊絲(設(shè)為S)。即可以通過(guò)如下公式計(jì)算出來(lái)：

S＝【2*π*R2+2*π*(R2-φ)+2*π*(R2-2φ)+……+2*π*R1】/1000(單位米)

有了使用長(zhǎng)度S，焊絲直徑φ，根據(jù)已知并設(shè)定好焊絲材質(zhì)的密度ρ時(shí)，數(shù)據(jù)處理器3就可以計(jì)算出焊絲使用的重量W，其計(jì)算公式如下：

W＝S*π*(φ/2)2*ρ

計(jì)算出了已經(jīng)使用焊絲的重量，在已知滿桶焊絲重量并將其設(shè)定在系統(tǒng)中時(shí)，就可計(jì)算出剩余焊絲重量W1。

上述信息W、W1、S以及用盡報(bào)警標(biāo)識(shí)等對(duì)焊機(jī)使用者有意義的信息均可通過(guò)輸出設(shè)備4顯示在顯示單元。

本實(shí)施例中雖未示出第三傳感器23，應(yīng)該理解的是，上述第一傳感器21的設(shè)置可以與第三傳感器23配合使用，以提高檢測(cè)精度。并且，第一、第二、第三傳感器也可以同時(shí)組合使用，以達(dá)最高精度的測(cè)量。

一實(shí)施例中，第三傳感器23也可以與第一傳感器21集成為一體，比如針對(duì)焊絲盤5的應(yīng)用中，可以利用第三傳感器23遠(yuǎn)程檢測(cè)焊絲盤5外周面或指定位置的移動(dòng)速度，以此得出實(shí)時(shí)的送絲線性速度，從而可與厚度數(shù)據(jù)共同來(lái)計(jì)算精確的焊絲使用量及剩余量。

信號(hào)處理實(shí)施例

圖4是根據(jù)一示例性實(shí)施方式示出的檢測(cè)機(jī)構(gòu)的傳感器至數(shù)據(jù)處理器之間的信號(hào)處理機(jī)構(gòu)的架構(gòu)示意圖。

如圖所示，另具有一信號(hào)處理機(jī)構(gòu)，連接于各傳感器與數(shù)據(jù)處理器3之間，傳感器的檢測(cè)信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理機(jī)構(gòu)進(jìn)行采樣及信號(hào)調(diào)理傳送至數(shù)據(jù)處理器3。

針對(duì)模擬信號(hào)傳感器，可選擇經(jīng)調(diào)理濾波電路24進(jìn)行信號(hào)調(diào)理與濾波，再到A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，最后經(jīng)信號(hào)隔離模塊26進(jìn)行信號(hào)隔離后，送至數(shù)據(jù)處理器3。若針對(duì)數(shù)字信號(hào)傳感器，可選擇經(jīng)濾波電路27到信號(hào)隔離模塊26進(jìn)行信號(hào)隔離后，送至數(shù)據(jù)處理器3。信號(hào)隔離模塊26可選擇為光電隔離、磁隔離或電容隔離。

一具體的實(shí)施例中，涉及到一種高速多路模擬測(cè)量方法。此方法是將模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器(調(diào)理濾波電路24)進(jìn)行信號(hào)濾波和幅度調(diào)整后，輸入給AD7266模擬信號(hào)采集芯片(A/D轉(zhuǎn)換器25)。AD7266芯片具有12通道(差分信號(hào)為6通道)的模擬信號(hào)輸入引腳，采樣精度為12位，經(jīng)過(guò)其處理后，可將采集到的模擬信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的串行數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到2Mbit/S。由于采用了新型高集成度芯片，此電路比以往傳統(tǒng)采集電路，可大大減少模擬運(yùn)放的使用數(shù)量。由于采用了串行數(shù)據(jù)流進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，還可大大節(jié)省MCU或者數(shù)據(jù)處理器3的硬件引腳使用數(shù)量，降低硬件使用成本。軟件上，無(wú)需編寫復(fù)雜的模擬采樣程序軟件，只需要編寫簡(jiǎn)單的串口數(shù)據(jù)處理軟件即可實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的高速處理，極大減輕了軟件人員的編程工作量，提高了產(chǎn)品開發(fā)效率。

