CN109093233A - 一种多弧多丝埋弧焊智能控制系统 - Google Patents

一种多弧多丝埋弧焊智能控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种多弧多丝埋弧焊智能控制系统，该系统包括上位机和可编程逻辑控制器；所述上位机与可编程逻辑控制器通讯连接；所述可编程逻辑控制器与若干焊机的焊接电源、焊接执行机构连接。本发明采用带触摸功能的工业平板代替传统埋弧焊控制器，通过屏幕上虚拟的键盘实现工艺参数的匹配下发、录入及调节，人机交互效果良好，实现所见即所得的理想化工具使用需求；运用DeviceNet通讯手段将多个电弧的控制集中在一个界面上，方便用户操作、实现多电弧联动的微观调节，实现了参数自动匹配下发、实时对比分析及过程自动记录、图表生成导出，提高了焊接过程控制的可靠性及可追溯性。

Description

一种多弧多丝埋弧焊智能控制系统
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种多弧多丝埋弧焊智能控制系统。
背景技术
当今世界，全球的竞争越来越体现在经济和科技实力的竞争，而技术创新则日益成为促进经济增长和提高科技竞争力的关键。技术获取模式作为企业技术战略的重要一环，对企业长远发展意义重大。多弧多丝埋弧焊主要应用于大厚板结构焊接，这些结构对于焊接质量的要求往往都比较高。然而当前埋弧焊控制器大多为物理按钮操作，对于焊接参数的控制难以实现权限管理，焊接过程的记录也缺乏真实性，对于焊接质量的控制及事故分析不利。多弧多丝埋弧焊的控制系统主要为分离式控制，即一个控制器仅控制一个电弧，多个电弧间的联动与协同调整功效较差。
发明内容
本发明的目的在于通过一种多弧多丝埋弧焊智能控制系统，来解决以上背景技术部分提到的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种多弧多丝埋弧焊智能控制系统，该系统包括上位机和可编程逻辑控制器(PLC)；所述上位机与可编程逻辑控制器通讯连接；所述可编程逻辑控制器与若干焊机的焊接电源、焊接执行机构连接；所述上位机用于执行包括但不限于焊接参数的录入、调节、显示、系统参数设置在内的操作，将控制信号下发至所述可编程逻辑控制器；所述可编程逻辑控制器用于将控制信号分发至各个焊接电源，焊接电源接收到控制信号后输出对应的电流、电压及波形至焊接执行机构。
特别地，所述上位机还用于在焊接过程中，通过传感器实时收集焊接参数，并与需要执行的工艺参与进行比对，若参数不符合工艺要求则根据系统设置进行报警、停机操作；焊接过程中自动将收集到的包括电流、电压、焊接速度、温度在内的参数以曲线、数字相结合的画面展示在操作界面上，同时生成指定文本格式的焊接记录及曲线。
特别地，所述上位机具体包括用户登录系统、工艺管理系统、实时查询系统、系统设置以及报警模块；所述用户登录系统包括用户登录、用户注销、退出系统；用户登录系统为普通焊接操作员、工艺管理人员提供登录、注销、退出功能，普通焊接操作员、工艺管理人员被授予不同的使用权限；所述工艺管理系统包括工艺查询、工艺修改、工艺微调及工艺下发四个功能模块；所述实时查询系统用于实时电流、实时电压、热输入量、送丝速度、焊接时间以及热敷效率实时曲线以及数据的查询；所述系统设置包括界面设置、通信设置、工位信息设置、滚轮架温控仪系数设置以及上报频率设置；所述报警模块用于在焊接的过程中所有的焊接工艺下发至焊机后，当发生违规操作时控制现场进行声光报警，并本地记录上传至服务器，提供可追溯查询。
特别地，所述上位机还包括帮助简介模块；所述帮助简介模块用于为用户提供软件详细的简介及帮助功能。
特别地，通过实时查询系统查询的数据保存在本地，并上传至服务器供服务器进行数据分析，同时显示多台焊机的焊接曲线。
特别地，所述界面设置用于调整包括界面颜色在内的界面效果；所述通信设置用于调整本系统与服务器之间的通信协议；所述工位信息设置用于修改工位名称以及编号；所述滚轮系数设置、上报频率设置用于根据安装在不同的自动焊接设备需要调试参数。
特别地，所述多弧多丝埋弧焊智能控制系统还包括本地服务器，所述本地服务器用于保存人员数据和工艺数据，当检测到断网后，通过本地服务器进行人员认证操作，提取本地保存的工艺数据。
特别地，所述上位机具有但不限于RJ45、RS232/422/485、USB、VGA接口；所述上位机外接扫码枪、读卡器；操作人员通过读卡器在本地刷卡登录。
特别地，所述可编程逻辑控制器通过DeviceNet通讯总线与若干焊机的焊接电源连接。
特别地，所述上位机采用具有触控输入功能的工业平板。
