CN110193686A - 一种信息化焊接管理控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种信息化焊接管理控制系统及控制方法，所述焊接管理控制系统包括设置在焊接车间内的一个或多个焊接设备和与所述焊接设备通信连接的焊接监控系统，焊接设备包括焊机电源、焊接机、网关服务器以及嵌入在所述焊机机内的数据采集系统和焊接信号控制器，焊机电源与所述焊接机以及嵌入在焊机机内的数据采集系统和焊接信号控制器电气连接，网关服务器和数据采集系统分别与焊接信号控制器电气连接，网关服务器与所述焊接监控系统进行通信连接，以实现焊接工艺信息管理控制。本发明不仅可以对焊接设备进行控制管理，还可对焊接设备的运行状态进行监控，从而对提高焊接车间的自动化水平和管理水平以及对提高产品焊接质量控制。
Description
技术领域
本发明属于焊接管理与控制技术领域，尤其涉及一种信息化焊接管理控制系统及控制方法。
背景技术
随着网络技术和信息技术飞速发展，使传统的制造业及制造技术发生了革命性的变化，焊接制造过程的数字化、信息化已成为当前焊接制造行业的发展潮流，焊接工作者越来越认识到计算机信息技术将对传统焊接制造过程产生重要的影响。目前，在各种加工生产车间的焊接工艺领域的管理较为粗放，焊接作业多采用纸质作业规范或凭借焊工经验。管理者主要通过现场巡视、摄像头监视、焊接成品的质量检查，考核作业者是否规范作业，效率不高，与此同时，由于焊接加工操作过程中需要进行一些参数功率调整时，都是经过人工调整，从而具有一定的局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种信息化焊接管理控制系统及控制方法，根据本发明的控制系统及控制方法不仅可以对焊接设备进行控制管理，还可对焊接设备的运行状态进行监控，从而对提高焊接车间的自动化水平和管理水平以及对提高产品焊接质量控制。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
根据本发明的一个方面，提供了一种信息化焊接管理控制系统，其特征在于：包括设置在焊接车间内的一个或多个焊接设备和与所述焊接设备通信连接的焊接监控系统，所述焊接设备包括焊机电源、焊接机、网关服务器以及嵌入在所述焊机机内的数据采集系统和焊接信号控制器，所述焊机电源与所述焊接机以及嵌入在所述焊机机内的数据采集系统和焊接信号控制器电气连接，所述网关服务器和数据采集系统分别与所述焊接信号控制器电气连接，所述网关服务器与所述焊接监控系统进行通信连接。
上述方案进一步优选的，所述焊接监控系统包括群控服务器、云服务器、客户访问终端、用户访问终端和设置在焊接车间附件的现场服务器，所述群控服务器通过无线收发终端与所述网关服务器进行无线通信连接，所述群控服务器通过所述现场服务器分别与所述云服务器、客户访问终端和用户访问终端进行网络通信连接。
上述方案进一步优选的，所述无线收发终端采用Zigbee无线收发终端或WiFi无线收发终端进行无线通信。
上述方案进一步优选的，所述数据采集系统包括图像采集器、声音发生器、红外线感应器、电流感应器、电压感应器和RFID射频传感器，所述图像采集器、声音发生器、红外线感应器、电流感应器、电压感应器和RFID射频传感器分别与所述焊接信号控制器连接。
上述方案进一步优选的，所述网关服务器通过电力载波与所述焊接信号控制器进行电气通信连接。
上述方案进一步优选的，多个所述焊接设备采用总线对所述焊接机进行通信控制。
根据本发明的另一方面，提供了一种信息化焊接管理控制方法，在焊接车间内至少提供一个或多个焊接设备和与所述焊接设备通信连接的焊接监控系统，通过焊接设备进行焊接操作，并对焊接过程中对焊接现场的焊接参数进行采集；所述焊接监控系统实现获取焊接参数并用于监测焊接设备在焊接过程中工作状态的变化情况，以实现焊接工艺信息管理控制。
上述方案进一步优选的，所述焊接监控系统至少还配备有群控服务器、云服务器、客户访问终端、用户访问终端和设置在焊接车间附件的现场服务器，所述群控服务器至少为焊接设备配备一个设备管理单元、用户系统管理单元、生产管理单元、焊接数据管理单元、焊接工艺管理单元和焊接质量管理单元，以实现焊接工艺信息管理控制。