為了對(duì)MCU或者數(shù)據(jù)處理器3進(jìn)行防高頻、防靜電保護(hù)，信號(hào)隔離模塊26可選擇使用具有iCoupler技術(shù)的高速磁隔離數(shù)字信號(hào)隔離芯片。此信號(hào)隔離模塊26可抗100kV/μs的工模電壓干擾，可承受最高15kV的ESD靜電沖擊，數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)150Mbit/S，且集成度非常高。此隔離電路較傳統(tǒng)光耦隔離電路具有以下優(yōu)勢(shì)，第一，使用器件少，芯片集成度高。單芯片最高可集成6通道，極大節(jié)省硬件使用量，可有效降低材料使用成本和材料使用種類。第二，數(shù)據(jù)傳輸速率高，耐高溫。傳統(tǒng)高速光耦最高只能達(dá)到幾十Mbit/S的傳輸速率，且隨著使用溫度的變化，其對(duì)信號(hào)的傳輸特性也會(huì)發(fā)生變化，不利于高速和工業(yè)場(chǎng)合使用。第三，抗干擾能力全面優(yōu)于光耦。

利用上述實(shí)施例，可以利用測(cè)得的準(zhǔn)確使用量對(duì)焊絲的剩余量進(jìn)行計(jì)算，并顯示在顯示單元，還可選擇將計(jì)算結(jié)果與數(shù)據(jù)處理器3的數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)定的報(bào)警值進(jìn)行對(duì)比，并在焊絲用盡前發(fā)出警告。如果所剩焊絲不滿足一道焊縫焊絲消耗量時(shí)，即便焊工按下焊槍開關(guān)進(jìn)行焊接作業(yè)，焊機(jī)也不會(huì)進(jìn)行動(dòng)作，同時(shí)還會(huì)發(fā)出警告提示作業(yè)者并通過(guò)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)通知后臺(tái)服務(wù)器。

所有上述信息均可通過(guò)數(shù)據(jù)處理器3處理后，傳遞給遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，及數(shù)據(jù)處理器3或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。后臺(tái)工藝管理人員和焊材管理人員可方便、直觀的通過(guò)遠(yuǎn)程服務(wù)器電腦了解現(xiàn)場(chǎng)施工狀態(tài)，明確知曉所用焊材的使用量及庫(kù)存量的變化，及時(shí)為作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)提供焊材。上述功能的實(shí)現(xiàn)，可極大提高現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)效率，還可提高材料利用率和材料管理效率。

應(yīng)可理解的是，本發(fā)明不將其應(yīng)用限制到本文提出的部件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和布置方式。本發(fā)明能夠具有其他實(shí)施例，并且能夠以多種方式實(shí)現(xiàn)并且執(zhí)行。前述變形形式和修改形式落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。應(yīng)可理解的是，本文公開和限定的本發(fā)明延伸到文中和/或附圖中提到或明顯的兩個(gè)或兩個(gè)以上單獨(dú)特征的所有可替代組合。所有這些不同的組合構(gòu)成本發(fā)明的多個(gè)可替代方面。本文所述的實(shí)施例說(shuō)明了已知用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式，并且將使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠利用本發(fā)明。

當(dāng)介紹本發(fā)明或其優(yōu)選實(shí)施例的元件時(shí)，術(shù)語(yǔ)“一”、“一個(gè)”、“該”和“所述”等意圖表示存在一個(gè)或多個(gè)元件。術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”和“具有”等被定義為包含性的并且表示可能具有除了列出元件之外的其他元件。

因?yàn)榭稍谏鲜鰳?gòu)造和方法中作出各種變化而不脫離本發(fā)明的范圍，上述說(shuō)明和附圖所示的所有內(nèi)容應(yīng)被解釋為示例性的而非限制性的。