CN116346870A - 基于加工质量实时监控的工业物联网系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于加工质量实时监控的工业物联网系统及控制方法，包括依次连接的服务平台、管理平台和传感网络平台，管理平台包括：第一通信单元通过传感网络平台获取生产流水线上的数据；分析单元根据第三监测数据分析目标工件的残余应力释放情况；控制单元根据第一监测数据计算配置于生产流水线上的水火加工设备的加工参数，并生成水火加工设备的启停信号。本发明基于加工质量实时监控的工业物联网系统及控制方法，通过上述方案，有效的降低了精细水火加工中板材残余应力对板材加工的影响，对于水火加工中产生的残余应力也有一定程度的缓解，有效的提高了加工成品率。
Description
技术领域
本发明涉及物联网技术，具体涉及基于加工质量实时监控的工业物联网系统及控制方法。
背景技术
水火弯板是指沿预定的加热线用氧-乙炔烘炬对板材进行局部线状加热，并用水跟踪冷却（或让其自然冷却），使板产生局部塑性变形，从而将板材弯成所要求的曲面形状的一种弯板方法。有的国家称为线状加热法。水火弯板是大多数船舶制造，钢结构等重工企业弯制复杂曲度板和船体内部大型构件的主要工艺方法。
由于水火弯板技术相比冲压和冷加工技术来说，产生的残余应力较小，所以在水火弯板加工控制技术大幅提高的前提下，其已经开始被应用于部分小微型构件的加工中。但是对于小微型构件来说，其厚度较小，通常需要更精确的温度控制来实现水火弯板，同时小微型构件自身的残余应力对水火弯板加工的影响也较大。
发明内容
为了至少克服现有技术中的上述不足，本申请的目的在于提供基于加工质量实时监控的工业物联网系统及控制方法。
第一方面，本申请实施例提供了基于加工质量实时监控的工业物联网系统，包括依次连接的服务平台、管理平台和传感网络平台，所述管理平台包括：
第一通信单元，被配置为通过所述传感网络平台获取生产流水线上的第一监测数据、第二监测数据和第三监测数据；所述第一监测数据为配置于所述生产流水线的图像采集设备采集的目标工件的弯曲数据；所述第二监测数据为配置于所述生产流水线的红外温度传感器采集的所述目标工件厚度方向的温度梯度数据；所述第三监测数据为所述生产流水线的光纤阵列采集的所述目标工件的材料表面速度；
分析单元，被配置为根据所述第三监测数据分析所述目标工件的残余应力释放情况；
控制单元，被配置为根据所述第一监测数据计算配置于所述生产流水线上的水火加工设备的加工参数，并根据所述残余应力释放情况、所述第二监测数据和所述第一监测数据生成所述水火加工设备的启停信号；
第二通信单元，被配置为将第一监测数据、第二监测数据、第三监测数据、加工参数和启停信号通过所述服务平台发送至用户平台向用户展示；
第一通信单元还被配置为将所述加工参数和所述启停信号通过所述传感网络平台发送至所述生产流水线上的所述水火加工设备。
本申请实施例实施时，需要先获取第一监测数据、第二监测数据和第三监测数据，应用于现有技术中的五平台结构时，生产流水线是配置于对象平台的，第一监测数据、第二监测数据和第三监测数据对应的采集设备也是配置于对象平台的，第一监测数据、第二监测数据和第三监测数据可以通过传感网络平台传送至管理平台并通过管理平台进行处理。
其中，第一监测数据通过机器视觉技术进行采集，主要通过图像采集设备从侧方拍摄目标工件，并进行视觉识别获取弯曲曲线作为弯曲数据；应当理解的是，进行水火加工的设备一般为板件材料，对于单曲面加工的板件材料只需要一个机器视觉设备就可以进行弯曲数据的采集，而对于双曲面加工的板材材料需要至少两个机器视觉设备进行弯曲数据的采集。第二监测数据的获取可以通过精度较高的红外温度传感器进行目标工件厚度方向的温度采集以获取温度梯度数据，温度梯度数据是进行水火加工的重要参考数据，其会决定最终目标工件的弯曲速率和弯曲程度，其属于现有技术，本申请实施例对此不多做限定。第三监测数据的获取可以采用光纤阵列进行采集，本领域技术人员可以采用线性布置的光纤阵列也可以采用其他方式的光纤阵列，采用光纤阵列进行物体表面速度检测属于现有技术，其工作原理是通过光纤阵列发射光线，并通过光纤阵列采集反射光，通过频谱干涉产生干涉条纹后获得具体的表面速度；为了简化生产线成本，在本申请实施例中所使用的光纤阵列不需要进行干涉条纹的生成，而只需要比对反射光线的相位即可实现对第三监测数据的采集。换而言之，就是在本申请实施例中，不需要获得具体的表面速度，而是将获取的相位差作为所述的第三监测数据。
