技术领域
[0001] 本
发明属于焊接技术领域，尤其涉及一种焊接翻转上料机构及其锂电池焊接设备。
背景技术
[0002] 焊接也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接
合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。焊接通过下列三种途径达成接合的目的：
熔焊——加热欲接合之
工件使之局部
熔化形成熔池，熔池冷却
凝固后便接合，必要时可加入熔填物辅助，它是适合各种金属和合金的焊接加工，不需压
力。压焊——焊接过程必须
对焊件施加压力，属于各种金属材料和部分金属材料的加工。钎焊——采用比
母材熔点低的金属材料做钎料，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材互相扩散实现链接焊件。适合于各种材料的焊接加工，也适合于不同金属或异类材料的焊接加工。现代焊接的
能量来源有很多种，包括气体焰、
电弧、激光、
电子束、摩擦和
超声波等。除了在工厂中使用外，焊接还可以在多种环境下进行，如野外、
水下和太空。无论在何处，焊接都可能给操作者带来危险，所以在进行焊接时必须采取适当的防护措施。焊接给人体可能造成的伤害包括烧伤、触电、视力损害、吸入有毒气体、紫外线照射过度等。然而，现有焊接设备缺乏网络
大数据的智能适配和
支撑引导，焊接效率低；同时，在实际焊接的过程中有很多焊接工况参数都会对最后的焊接结果有一定的随机的影响，现有焊接不能对焊接参数进行综合分析，导致焊接过程
质量差。
[0004] 现有焊接设备缺乏网络大数据的智能适配和支撑引导，焊接效率低；同时，在实际焊接的过程中有很多焊接工况参数都会对最后的焊接结果有一定的随机的影响，现有焊接不能对焊接参数进行综合分析，导致焊接过程质量差。
发明内容
[0005] 针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种焊接翻转上料机构及其锂电池焊接设备。
[0006] 本发明是这样实现的，一种焊接翻转上料机构及其锂电池焊接设备包括：
[0007] 供电系统、
角度采集系统、
温度采集系统、主控系统、翻转系统、调控系统、焊接系统、
云服务系统、焊接数据分析系统、显示系统。
[0008] 供电系统，与主控系统连接，用于通过锂电池为焊接进行供电。
[0009] 角度采集系统，与主控系统连接，用于通过角度
传感器采集零件翻转角度。
[0010] 温度采集系统，与主控系统连接，用于通过温度传感器采集焊接温度数据。
[0011] 主控系统，与供电系统、角度采集系统、温度采集系统、翻转系统、调控系统、焊接系统、云服务系统、焊接数据分析系统、显示系统连接，用于通过 DSP
控制器控制各个系统正常工作。
[0012] 翻转系统，与主控系统连接，用于通过
电机衔接
转轴对零件进行翻转操作。
[0013] 调控系统，与主控系统连接，用于通过电机调控器调控翻转角度。
[0014] 焊接系统，与主控系统连接，用于通过焊接头对零件进行焊接操作。
[0015] 云服务系统，与主控系统连接，用于通过云
服务器对焊接业务数据进行处理。
[0016] 焊接数据分析系统，与主控系统连接，用于通过分析程序对焊接数据进行分析。
[0017] 显示系统，与主控系统连接，用于通过显示器显示采集的零件翻转角度、焊接温度数据。
[0018] 进一步，所述云服务系统对焊接业务
数据处理方法如下：
[0019] (1)通过主控系统将DSP控制器与云平台服务器通信连接，并向云平台提交焊接业务
请求，所述焊接业务请求中携带请求的DSP控制器设备信息标识。
[0020] (2)所述云平台服务器转发所述业务请求至部署于云平台上的自适应焊接业务处理装置。
[0021] (3)所述自适应焊接智能处理装置的自适应焊接
软件业务处理系统执行请求的焊接逻辑，并通过所述平台服务器再将处理后得到的焊接规则转发回DSP 控制器。
[0022] (4)DSP控制器收到焊接逻辑规则后执行操作，以完成焊接作业，并将执行结果给所述云平台。