上述方案进一步优选的，用户访问终端上传焊接订单至用户系统管理单元而生成的焊接任务及其对应的焊接目标；客户访问终端根据焊接任务及其对应的焊接目标制定焊接工艺规范并下达焊接任务；通过生产管理单元对焊接工人和焊接设备进行身份识别，客户访问终端访问设备管理单元选取相应的焊接设备进行焊接操作；所述焊接数据管理单元获取监测和采集焊接工的焊接操作以及焊接设备在焊接现场的焊接参数；所述焊接工艺管理单元获取焊接参数并对焊接工艺进行管理控制，并将焊接操作过程中的焊接参数送入焊接质量管理单元生成焊接数据报告并将焊接数据报告进行上传和保存。
上述方案进一步优选的，所述生产管理单元包括焊工信息、焊材信息、工件信息和车间信息；所述焊接数据管理单元包括焊工工时统计、焊材消耗统计、能耗统计和焊接设备运行状况统计。
本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下技术效果：
根据本发明的焊接控制管理系统可实时监控焊接车间的焊接操作，实时进行远程监控现场焊接数据，本发明的焊接系统组网简单，维护方便，管理者可以根据现场需要随时调整焊接参数，提高了焊接车间的自动化水平和管理水平以及对提高产品焊接质量控制，防止焊接工人错误设置焊机参数，保证了焊接产品的工艺质量，从而实现管理与现场控制的紧密结合。
本发明实现了焊机状态实时监控、焊接参数在线监测和控制、焊接数据海量存储以及焊接数据统计、分析，通过群控服务器可以实现焊接参数的可控性、焊接质量的可追溯性和焊接材料消耗的统计，提升了焊接施工的生产管理水平。
附图说明
图1是本发明的一种信息化焊接管理控制系统的原理图；
图2是本发明的焊接设备的控制原理图；
图3是本发明的群控服务器的系统原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
如图1和图2所示，根据本发明的一种信息化焊接管理控制系统，包括设置在焊接车间内的一个或多个焊接设备和与所述焊接设备通信连接的焊接监控系统，所述焊接设备包括焊机电源、焊接机、网关服务器以及嵌入在所述焊机机内的数据采集系统和焊接信号控制器，所述焊机电源与所述焊接机以及嵌入在所述焊机机内的数据采集系统和焊接信号控制器电气连接，所述网关服务器和数据采集系统分别与所述焊接信号控制器电气连接，所述网关服务器与所述焊接监控系统进行通信连接，所述焊接信号控制器采用STM32F103VET6单片机控制芯片。在本发明中，所述焊接监控系统包括群控服务器、云服务器、客户访问终端、用户访问终端和设置在焊接车间附件的现场服务器，所述群控服务器通过无线收发终端与所述网关服务器进行无线通信连接，所述群控服务器通过所述现场服务器分别与所述云服务器、客户访问终端和用户访问终端进行网络通信连接，所述焊机电源通过无线通信模块与所述客户访问终端进行无线通信连接，所述现场服务器通过TCP/IP网络与所述云服务器进行网络通信连接，所述无线收发终端采用Zigbee无线收发终端或WiFi无线收发终端进行无线通信。通过采用Zigbee、WiFi等多种无线通信方式实现电焊机与群控服务器的连接，群控服务器可连入厂区/企业局域网，采集电焊机数据并保存本地，把数据上传到位于互联网上的云服务器，管理者可以通过客户访问终端(PC机或手机终端)来访问和控制群控服务器，管理者还可以根据现场需要随时调整焊接参数，从而对不同车间的电焊机进行管理和控制，用户也可通过用户访问终端(手机终端)以从互联网上的云服务器获取电焊机的数据和信息，管理者可以通过客户访问终端向所述焊机电源请求当前的电源焊接参数信息；所述焊接参数信息包括但不限于焊接电流、焊接电压和焊接功率，所述焊接电源根据请求向所述客户访问终端发送所述当前要进行焊接的焊接参数信息。
在本发明中，所述数据采集系统包括图像采集器、声音发生器、红外线感应器、电流感应器、电压感应器和RFID射频传感器，所述图像采集器、声音发生器、红外线感应器、电流感应器、电压感应器和RFID射频传感器分别与所述焊接信号控制器连接，所述网关服务器通过电力载波与所述焊接信号控制器进行电气通信连接，多个所述焊接设备采用总线对所述焊接机的通信进行控制。