LabVIEW點焊參數(shù)采集系統(tǒng)的研究

徐興文 劉易麟 宋 齊

(沈陽理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110000)

現(xiàn)如今，在國內(nèi)焊接領(lǐng)域采用虛擬儀器對焊接信息的定性分析，主要通過采集和分析模塊的手段來實現(xiàn)。采集模塊指的是對焊接時的參數(shù)完成采集和保存；分析模塊指的是對保存的參數(shù)數(shù)據(jù)用U-I相圖分析、相關(guān)性分析、概率密度分析以及小波分析等手段判斷焊接的穩(wěn)定性，從而對焊接質(zhì)量進行分析[1]。

西南交通大學(xué)黃建平等[2]對前蘇聯(lián)的K190πK鋼軌閃光焊機的控制系統(tǒng)進行了改進和完善，并已成功應(yīng)用了高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 它具有20世紀90年代國際先進水平的鋼軌焊接機的所有功能，并且鋼軌質(zhì)量控制和管理功能已超過進口，焊接機功能強大。

蘭州理工大學(xué)李夢瑤等[3]基于LabVIEW的弧焊參數(shù)測控系統(tǒng)可以完成不同電弧焊過程中焊接電流、電壓參數(shù)的測量、分析和控制，進而對焊接設(shè)備的研制、合理制定焊接工藝規(guī)范以及焊接過程穩(wěn)定性的優(yōu)化有一定的指導(dǎo)意義。

1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)總體設(shè)計

1.1 傳感器的選用及安裝

眾所周知，有些物理信號不能直接定量地進行測量，針對這樣的情況一般來說最直接的方法就是把不能直接定量進行測量的物理信號轉(zhuǎn)換成可以測量的電信號，而傳感器的作用就是將這些物理信號轉(zhuǎn)換為可測量的電信號并輸出，傳感器本質(zhì)上是可以看作非電系統(tǒng)與電系統(tǒng)連接的橋梁。電極壓力：電極壓力在確定氣體回路系統(tǒng)的穩(wěn)定性和焊點缺陷方面起著重要作用。焊接電流：點焊參數(shù)采集系統(tǒng)采用的是霍爾電流傳感器，霍爾電流傳感器體積小，可以將其與濾波電路封裝于非金屬殼內(nèi)，固定在電極頭上進行采集。電極壓力：電極壓力在確定氣體回路系統(tǒng)的穩(wěn)定性和焊點缺陷方面起著重要作用。

1.2 點焊參數(shù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計

利用LabVIEW這一軟件進行程序的編寫進而對模擬信號采集最終在USB-6008采集卡中進行存儲，圖1為總體流程圖。

圖1 總體流程

點焊參數(shù)采集系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)可以文本文件、電子表格及二進制文件的形式保存在硬盤上，以便日后隨時進行分析及處理。

1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計

在直流點焊開始時需要對相關(guān)試驗參數(shù)進行設(shè)置，例如采集的時間間隔、循環(huán)次數(shù)等，同時還要對文件保存路徑進行設(shè)置、采集，結(jié)束后數(shù)據(jù)會被保存在硬盤中，以便日后隨時進行分析及處理。圖2為焊接參數(shù)采集系統(tǒng)的程序框圖。

2 數(shù)據(jù)采集

通過對數(shù)據(jù)采集的時間間隔、循環(huán)次數(shù)等參數(shù)進行設(shè)置以及文件格式及保存路徑的設(shè)置后便可開始運行系統(tǒng)。運行該系統(tǒng)后能夠清晰完整地采集到焊接過程中的各種數(shù)據(jù)比加以保存，方便日后查閱。其中圖3為焊接過程中采集的波形圖。

圖3 焊接過程中采集的波形

3 結(jié)語

根據(jù)上述研究內(nèi)容，主要得到了以下幾點結(jié)論：

(1)NI USB-6008數(shù)據(jù)采集卡不僅可以對輸入的模擬信號進行ALP處理，還可以輸出連續(xù)的波形信號，采樣精度高，隔離效果明顯，波形輸出穩(wěn)定。

(2)采用圖形軟件LabVIEW開發(fā)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)操作方便，能夠極大程度地方便了焊接人員的操作。