[0023] 进一步，所述自适应焊接软件业务处理系统执行焊接逻辑时包括焊接资料监控的步骤，其用于通过监测焊接过程中
电阻值随时间的变化曲线中的CE段的实时电阻来控制焊接质量，包括：
[0024] 由集成在
变压器中
电流传感器测量出次级电流
信号，通过安装在焊钳上下
电极之间的
电压测量传感
电缆测量得到次级电压信号，根据欧姆定律计算出焊接过程中的实时电阻。
[0025] 在恒流的模式下，对某一焊机要进行焊接的金属板材进行焊接，经过检测达到质量标准以后，将焊接过程中监测得到动态电阻曲线作为样本参考曲线存储在控制器中。
[0026] 在实际焊接过程中，以样本参考曲线的参数为
基础，通过监控的实时动态电阻并将其和参考电阻进行比较和计算，求出控制调整量，通过实时调整焊接电流的方式来达到控制焊点质量的目的。
[0027] 进一步，所述自适应焊接软件业务处理系统执行焊接逻辑时还包括焊接能量控制的步骤，其用于在焊接结束前对整个焊接过程的能量进行计算和控制。
[0028] 焊接能量，是指通过焦
耳定律计算得到的焊接能量：
[0029] Q＝I2Rt。
[0030] 其中，Q为产生热量，单位：焦耳，I为焊接电流，单位：安培，R为工件电阻，单位：欧姆，t为通电时间，单位：秒。
[0031] 焊接能量的控制过程包括：在焊接过程中，实时计算、监控焊接能量，当焊接时间未达到标准样品时间而焊接能量明显超过标准样品时，判定焊接异常，终止焊接过程并记录参数或报警，当焊接时间达到标准样品时间而焊接能量明显不足时，延长焊接时间以使得最终的焊接能量与标准样品相匹配。
[0032] 进一步，所述焊接数据分析系统分析方法如下：
[0033] 1)通过焊接检测设备实时采集检测实际焊接过程与时间有关的物理量和焊接过程各个工况参数信息。
[0034] 2)将检测得到的相关物理量和工况参数信息安装行业规定的工程计算方法得到焊接过程中与焊接质量相关的特征量。
[0035] 3)对重量特征量进行在线计算分析，并根据计算结果对焊接过程进行综合定量的评价，并以数据和图形的方式在线显示与焊接物理过程及其质量相关的结果。
[0036] 进一步，所述步骤1)中与时间有关的相关物理量包括焊接过程的能量输入、焊接速度和送丝速度。焊接过程各个工况参数信息包括焊接方法、
焊丝材料类型、焊丝直径和保护气体和用户的非标数据。
[0037] 进一步，所述步骤2)中的重要特征量包括焊接过程线能量、
焊缝金属的熔覆率和焊接过程
稳定性、焊材金属过度的均匀性和
焊接电源对焊接工艺的适应性。
[0038] 进一步，所述焊接过程线能量，其计算分析方法包括根据不同焊接方法的能量输入有效系数η、电弧电压U、焊接电流I和焊接速度v，以及焊接线能量计算公式 计算出线能量Q。
[0039] 所述的焊缝金属熔覆率的计算分析方法包括根据焊接材料的比重D、焊丝直径d和送丝速度V，以及焊缝金属熔覆率的计算公式熔覆率＝D×3.14×(d/20)2×V得到熔覆率。
[0040] 本发明的另一目的在于提供一种焊接翻转上料机构及其锂电池焊接设备的控制方法包括以下步骤：
[0041] 步骤一，通过锂电池为焊接进行供电。通过角度传感器采集零件翻转角度；通过温度传感器采集焊接温度数据。
[0042] 步骤二，通过DSP控制器控制各个系统正常工作。
[0043] 步骤三，通过电机衔接转轴对零件进行翻转操作。通过电机调控器调控翻转角度。通过焊接头对零件进行焊接操作。通过云服务器对焊接业务数据进行处理。通过分析程序对焊接数据进行分析。
[0044] 步骤四，通过显示器显示采集的零件翻转角度、焊接温度数据。
[0045] 进一步，步骤三通过电机调控器调控翻转角度中，具体包括：
[0046] (1)提取翻转信号的高频分量。
[0047] (2)计算高频分量处理量。
[0048] (3)判别翻转类型与翻转选相。
[0049] (4)构造翻转特征。
[0050] (5)根据翻转特征进行翻转判断。
[0051] 只需从转轴的任一时刻中提取翻转信号的高频分量。在构造翻转特征前，计算翻转初始角和过渡电阻，对高频分量处理量按翻转初始角和过渡电阻进行归算，得到归算后的高频分量处理量；并监测保护安装处的初始翻转行波方向。将初始翻转行波方向、归算后的高频分量处理量两者联合构造翻转特征；根据翻转特征，判断翻转所在区域。