数据采集系统分别嵌入在焊接机内，其中电流感应器、电压感应器分别采集焊机过程中的电流和电压信号并传输至焊接信号控制器，用于监测电焊机在焊接过程中工作状态的变化情况，对焊接过程中焊接参数如峰值电流、峰值电压或功率等进行的动态分析、实时记录并送至焊接信号控制器存储以及上传至群控服务器进行远程传输和监控，根据检测的电流和电压信号进行焊接参数调整，以提高焊接成品的质量，图像采集器采集焊接车间以及焊接的实时工作状况以及焊接人员的工作情况，是否有按照安全规范要求进行焊接操作以及通过图形采集器检查焊接成品的质量等，例如每个焊接人员是否按规定佩戴安全帽、安全帽位置信息、姿态信息是否正确等；RFID射频传感器每个焊接人员佩戴固定的安全帽，RFID射频传感用于感应和存储每个焊接人员的身份信息、电焊机设备ID号和每个电焊机设备关联的焊工信息；红外线感应器用于监测电焊机周围的人员流动情况，避免电焊机周围人员遭受弧光辐射，当有其他非焊接人员进入焊接周围区域时启动声音发送装置进行报警提示，远程终端监控装置实时远程监控现场焊接数据，从而对提高焊接车间的自动化水平和管理水平以及对提高产品焊接质量控制。
根据本发明的另一个方面，采用一种信息化焊接管理控制系统进行焊接管理控制的方法，结合图1和图3所示，在焊接车间内至少提供一个或多个焊接设备和与所述焊接设备通信连接的焊接监控系统，通过焊接设备进行焊接操作，并对焊接过程中对焊接现场的焊接参数进行采集；所述焊接监控系统实现获取焊接参数并用于监测焊接设备在焊接过程中工作状态的变化情况，以实现焊接工艺信息管理控制。所述焊接监控系统至少还配备有群控服务器、云服务器、客户访问终端、用户访问终端和设置在焊接车间附件的现场服务器，所述群控服务器至少为焊接设备配备一个设备管理单元、用户系统管理单元、生产管理单元、焊接数据管理单元、焊接工艺管理单元和焊接质量管理单元，以实现焊接工艺信息管理控制；所述生产管理单元包括焊工信息、焊材信息、工件信息和车间信息；所述焊接数据管理单元包括焊工工时统计、焊材消耗统计、能耗统计和焊接设备运行状况统计，在本发明中，焊接管理控制的方法包括以下步骤：
步骤S1：用户访问终端上传焊接订单至用户系统管理单元而生成的焊接任务及其对应的焊接目标；客户访问终端根据焊接任务及其对应的焊接目标和焊接工艺规范并下达焊接任务；用户系统管理单元根据焊接订单和制定的工艺指导和焊接参数，经客户访问终端确认指令下达焊接任务，生产管理单元指焊接工人和焊接设备，防止焊接工人错误设置焊机参数，保证了焊接产品的工艺质量；
步骤S2：通过生产管理单元对焊接工人和焊接设备进行身份识别；存储RFID射频传感感应并上传每个焊接人员的身份信息、电焊机设备ID号和每个电焊机设备关联的焊工信息，实现焊人员的焊工考勤、工作量数据、焊接工作时间、焊材耗量的统计分析做准备，客户访问终端访问设备管理单元选取相应的焊接设备进行焊接操作；例如，向所述焊机电源请求当前的电源焊接参数信息；所述焊接参数信息包括但不限于焊接电流、焊接电压和焊接功率，所述焊接电源根据请求向所述客户访问终端发送所述当前要进行焊接的焊接参数信息；
步骤S3：所述焊接数据管理单元获取监测和采集焊接工的焊接操作以及焊接设备在焊接现场的焊接参数；其参数主要包括所有焊工工时统计、焊材消耗统计(焊丝气丝月消耗量)、能耗统计、焊接设备运行统计(每个月运行的时间等)；
步骤S4：所述焊接工艺管理单元获取焊接参数并对焊接工艺进行管理控制，并将焊接操作过程中的焊接参数送入焊接质量管理单元生成焊接数据报告并将焊接数据报告进行上传和保存，将焊工身份信息、电焊机设备ID、焊工信息编分类归档并制成焊接数据报告进行上传和保存；所述焊接工艺管理单元对获取的焊接参数制定出焊接工艺规范和工艺指导意见并对焊接的历史数据进行查询和焊接质量进行评估，焊接工艺规范包括预流时间、上升时间、电焊时间下烧时间、热电流大小、峰值电流、脉冲电流、火口电流、初期电流、基值电流、脉冲频率和滞后气流等。
在本发明中，所述焊接参数包括电流感应器、电压感应器分别采集焊机过程中的电流和电压信号，用于监测电焊机在焊接过程中工作状态的变化情况，以及包括对焊接过程中焊接参数如峰值电流、峰值电压或功率等进行的动态分析，在焊接过程中实时记录并送至焊接信号控制器存储以及上传至群控服务器进行远程传输和监控，根据检测的电流和电压信号进行焊接参数调整，以提高焊接成品的质量，以及图像采集器采集焊接车间以及焊接的实时工作状况以及焊接人员的工作情况，是否有按照安全规范要求进行焊接操作以及通过图形采集器检查焊接成品的质量等，例如每个焊接人员是否按规定佩戴安全帽、安全帽位置信息、姿态信息是否正确等；以及RFID射频传感器每个焊接人员佩戴固定的安全帽，RFID射频传感感应和存储每个焊接人员的身份信息、电焊机设备ID号和每个电焊机设备关联的焊工信息；以及红外线感应器用于监测电焊机周围的人员流动情况，避免电焊机周围人员遭受弧光辐射，当有其他非焊接人员进入焊接周围区域时启动声音发送装置进行报警提示，远程终端监控装置实时远程监控现场焊接数据，从而对提高焊接车间的自动化水平和管理水平以及对提高产品焊接质量控制。所述焊接参数不仅包括焊接的电流和电压，还包括焊速、环境温度、焊工、焊材、施焊开始时间、施焊结束时间、焊后冷却时间、焊接后有无损探伤等信息。