本申请实施例实施时，目标工件在进行水火加工时，随着温度的升高，目标工件内的残余应力也会释放出来，其主要表现在于应力重分布，应力重分布会一定程度的表现到目标工件的表面速度的变化上，应力重分布区域的表面速度会和其他区域的表面速度表现出差异，所以在本申请实施例中，通过分析单元可以分析出残余应力释放情况。具体的可以通过光纤阵列发射同一相位的光线，并比对反射光线的相位进行，反射光线相位差达到一定程度的，即认为对应的区域为残余应力释放的区域，并进行重点关注。
本申请实施例中，可以通过第一监测数据和实际需要加工到的曲线进行比对生成相应的加工参数，此为现有技术，本申请实施例不多做复述；同时可以通过所述残余应力释放情况、所述第二监测数据和所述第一监测数据控制加工过程的开启和暂停，具体的来说，可以在应力释放达到某种程度时暂停加工，让残余应力释放完毕或释放到一定程度时再次开始加工，减少工件加工所产生的破损，并且由于水火加工的基本原理，其也会产生相应的温度应力并残存一部分在工件中，所以通过这样的多次加工，也可以将前期水火加工产生的温度应力进行释放，有效的提高了加工的成品率。本申请实施例通过上述方案，有效的降低了精细水火加工中板材残余应力对板材加工的影响，对于水火加工中产生的残余应力也有一定程度的缓解，有效的提高了加工成品率。
在一种可能的实现方式中，所述光纤阵列为线性阵列，且所述线性阵列平行于所述目标工件受热区的轴线；所述第三监测数据为沿所述目标工件受热区的轴线排布的一组表面速度数据；
所述分析单元还被配置为：
比对同一组表面速度数据的差异作为差异数据，当任意表面速度数据与其他表面速度数据的差异达到第一预设值时，判断该表面速度数据对应的目标工件位置为应力重分布区域。
在一种可能的实现方式中，所述控制单元还被配置为：
当发现所述应力重分布区域时，根据所述第二监测数据从第一数据库中提取对应所述第二监测数据的表面速度阈值作为第二预设值；
当对应的表面速度数据与其他表面速度数据的差异达到所述第二预设值时，生成所述水火加工设备的临停信号；
当所述水火加工设备接收所述临停信号并停机后，通过所述分析单元计算差异数据，并在所述差异数据归零后生成所述水火加工设备的开机信号。
在一种可能的实现方式中，控制单元还被配置为：
获取所述目标工件的目标弯曲数据；
根据所述目标弯曲数据查询第二数据库，获取所述目标弯曲数据在当前环境和材料情况下对应的应当停机的停机弯曲数据；
当所述第一监测数据达到所述停机弯曲数据时，生成水火加工设备的停机信号。
在一种可能的实现方式中，所述控制单元还被配置为：
生成所述水火加工设备的开机信号时，根据当前的所述第一监测数据和所述停机弯曲数据之间的差异计算所述水火加工设备的加工参数；所述加工参数包括加热温度、空气冷却时机和水冷却时机。
在一种可能的实现方式中，所述服务平台包括服务总平台和至少两个服务分平台，所述服务总平台用于接收管理平台所传输的数据；所述服务分平台接收所述服务总平台传输的数据，并发送至对应的用户平台上的终端设备向用户展示；
所述管理平台包括管理总平台和至少两个管理分平台；所述管理总平台接收所述传感网络平台发送的数据，并进行相应的数据计算；所述管理分平台对不同类型的数据进行数据转码后发送至所述服务平台；
所述传感网络平台用于接收生产线上不同类型的数据并发送管理平台。
第二方面，本申请实施例提供了基于加工质量实时监控的工业物联网控制方法，所述控制方法由所述管理平台执行；
所述控制方法包括：
通过所述传感网络平台获取生产流水线上的第一监测数据、第二监测数据和第三监测数据；所述第一监测数据为配置于所述生产流水线的图像采集设备采集的目标工件的弯曲数据；所述第二监测数据为配置于所述生产流水线的红外温度传感器采集的所述目标工件厚度方向的温度梯度数据；所述第三监测数据为所述生产流水线的光纤阵列采集的所述目标工件的材料表面速度；
根据所述第三监测数据分析所述目标工件的残余应力释放情况；
根据所述第一监测数据计算配置于所述生产流水线上的水火加工设备的加工参数，并根据所述残余应力释放情况、所述第二监测数据和所述第一监测数据生成所述水火加工设备的启停信号；
将第一监测数据、第二监测数据、第三监测数据、加工参数和启停信号通过所述服务平台发送至用户平台向用户展示；
将所述加工参数和所述启停信号通过所述传感网络平台发送至所述生产流水线上的所述水火加工设备。
在一种可能的实现方式中，所述光纤阵列为线性阵列，且所述线性阵列平行于所述目标工件受热区的轴线；所述第三监测数据为沿所述目标工件受热区的轴线排布的一组表面速度数据；
根据所述第三监测数据和所述第二监测数据分析所述目标工件的残余应力释放情况包括：
比对同一组表面速度数据的差异作为差异数据，当任意表面速度数据与其他表面速度数据的差异达到第一预设值时，判断该表面速度数据对应的目标工件位置为应力重分布区域。
在一种可能的实现方式中，根据所述残余应力释放情况、所述第二监测数据和所述第一监测数据生成所述水火加工设备的启停信号包括：