[0052] 通过电机调控器调控翻转角度进一步包括：
[0053] 步骤1:从转轴的任一时刻中提取翻转信号的高频分量。
[0054] 步骤2:计算高频分量处理量。
[0055] 步骤3:判别翻转类型与翻转选相。
[0056] 步骤4:计算翻转初始角与过渡电阻。
[0057] 步骤5:对高频分量处理量按翻转初始角和过渡电阻进行归算，得到归算后的高频分量处理量。
[0058] 步骤6:监测保护安装处的初始翻转行波方向。
[0059] 步骤7:将初始翻转行波方向、归算后的高频分量处理量两者联合构造翻转特征。
[0060] 步骤8:根据翻转特征进行翻转判断：判断翻转是发生在被保护的转轴上，还是在被保护的区域上，还是保护区外。
[0061] 高频分量处理量为翻转信号高频分量的能量、或熵、或信号复杂度、或信号奇异度、或模极大值、或李氏指数、或瞬时幅值积分、或瞬时幅值累加和、或瞬时幅值、或奇异值中的一种。
[0062] 本发明的另一目的在于提供一种实现所述焊接翻转上料机构及其锂电池焊接设备的控制方法的信息数据处理终端。
[0063] 本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的焊接翻转上料机构及其锂电池焊接设备的控制方法。
[0064] 本发明的优点及积极效果为：
[0065] 本发明通过云服务系统利用云平台服务器建立大数据存储及智能规则库，采用动态电阻控制的主要理论进行焊接自适应控制，加上优化的焊接过程评估和能量控制思想，对DSP控制的焊接质量进行全方位的指引及过程监控及质量控制，提高焊接效率；同时，通过焊接数据分析系统将焊接工况的各项信息输入并与实际焊接过程的参数集成，实现对不同焊接过程的各类特征量、焊接过程线能量、焊材的熔覆率、焊接过程稳定性等的在线计算和分析，在
人机交互环境下对焊接过程特征量可视、可评、可记、可追溯；实现了对焊接过程不同时段的参数特征量的“自对比”分析和评定；实现了对不同焊接过程差异性的定量“互对比”和评定；定量表达焊接过程出现的“小概率”随机信息及其对应的现象与来源，提供对焊接过程影响的程度以及如何调整(优化)的依据，使以往的小样本抽查的方法提升为焊接全过程信息的整体分析。
[0066] 本发明通过电机调控器调控翻转角度中，进行：(1)提取翻转信号的高频分量。
[0067] (2)计算高频分量处理量。
[0068] (3)判别翻转类型与翻转选相。
[0069] (4)构造翻转特征。
[0070] (5)根据翻转特征进行翻转判断。
[0071] 只需从转轴的任一时刻中提取翻转信号的高频分量。在构造翻转特征前，计算翻转初始角和过渡电阻，对高频分量处理量按翻转初始角和过渡电阻进行归算，得到归算后的高频分量处理量；并监测保护安装处的初始翻转行波方向。将初始翻转行波方向、归算后的高频分量处理量两者联合构造翻转特征；根据翻转特征，判断翻转所在区域。可实现准确控制运行状态。
附图说明
[0072] 图1是本发明
实施例提供的焊接翻转上料机构及其锂电池焊接设备结构
框图。
[0073] 图2是本发明实施例提供的焊接翻转上料机构及其锂电池焊接设备控制方法
流程图。
[0074] 图中：1、供电系统；2、角度采集系统；3、温度采集系统；4、主控系统； 5、翻转系统；6、调控系统；7、焊接系统；8、云服务系统；9、焊接数据分析系统；10、显示系统。
具体实施方式
[0075] 为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
[0076] 现有焊接设备缺乏网络大数据的智能适配和支撑引导，焊接效率低；同时，在实际焊接的过程中有很多焊接工况参数都会对最后的焊接结果有一定的随机的影响，现有焊接不能对焊接参数进行综合分析，导致焊接过程质量差。
[0077] 为解决上述问题，下面结合附图对本发明作详细的描述。
[0078] 如图1所示，本发明实施例提供的焊接翻转上料机构及其锂电池焊接设备包括：供电系统1、角度采集系统2、温度采集系统3、主控系统4、翻转系统5、调控系统6、焊接系统7、云服务系统8、焊接数据分析系统9、显示系统10。