本发明提出的多弧多丝埋弧焊智能控制系统采用带触摸功能的工业平板代替传统埋弧焊控制器，通过屏幕上虚拟的键盘实现工艺参数的匹配下发、录入及调节，人机交互效果良好，实现所见即所得的理想化工具使用需求；运用DeviceNet通讯手段将多个电弧的控制集中在一个界面上，方便用户操作、实现多电弧联动的微观调节，实现了参数自动匹配下发、实时对比分析及过程自动记录、图表生成导出，提高了焊接过程控制的可靠性及可追溯性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的多弧多丝埋弧焊智能控制系统应用示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参照图1所示，图1为本发明实施例提供的多弧多丝埋弧焊智能控制系统应用示意图。
本实施例中多弧多丝埋弧焊智能控制系统具体包括上位机101和可编程逻辑控制器102。所述上位机101与可编程逻辑控制器102通讯连接；所述可编程逻辑控制器102与若干焊机的焊接电源103、焊接执行机构104连接；所述上位机101用于执行包括但不限于焊接参数的录入、调节、显示、系统参数设置在内的操作，将控制信号下发至所述可编程逻辑控制器102；在本实施例中所述上位机101还用于在焊接过程中，通过传感器实时收集焊接参数，并与需要执行的工艺参与进行比对，若参数不符合工艺要求则根据系统设置进行报警、停机操作；焊接过程中自动将收集到的包括电流、电压、焊接速度、温度在内的参数以曲线、数字相结合的画面展示在操作界面上，同时生成指定文本格式的焊接记录及曲线。所述可编程逻辑控制器102用于将控制信号分发至各个焊接电源103，焊接电源103接收到控制信号后输出对应的电流、电压及波形至焊接执行机构104。
在本实施例中所述上位机101具体包括用户登录系统、工艺管理系统、实时查询系统、系统设置以及报警模块。所述用户登录系统包括用户登录、用户注销、退出系统；用户登录系统为普通焊接操作员、工艺管理人员提供登录、注销、退出功能，普通焊接操作员、工艺管理人员被授予不同的使用权限，这样提高了系统的安全性，避免了无关人员获取不在他权限范围内的信息。用户在登录后可以不退出本系统，而采用用户注销的方式使系统不存在激活状态下的用户。所述工艺管理系统包括工艺查询、工艺修改、工艺微调及工艺下发四个功能模块。工艺管理系统是整个系统的核心，是将生产接收处理下发的中转模块。用户通过工艺管理系统的使用，可以使生产数据更清晰，不易出错，从而导致损失。同时工艺微调可以在工艺部门允许微调的范围内，进行焊接的工艺的微调，保证了可以在焊接过程中现场环境变化做出相应的调整，提高工作效率，增强可操作性。所述实时查询系统用于实时电流、实时电压、热输入量、送丝速度、焊接时间以及热敷效率实时曲线以及数据的查询；通过实时查询系统查询的数据保存在本地，并上传至服务器供服务器进行数据分析，同时显示多台焊机的焊接曲线，保证了焊接过程微观变化的可视程度。所述系统设置包括界面设置、通信设置、工位信息设置、滚轮架温控仪系数设置以及上报频率设置；在本实施例中所述界面设置用于调整包括界面颜色在内的界面效果；所述通信设置用于调整本系统与服务器之间的通信协议；所述工位信息设置用于修改工位名称以及编号；所述滚轮系数设置、上报频率设置、温控仪系数设置等用于根据安装在不同的自动焊接设备需要调试参数。所述报警模块用于在焊接的过程中所有的焊接工艺下发至焊机后，如果存在超限波动将会对焊缝造成影响，当发生违规操作时控制现场进行声光报警，并本地记录上传至服务器，提供可追溯查询。另外，为了方便使用者使用该系统，所述上位机101还包括帮助简介模块；所述帮助简介模块用于为用户提供软件详细的简介及帮助功能。
具体的，在本实例中所述可编程逻辑控制器102通过DeviceNet通讯总线与若干焊机的焊接电源103连接，实现多电弧联动的微观调节。所述上位机101具有但不限于RJ45、RS232/422/485、USB、VGA接口。通过扩展I/O接口，所述上位机101外接扫码枪105、读卡器106，操作人员通过读卡器106在本地刷卡登录，自动匹配焊接工艺参数及设备操作权限管理，杜绝不符合技术水平要求的人员操作设备。在本实施例中所述上位机101可采用但不限于具有触控输入功能的工业平板。考虑到数字车间的发展趋势，工业平板优选WIN 7以上系统，屏幕为15寸720P以上分辨率触摸屏。
相对于传统的HMI界面程序，本系统中焊接工艺可以由专业的人员编辑后，通过网络自动下发到上位机101；焊接数据也实现了实时记录，保存在服务器中随时备查；操作人员可以在本地刷卡登录，杜绝了无关人员随意操作设备。同时本系统也具备离线运行功能，在本地保存一个本地服务器，保存人员数据和工艺数据，当软件检测到设备断网后，通过本地服务器进行人员认证操作，提取本地保存的工艺数据。在具体应用时，上位机101中的软件界面主要包括：人员信息、工艺预览、微调控制、实时曲线、报警记录、系统设置和系统介绍。各界面切换直接在上位机101触摸屏上点击相应位置。在本实施例中针对前置焊枪、后置焊枪的微调控制包括但不限于：焊接电压、送丝速度、焊接模式、STRIKE送丝速度、STRIKE时间、START电压、START时间、CARTER送丝速度、CARTER电压、CARTER时间、TIME BURNBACK、TIME RESTRIKE、电压微调、送丝速度微调、AC脉冲频率、AC脉冲平衡、DC直流偏置、相位角、状态使能、定时使能、引弧时间、行走时间、灭弧时间、停止时间。
