CN118106587A - 一种焊接保护气溢出精准检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊接保护气溢出精准检测方法，首先接收焊接时序电流数据和气流数据，捕捉焊接动作起始点和结束点；在焊接动作结束时，通过气流变化趋势区分焊接延后关气和焊接溢出，剔除延后关气并开启溢出检测；接着基于气流持续时间区分长时间漏气和焊接溢出，针对长时间漏气不进行统计，仅针对焊接溢出统计溢出时长；最终基于本发明提供的溢出报警方法，确认是否需要进行溢出报警；本发明提供的溢出检测方法可以有效提升溢出检测精准度，并且预警方法更加鲁棒，符合焊接使用场景。

Description

一种焊接保护气溢出精准检测方法

技术领域

本发明属于智慧焊接技术领域，特别涉及一种焊接保护气溢出精准检测方法。

背景技术

现有焊接过程中，焊接保护气溢出问题一直困扰着制造业企业。保护气溢出不仅会造成气体浪费，更会造成环境污染。传统的焊接保护气溢出检测方法通常依赖于人工检测，这种方法不仅效率低下，而且容易出错。此外，由于人工检测需要焊接工人停止工作，这会降低生产效率。

目前已经有基于计算机视觉等方法来实现焊接保护气溢出的检测，但是这些方法通常需要复杂的硬件设备和软件算法，这增加了系统的成本和复杂性。因此，需要一种简单、低成本、高效的焊接保护气溢出检测方法。

现有技术中针对保护气溢出的检测方法不能很好地区分延后关气和焊接溢出的区别，对于管道漏气和保护气溢出也无法很好的区分，检测效果不够精准，因此需要一种更加精准的焊接保护气溢出检测方法。

发明内容

发明目的：针对上述背景技术中存在的问题，本发明提供了一种焊接保护气溢出精准检测方法，基于焊接事件检测给出溢出判断条件。针对焊接过程中可能存在的正常延后关气和长时间漏气的情况与焊接保护气溢出进行精准区分，有效提升焊接保护气溢出检测的精度。

技术方案：一种焊接保护气溢出精准检测方法，包括以下步骤：

一种焊接保护气溢出精准检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、实时采集焊接过程中的电流和气流时序数据；设置用于存储实时电流的列表和用于存储实时气体流速的列表；另外设置用于控制气体溢出检测的开关和用于存储连续多个焊接事件中气体溢出时长计数器数值的计数器列表，其中气体溢出时长初始值为0；当电流列表中电流点个数为3时，进入焊接事件判断；

步骤S2、捕捉焊接动作起始点，当获取所述起始点后，若此时气体溢出检测开关打开，则执行关闭操作；

步骤S3、捕捉焊接动作结束点，并基于焊接动作结束后气流变化趋势区分焊接延后关气和焊接溢出；针对焊接溢出状态打开气体溢出检测开关，开始焊接溢出检测；

步骤S4、开启焊接溢出检测后，气体溢出时长开始计数，基于气体溢出时长区分漏气和溢出，当发生漏气时，所述计数器列表采用占位符占位，发生溢出时，记录对应事件持续时长；

步骤S5、基于溢出检测结果进行溢出报警判断；当符合溢出报警判断条件时，执行保护气溢出报警。

进一步地，所述所述步骤S2中，当电流列表中前两个电流值小于预设阈值th1，第三个电流值大于等于th1时，则以第三个电流点作为焊接动作起始点，此时剔除电流列表和气流列表中的前两个值，并关闭气体溢出检测开关，对应计数器置0。

进一步地，所述步骤S3中，当电流列表中最后两个值均小于th1时，则判断焊接事件结束，以倒数第三个点为焊接动作结束点；当对应气流列表中最后一个气流值大于预设阈值th2，且焊接动作结束点对应的气流值与最后一个气流值的差值大于预设阈值th3时，开始溢出检测；否则气体溢出检测开关保持关闭。

进一步地，所述步骤S4中基于气体溢出时长区分漏气和溢出具体方法包括：

当气体流速＜th2时，关闭气流溢出检测开关，将计数器值记录至所述集合后置0；当气体流速≥th2时，进一步判断：当计数器值大于预设阈值th4时，关闭气流溢出检测且将计数器置为0，对应集合中通过占位符占位；当计数器小于等于th4时，以计数器数值代表溢出时长。