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，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种信息化焊接管理控制系统，其特征在于：包括设置在焊接车间内的一个或多个焊接设备和与所述焊接设备通信连接的焊接监控系统，所述焊接设备包括焊机电源、焊接机、网关服务器以及嵌入在所述焊机机内的数据采集系统和焊接信号控制器，所述焊机电源与所述焊接机以及嵌入在所述焊机机内的数据采集系统和焊接信号控制器电气连接，所述网关服务器和数据采集系统分别与所述焊接信号控制器电气连接，所述网关服务器与所述焊接监控系统进行通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种信息化焊接管理控制系统，其特征在于：所述焊接监控系统包括群控服务器、云服务器、客户访问终端、用户访问终端和设置在焊接车间附件的现场服务器，所述群控服务器通过无线收发终端与所述网关服务器进行无线通信连接，所述群控服务器通过所述现场服务器分别与所述云服务器、客户访问终端和用户访问终端进行网络通信连接。
3.根据权利要求2所述的一种信息化焊接管理控制系统，其特征在于：所述无线收发终端采用Zigbee无线收发终端或WiFi无线收发终端进行无线通信。
4.根据权利要求1所述的一种信息化焊接管理控制系统，其特征在于：所述数据采集系统包括图像采集器、声音发生器、红外线感应器、电流感应器、电压感应器和RFID射频传感器，所述图像采集器、声音发生器、红外线感应器、电流感应器、电压感应器和RFID射频传感器分别与所述焊接信号控制器连接。
5.根据权利要求1所述的一种信息化焊接管理控制系统，其特征在于：所述网关服务器通过电力载波与所述焊接信号控制器进行电气通信连接。
6.根据权利要求1所述的一种信息化焊接管理控制系统，其特征在于：多个所述焊接设备采用总线对所述焊接机进行通信控制。
7.一种利用权利要求1或2所述的一种信息化焊接管理控制系统进行焊接管理控制的方法，其特征在于：在焊接车间内至少提供一个或多个焊接设备和与所述焊接设备通信连接的焊接监控系统，通过焊接设备进行焊接操作，并对焊接过程中对焊接现场的焊接参数进行采集；所述焊接监控系统实现获取焊接参数并用于监测焊接设备在焊接过程中工作状态的变化情况，以实现焊接工艺信息管理控制。
8.根据权利要求7所述的一种信息化焊接管理控制方法，其特征在于：所述焊接监控系统至少还配备有群控服务器、云服务器、客户访问终端、用户访问终端和设置在焊接车间附件的现场服务器，所述群控服务器至少为焊接设备配备一个设备管理单元、用户系统管理单元、生产管理单元、焊接数据管理单元、焊接工艺管理单元和焊接质量管理单元，以实现焊接工艺信息管理控制。
9.根据权利要求8所述的一种信息化焊接管理控制方法，其特征在于：
用户访问终端上传焊接订单至用户系统管理单元而生成的焊接任务及其对应的焊接目标；客户访问终端根据焊接任务及其对应的焊接目标制定焊接工艺规范并下达焊接任务；
通过生产管理单元对焊接工人和焊接设备进行身份识别，客户访问终端访问设备管理单元选取相应的焊接设备进行焊接操作；
所述焊接数据管理单元获取监测和采集焊接工的焊接操作以及焊接设备在焊接现场的焊接参数；
所述焊接工艺管理单元获取焊接参数并对焊接工艺进行管理控制，并将焊接操作过程中的焊接参数送入焊接质量管理单元生成焊接数据报告并将焊接数据报告进行上传和保存。
10.根据权利要求9所述的一种信息化焊接管理控制方法，其特征在于：所述生产管理单元包括焊工信息、焊材信息、工件信息和车间信息；所述焊接数据管理单元包括焊工工时统计、焊材消耗统计、能耗统计和焊接设备运行状况统计。
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