本发明将繁琐的焊接操作以及焊接过程中微观的参数给与友好的人机交互界面展现给操作人员，同时采用触摸工业屏的设计大大提高交互水平，可以实现所见即所得的理想化工具使用需求，同时具有较为严格方便的工艺管理功能，便于焊接质量控制和追溯。
本发明的技术方案采用带触摸功能的工业平板代替传统埋弧焊控制器，通过屏幕上虚拟的键盘实现工艺参数的匹配下发、录入及调节，人机交互效果良好，实现所见即所得的理想化工具使用需求；运用DeviceNet通讯手段将多个电弧的控制集中在一个界面上，方便用户操作、实现多电弧联动的微观调节，实现了参数自动匹配下发、实时对比分析及过程自动记录、图表生成导出，提高了焊接过程控制的可靠性及可追溯性。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的全部部分是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种多弧多丝埋弧焊智能控制系统，其特征在于，包括上位机和可编程逻辑控制器；所述上位机与可编程逻辑控制器通讯连接；所述可编程逻辑控制器与若干焊机的焊接电源、焊接执行机构连接；所述上位机用于执行包括但不限于焊接参数的录入、调节、显示、系统参数设置在内的操作，将控制信号下发至所述可编程逻辑控制器；所述可编程逻辑控制器用于将控制信号分发至各个焊接电源，焊接电源接收到控制信号后输出对应的电流、电压及波形至焊接执行机构。
2.根据权利要求1所述的多弧多丝埋弧焊智能控制系统，其特征在于，所述上位机还用于在焊接过程中，通过传感器实时收集焊接参数，并与需要执行的工艺参与进行比对，若参数不符合工艺要求则根据系统设置进行报警、停机操作；焊接过程中自动将收集到的包括电流、电压、焊接速度、温度在内的参数以曲线、数字相结合的画面展示在操作界面上，同时生成指定文本格式的焊接记录及曲线。
3.根据权利要求2所述的多弧多丝埋弧焊智能控制系统，其特征在于，所述上位机具体包括用户登录系统、工艺管理系统、实时查询系统、系统设置以及报警模块；所述用户登录系统包括用户登录、用户注销、退出系统；用户登录系统为普通焊接操作员、工艺管理人员提供登录、注销、退出功能，普通焊接操作员、工艺管理人员被授予不同的使用权限；所述工艺管理系统包括工艺查询、工艺修改、工艺微调及工艺下发四个功能模块；所述实时查询系统用于实时电流、实时电压、热输入量、送丝速度、焊接时间以及热敷效率实时曲线以及数据的查询；所述系统设置包括界面设置、通信设置、工位信息设置、滚轮架温控仪系数设置以及上报频率设置；所述报警模块用于在焊接的过程中所有的焊接工艺下发至焊机后，当发生违规操作时控制现场进行声光报警，并本地记录上传至服务器，提供可追溯查询。
4.根据权利要求3所述的多弧多丝埋弧焊智能控制系统，其特征在于，所述上位机还包括帮助简介模块；所述帮助简介模块用于为用户提供软件详细的简介及帮助功能。
5.根据权利要求4所述的多弧多丝埋弧焊智能控制系统，其特征在于，通过实时查询系统查询的数据保存在本地，并上传至服务器供服务器进行数据分析，同时显示多台焊机的焊接曲线。
6.根据权利要求5所述的多弧多丝埋弧焊智能控制系统，其特征在于，所述界面设置用于调整包括界面颜色在内的界面效果；所述通信设置用于调整本系统与服务器之间的通信协议；所述工位信息设置用于修改工位名称以及编号；所述滚轮系数设置、上报频率设置用于根据安装在不同的自动焊接设备需要调试参数。
7.根据权利要求6所述的多弧多丝埋弧焊智能控制系统，其特征在于，还包括本地服务器，所述本地服务器用于保存人员数据和工艺数据，当检测到断网后，通过本地服务器进行人员认证操作，提取本地保存的工艺数据。
8.根据权利要求1至7之一所述的多弧多丝埋弧焊智能控制系统，其特征在于，所述上位机具有但不限于RJ45、RS232/422/485、USB、VGA接口；所述上位机外接扫码枪、读卡器；操作人员通过读卡器在本地刷卡登录。
9.根据权利要求8所述的多弧多丝埋弧焊智能控制系统，其特征在于，所述可编程逻辑控制器通过DeviceNet通讯总线与若干焊机的焊接电源连接。
10.根据权利要求9所述的多弧多丝埋弧焊智能控制系统，其特征在于，所述上位机采用具有触控输入功能的工业平板。
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