进一步地，所述步骤S5中溢出报警判断具体方法包括：

设置用于判断气体溢出的时长阈值，当计数器列表中事件个数等于预设数值阈值时，开始进行溢出报警判断，当计数器列表中大于时长阈值且小于th4的计数器值的个数大于等于预设数值阈值时，执行保护气溢出报警，然后剔除所述计数器列表中第一个值，直至下一次焊接事件。

有益效果：本发明以焊接事件检测为基础，针对每个焊接动作结束后，可能存在的溢出问题，提出了一种更加精准的溢出检测方法。通过融合焊接机理，针对焊接动作结束后可能存在的正常延后关气和非正常的溢出现象，提出基于气流趋势的区别方法，只有非正常溢出发生时才开启溢出检测。此外，本发明针对长时间漏气和相对较短时间内的气体溢出同样做了区别，对长时间漏气现象并不统计进入气体溢出内，而另行检测，这样可以获得更加精准的溢出判断。气体的溢出代表管道的前级压力出现问题，精准识别气体溢出可以帮助精准的定位解决问题。最后，本发明针对溢出报警机制提供了一种更具鲁棒性的报警方法，使其更加符合焊接使用场景。

附图说明

图1为本发明提供的一种焊接保护气溢出精准检测方法流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种焊接保护气溢出精准检测方法，在现有技术的基础上，给出一种区别于保护气漏气、延后放气等特殊情况的溢出检测方法。本发明基于焊接工艺机理，给出具体判断方法，可以精准检测出保护气溢出状态，进而提醒用户。下面结合说明书附图对本发明提供的焊接保护气溢出精准检测方法核心原理进一步进行阐述。

如图1所示为本发明焊接保护气溢出精准检测方法的核心原理图，具体步骤如下：

步骤S1、通过外部多维传感系统实时采集焊接过程中的电流和气流时序数据；设置用于存储实时电流的列表（currentlist）和用于存储实时气体流速的列表（gasspeedlist）。此外设置用于控制气体溢出检测的开关（overflowdetection）和存储连续多个焊接事件中气体溢出时长计数器数值（count)的计数器列表(count_list），其中count初始值为0；当current_list中电流点个数为3时，进入焊接事件判断；

步骤S2、捕捉焊接动作起始点。具体地，

当current_list中最大值大于等于th1时，代表此时存在有效电流；进一步判断，若前两个电流值小于th1，第三个电流值大于等于th1时，则以第三个电流点作为焊接动作起始点，此时剔除current_list和gasspeed_list中的前两个值，并关闭overflow_detection，对应count置0。th1为预设阈值，本实施例中th1=10A。

当current_list中最大电流值小于th1时，代表未存在有效电流，此时分别剔除current_list和gasspeed_list中的第一个值，继续接收新数据点。

步骤S3、捕捉焊接动作结束点，基于气流变化趋势对延后关气和焊接溢出进行区分，针对焊接溢出状态打开overflow_detection，开始焊接溢出检测。

当current_list中电流点的个数大于3时，捕捉焊接动作结束点；具体地，当current_list中最后两个值均小于th1时，代表焊接动作已结束，此时以倒数第三个电流点作为焊接动作结束点，进行溢出检测开启预判断；当gasspeed_list中最后一个气流值大于th2，且焊接动作结束点对应的气流值与最后一个气流值差值大于th3时，则认为此时存在气体溢出，overflow_detection打开，开始溢出检测，并保留current_list与gasspeed_list中最后两个值，剔除剩余的值。其中th2、th3为预设阈值，本实施例中th2=1L/min，th3=2L/min。

上述溢出检测开始的判断核心在于区别焊接动作结束后可能存在的延后关气和气体溢出。现有焊接过程中，如氩弧焊等在焊接动作开始前需要进行预放气，焊接动作结束后需要进行延后关气。延后关气的原理是结束焊接动作后过一段时间再关气，属于人为控制，而气体溢出则是从焊接动作结束后由于其他外部原因导致的气体未能立刻全部关闭。本发明给出了一种核心判断方法，即判断焊接动作结束后，若存在明显的气流数据，且气流数据存在下降趋势，则代表发生了气体溢出，若气流数据无明显下降趋势，而是一段时间内保持不变，突然关闭，则代表是延后关气，不进行后续溢出检测。