[0079] 供电系统1，与主控系统4连接，用于通过锂电池为焊接进行供电；
[0080] 角度采集系统2，与主控系统4连接，用于通过角度传感器采集零件翻转角度；
[0081] 温度采集系统3，与主控系统4连接，用于通过温度传感器采集焊接温度数据；
[0082] 主控系统4，与供电系统1、角度采集系统2、温度采集系统3、翻转系统5、调控系统6、焊接系统7、云服务系统8、焊接数据分析系统9、显示系统10连接，用于通过DSP控制器控制各个系统正常工作；
[0083] 翻转系统5，与主控系统4连接，用于通过电机衔接转轴对零件进行翻转操作；
[0084] 调控系统6，与主控系统4连接，用于通过电机调控器调控翻转角度；
[0085] 焊接系统7，与主控系统4连接，用于通过焊接头对零件进行焊接操作；
[0086] 云服务系统8，与主控系统4连接，用于通过云服务器对焊接业务数据进行处理；
[0087] 焊接数据分析系统9，与主控系统4连接，用于通过分析程序对焊接数据进行分析；
[0088] 显示系统10，与主控系统4连接，用于通过显示器显示采集的零件翻转角度、焊接温度数据。
[0089] 下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
[0090] 实施例1
[0091] 本发明提供的云服务系统8对焊接业务数据处理方法如下：
[0092] (1)通过主控系统将DSP控制器与云平台服务器通信连接，并向云平台提交焊接业务请求，所述焊接业务请求中携带请求的DSP控制器设备信息标识；
[0093] (2)所述云平台服务器转发所述业务请求至部署于云平台上的自适应焊接业务处理装置；
[0094] (3)所述自适应焊接智能处理装置的自适应焊接软件业务处理系统执行请求的焊接逻辑，并通过所述平台服务器再将处理后得到的焊接规则转发回DSP 控制器；
[0095] (4)DSP控制器收到焊接逻辑规则后执行操作，以完成焊接作业，并将执行结果给所述云平台。
[0096] 本发明提供的自适应焊接软件业务处理系统执行焊接逻辑时包括焊接资料监控的步骤，其用于通过监测焊接过程中电阻值随时间的变化曲线中的CE段的实时电阻来控制焊接质量，包括：
[0097] 由集成在变压器中电流传感器测量出次级电流信号，通过安装在焊钳上下电极之间的电压测量传感电缆测量得到次级电压信号，根据欧姆定律计算出焊接过程中的实时电阻；
[0098] 在恒流的模式下，对某一焊机要进行焊接的金属板材进行焊接，经过检测达到质量标准以后，将焊接过程中监测得到动态电阻曲线作为样本参考曲线存储在控制器中；
[0099] 在实际焊接过程中，以样本参考曲线的参数为基础，通过监控的实时动态电阻并将其和参考电阻进行比较和计算，求出控制调整量，通过实时调整焊接电流的方式来达到控制焊点质量的目的。
[0100] 本发明提供的自适应焊接软件业务处理系统执行焊接逻辑时还包括焊接能量控制的步骤，其用于在焊接结束前对整个焊接过程的能量进行计算和控制；
[0101] 焊接能量，是指通过焦耳定律计算得到的焊接能量：
[0102] Q＝I2Rt；
[0103] 其中，Q为产生热量，单位：焦耳，I为焊接电流，单位：安培，R为工件电阻，单位：欧姆，t为通电时间，单位：秒；
[0104] 焊接能量的控制过程包括：在焊接过程中，实时计算、监控焊接能量，当焊接时间未达到标准样品时间而焊接能量明显超过标准样品时，判定焊接异常，终止焊接过程并记录参数或报警，当焊接时间达到标准样品时间而焊接能量明显不足时，延长焊接时间以使得最终的焊接能量与标准样品相匹配。
[0105] 实施例2
[0106] 本发明提供的焊接数据分析系统9分析方法如下：
[0107] 1)通过焊接检测设备实时采集检测实际焊接过程与时间有关的物理量和焊接过程各个工况参数信息；
[0108] 2)将检测得到的相关物理量和工况参数信息安装行业规定的工程计算方法得到焊接过程中与焊接质量相关的特征量；
