焊接参数虚拟检测系统
材料成型及控制工程 J06050233 周卫东 指导老师 张志坚 讲师
摘 要
本文主要研究开发一种焊接参数虚拟检测系统。该技术是基于拟仪器硬件和软件紧密结合，实现比传统测量更强大的功能。通过外部硬件和软件组成一个整体,数据分析和结果输出显示完全由计算机软件系统来完成，只有数据采集是在软件的控制下由硬件来完成。
本设计的硬件设计包括霍尔传感器信号采样电路的设计，测量放大器的设计，低通滤波器的设计等。
本文利用LabVIEW6i图形编程语言，借助计算机强大功能，设计了一种方便、实用的焊接参数虚拟检测系统，通过模拟试验验证取得了较好的效果。
关键词： 虚拟技术； LabVlEW ； 虚拟仪器
ABSTRACT
This paper studies the development of a virtual testing system of welding parameters. The technology is based on the instrument hardware and software to be closely integrated, more powerful than traditional measurement function. External hardware and software to form a whole, data analysis and results output display entirely by a computer software system to complete, only the data collection is under the control of the software from the hardware to complete.
The design of the hardware design, including Hall sensor signal sampling circuit design, measurement amplifier, low pass filter design.
In this paper, LabVIEW6i graphical programming language, using computer power to design a convenient and practical welding parameters virtual detection system, through the simulation test achieved good results.
KEY W0RDS: Hypothesized technology ；Hypothesized instrument； LabVlEW
一 前 言
随着现代制造技术和焊接生产的发展，对焊接设备检测在测试内容、实时性和测试精度各方面的要求不断提高，使得传统检测技术在结构和功能上的局限性日益突出，难以适应和满足高效率大信息化的现代检测工作需要。目前焊接过程中对参数的测量主要是用一些传感器手工读取、存在处理速度慢、数据流量小、操作不方便等缺点，针对这种情况，现在开发了以虚拟仪器为核心，PC机为平台，利用NI数据以采集卡和LabVIEW构建的焊接参数测量系统，该系统能够充分利用PC机强大的数据处理和储存功能并运用LabVIEW构建一个集成的操作界面。实现对焊接参数的测量和存储以及对焊接过程的监控。具有信息量大，检测速度快，人机界面优异，检测精度高，灵活性强等优点，还可以实现对电流分析、电功因数和效率等重要参数的实时测量。全部功能由软件实现，可观察、记录检测过程中的所有中间量，快捷、方便，更重要的是节省资源，避免了在一些因技术不能完成的产品上浪费时间和资源。
[1]
二 仪器设计和实验方法
1 硬件设计
硬件总体结构是测控对象—传感器—信号调理—数据采集接口卡—微机。数据采集接口卡是硬件部分的核心，它包括A/D转换器、微控制器、USB通信、 接口等。其中传感器采用的是霍尔电压（电流）传感器。信号调理包括对信号放大的测量放大器和低通滤波器。数据采集卡采用的是USB2828.微机的选择主要是为运行LABVIE软件，要求512 MB 随机内存1,024 ×768 像素屏幕分辨率。[2] 2 软件设计
系统软件总体上包括数据采集、波形显示、参数测量、频谱分析四大模块，其功能结构框图如图2—1所示。
图2-1
3 实验方法
由于时间和设备的，并未对实际焊机的电压和电流进行检测，而仅仅通过输入一个模拟信号进行调试。
三 实验结果
当对A通道输入幅值为2V，频率为50Hz的交流信号，信号的采样频率设置为25000Hz,采样点数为8192。单击开始采样按钮和频谱分析按钮，然后点击运行按钮，对采样信号进行频谱分析，其运行结果如图3-1所示：
图3-1频谱分析
频谱图3-1中显示了信号在50Hz的位置上有一个峰值，这与实际相吻合。
当按下主面板上的测量按钮时，则完成所选通道的参数测量，测量结果同时显示。测量结果如图3-2所示：
图3-2 A通道测量结果
四 结论
本论文设计的焊接参数虚拟检测系统，采用labview 图形化编程软件和USB2828数据采集卡为基础,通过编制相应的软件程序实现了焊接参数的虚拟检测,与传统检测技术相比，它所具有的优点如下：
（1） 测量准确度高； （2） 易于调试和编辑； （3） 波形可以存储和读取；
（4） 能够对信号进行时域分析和频域分析； （5） 波形稳定且均匀，无闪烁性；
（6） 通过软件编程的改进可以可以扩充采集信号的数据处理和分析。
本论文设计焊接参数虚拟检测系统是阶段性的研究成果，因此尚存在许多不尽人意的地方，还有待于后续的研究和改善。
参 考 文 献
[1]雷勇编著 《虚拟仪器设计与实践》 北京：电子工业出版社，2005.3
[2] Robert H.Bishop 著 乔瑞萍 林欣等译 LabVIEW 6i实用教程.北京:电子工业出版社