步骤S4、当overflow_detection打开后，count计数器开始计数；当gasspeed＜th2时，代表无溢出现象，关闭overflow_detection，将count值记录至count_list后置0，进入下一段焊接事件；当gasspeed≥th2时，代表依旧存在气体，进一步判断：当count大于th4时，代表在较长时间内均存在明显气流，不属于常规气体溢出而属于漏气，此时关闭overflow_detection，并将count置为0，count_list中对应焊接事件位置通过占位符占位；当count小于等于th4时，以count计数代表溢出时长。th4为预设阈值，本实施例中th4=20S。

步骤S5、设置用于判断气体溢出的时长阈值overflow_time，当count_list集合长度等于预设数值阈值event_num时，开始进行溢出报警判断，当count_list中大于overflow_time且小于th4的count值个数大于等于预设阈值overflow_num时，代表需要进行溢出报警。最后剔除count_list中第一个值，直至下一次焊接事件。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种焊接保护气溢出精准检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、实时采集焊接过程中的电流和气流时序数据；设置用于存储实时电流的列表和用于存储实时气体流速的列表；另外设置用于控制气体溢出检测的开关和用于存储连续多个焊接事件中气体溢出时长计数器数值的计数器列表，其中气体溢出时长初始值为0；当电流列表中电流点个数为3时，进入焊接事件判断；

步骤S2、捕捉焊接动作起始点，当获取所述起始点后，若此时气体溢出检测开关打开，则执行关闭操作；

步骤S3、捕捉焊接动作结束点，并基于焊接动作结束后气流变化趋势区分焊接延后关气和焊接溢出；针对焊接溢出状态打开气体溢出检测开关，开始焊接溢出检测；

步骤S4、开启焊接溢出检测后，气体溢出时长开始计数，基于气体溢出时长区分漏气和溢出，当发生漏气时，所述集合采用占位符占位，发生溢出时，记录对应事件持续时长；

步骤S5、基于溢出检测结果进行溢出报警判断；当符合溢出报警判断条件时，执行保护气溢出报警。

2.根据权利要求1所述的一种焊接保护气溢出精准检测方法，其特征在于，所述所述步骤S2中，当电流列表中前两个电流值小于预设阈值th1，第三个电流值大于等于th1时，则以第三个电流点作为焊接动作起始点，此时剔除电流列表和气流列表中的前两个值，并关闭气体溢出检测开关，对应计数器置0。

3.根据权利要求1所述的一种焊接保护气溢出精准检测方法，其特征在于，所述步骤S3中，当电流列表中最后两个值均小于th1时，则判断焊接事件结束，以倒数第三个点为焊接动作结束点；当对应气流列表中最后一个气流值大于预设阈值th2，且焊接动作结束点对应的气流值与最后一个气流值的差值大于预设阈值th3时，开始溢出检测；否则气体溢出检测开关保持关闭。

4.根据权利要求1所述的一种焊接保护气溢出精准检测方法，其特征在于，所述步骤S4中基于气体溢出时长区分漏气和溢出具体方法包括：

当气体流速＜th2时，关闭气流溢出检测开关，将计数器值记录至所述集合后置0；当气体流速≥th2时，进一步判断：当计数器值大于预设阈值th4时，关闭气流溢出检测且将计数器置为0，对应集合中通过占位符占位；当计数器小于等于th4时，以计数器数值代表溢出时长。

5.根据权利要求1所述的一种焊接保护气溢出精准检测方法，其特征在于，所述步骤S5中溢出报警判断具体方法包括：

设置用于判断气体溢出的时长阈值，当所述集合中事件个数等于预设数值阈值时，开始进行溢出报警判断，当所述集合中大于时长阈值且小于th4的计数器值个数大于等于预设阈值时，执行保护气溢出报警，然后剔除所述集合中第一个值，直至下一次焊接事件。