[0109] 3)对重量特征量进行在线计算分析，并根据计算结果对焊接过程进行综合定量的评价，并以数据和图形的方式在线显示与焊接物理过程及其质量相关的结果。
[0110] 本发明提供的步骤1)中与时间有关的相关物理量包括焊接过程的能量输入、焊接速度和送丝速度；焊接过程各个工况参数信息包括焊接方法、焊丝材料类型、焊丝直径和保护气体和用户的非标数据。
[0111] 本发明提供的步骤2)中的重要特征量包括焊接过程线能量、焊缝金属的熔覆率和焊接过程稳定性、焊材金属过度的均匀性和焊接电源对焊接工艺的适应性。
[0112] 本发明提供的焊接过程线能量，其计算分析方法包括根据不同焊接方法的能量输入有效系数η、电弧电压U、焊接电流I和焊接速度v，以及焊接线能量计算公式 计算出线能量Q；
[0113] 所述的焊缝金属熔覆率的计算分析方法包括根据焊接材料的比重D、焊丝直径d和送丝速度V，以及焊缝金属熔覆率的计算公式熔覆率＝D×3.14×(d/20)2×V得到熔覆率。
[0114] 实施例3
[0115] 如图2所示，本发明实施例提供的的焊接翻转上料机构及其锂电池焊接设备控制方法包括：
[0116] S101,通过供电系统1，与主控系统4连接，用于通过锂电池为焊接进行供电；通过角度采集系统2，与主控系统4连接，用于通过角度传感器采集零件翻转角度；通过温度采集系统3，与主控系统4连接，用于通过温度传感器采集焊接温度数据。
[0117] S102,通过主控系统4，与供电系统1、角度采集系统2、温度采集系统3、翻转系统5、调控系统6、焊接系统7、云服务系统8、焊接数据分析系统9、显示系统10连接，用于通过DSP控制器控制各个系统正常工作。
[0118] S103,通过翻转系统5，与主控系统4连接，用于通过电机衔接转轴对零件进行翻转操作；通过调控系统6，与主控系统4连接，用于通过电机调控器调控翻转角度；通过焊接系统7，与主控系统4连接，用于通过焊接头对零件进行焊接操作；通过云服务系统8，与主控系统4连接，用于通过云服务器对焊接业务数据进行处理；通过焊接数据分析系统9，与主控系统4连接，用于通过分析程序对焊接数据进行分析。
[0119] S104,通过显示系统10，与主控系统4连接，用于通过显示器显示采集的零件翻转角度、焊接温度数据。
[0120] 实施例4
[0121] 本发明通过电机调控器调控翻转角度中，具体包括：
[0122] (1)提取翻转信号的高频分量。
[0123] (2)计算高频分量处理量。
[0124] (3)判别翻转类型与翻转选相。
[0125] (4)构造翻转特征。
[0126] (5)根据翻转特征进行翻转判断。
[0127] 只需从转轴的任一时刻中提取翻转信号的高频分量；在构造翻转特征前，计算翻转初始角和过渡电阻，对高频分量处理量按翻转初始角和过渡电阻进行归算，得到归算后的高频分量处理量；并监测保护安装处的初始翻转行波方向；将初始翻转行波方向、归算后的高频分量处理量两者联合构造翻转特征；根据翻转特征，判断翻转所在区域；
[0128] 通过电机调控器调控翻转角度进一步包括：
[0129] 步骤1:从转轴的任一时刻中提取翻转信号的高频分量。
[0130] 步骤2:计算高频分量处理量。
[0131] 步骤3:判别翻转类型与翻转选相。
[0132] 步骤4:计算翻转初始角与过渡电阻。
[0133] 步骤5:对高频分量处理量按翻转初始角和过渡电阻进行归算，得到归算后的高频分量处理量。
[0134] 步骤6:监测保护安装处的初始翻转行波方向。
[0135] 步骤7:将初始翻转行波方向、归算后的高频分量处理量两者联合构造翻转特征。
[0136] 步骤8:根据翻转特征进行翻转判断：判断翻转是发生在被保护的转轴上，还是在被保护的区域上，还是保护区外。
[0137] 高频分量处理量为翻转信号高频分量的能量、或熵、或信号复杂度、或信号奇异度、或模极大值、或李氏指数、或瞬时幅值积分、或瞬时幅值累加和、或瞬时幅值、或奇异值中的一种。
[0138] 以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单
修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