当发现所述应力重分布区域时，根据所述第二监测数据从第一数据库中提取对应所述第二监测数据的表面速度阈值作为第二预设值；
当对应的表面速度数据与其他表面速度数据的差异达到所述第二预设值时，生成所述水火加工设备的临停信号；
当所述水火加工设备接收所述临停信号并停机后，通过所述分析单元计算差异数据，并在所述差异数据归零后生成所述水火加工设备的开机信号。
在一种可能的实现方式中，根据所述残余应力释放情况、所述第二监测数据和所述第一监测数据生成所述水火加工设备的启停信号包括：
获取所述目标工件的目标弯曲数据；
根据所述目标弯曲数据查询第二数据库，获取所述目标弯曲数据在当前环境和材料情况下对应的应当停机的停机弯曲数据；
当所述第一监测数据达到所述停机弯曲数据时，生成水火加工设备的停机信号。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明基于加工质量实时监控的工业物联网系统及控制方法，通过上述方案，有效的降低了精细水火加工中板材残余应力对板材加工的影响，对于水火加工中产生的残余应力也有一定程度的缓解，有效的提高了加工成品率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本申请实施例结构示意图；
图2为本申请实施例方法步骤示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本申请中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请实施例的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其它操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
另外，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
为了便于对上述的基于加工质量实时监控的工业物联网系统进行阐述，请结合参考图1，提供了本发明实施例所公开的基于加工质量实时监控的工业物联网系统的通信架构示意图。其中，包括依次连接的用户平台、服务平台、管理平台、传感网络平台和对象平台，对象平台被配置为生产线上的不同设备，如机器视觉识别设备、水火加工设备、光纤阵列和红外温度传感器等设备，所述管理平台包括：
第一通信单元，被配置为通过所述传感网络平台获取生产流水线上的第一监测数据、第二监测数据和第三监测数据；所述第一监测数据为配置于所述生产流水线的图像采集设备采集的目标工件的弯曲数据；所述第二监测数据为配置于所述生产流水线的红外温度传感器采集的所述目标工件厚度方向的温度梯度数据；所述第三监测数据为所述生产流水线的光纤阵列采集的所述目标工件的材料表面速度；
分析单元，被配置为根据所述第三监测数据分析所述目标工件的残余应力释放情况；
控制单元，被配置为根据所述第一监测数据计算配置于所述生产流水线上的水火加工设备的加工参数，并根据所述残余应力释放情况、所述第二监测数据和所述第一监测数据生成所述水火加工设备的启停信号；
第二通信单元，被配置为将第一监测数据、第二监测数据、第三监测数据、加工参数和启停信号通过所述服务平台发送至用户平台向用户展示；
第一通信单元还被配置为将所述加工参数和所述启停信号通过所述传感网络平台发送至所述生产流水线上的所述水火加工设备。
本申请实施例实施时，需要先获取第一监测数据、第二监测数据和第三监测数据，应用于现有技术中的五平台结构时，生产流水线是配置于对象平台的，第一监测数据、第二监测数据和第三监测数据对应的采集设备也是配置于对象平台的，第一监测数据、第二监测数据和第三监测数据可以通过传感网络平台传送至管理平台并通过管理平台进行处理。
其中，第一监测数据通过机器视觉技术进行采集，主要通过图像采集设备从侧方拍摄目标工件，并进行视觉识别获取弯曲曲线作为弯曲数据；应当理解的是，进行水火加工的设备一般为板件材料，对于单曲面加工的板件材料只需要一个机器视觉设备就可以进行弯曲数据的采集，而对于双曲面加工的板材材料需要至少两个机器视觉设备进行弯曲数据的采集。第二监测数据的获取可以通过精度较高的红外温度传感器进行目标工件厚度方向的温度采集以获取温度梯度数据，温度梯度数据是进行水火加工的重要参考数据，其会决定最终目标工件的弯曲速率和弯曲程度，其属于现有技术，本申请实施例对此不多做限定。第三监测数据的获取可以采用光纤阵列进行采集，本领域技术人员可以采用线性布置的光纤阵列也可以采用其他方式的光纤阵列，采用光纤阵列进行物体表面速度检测属于现有技术，其工作原理是通过光纤阵列发射光线，并通过光纤阵列采集反射光，通过频谱干涉产生干涉条纹后获得具体的表面速度；为了简化生产线成本，在本申请实施例中所使用的光纤阵列不需要进行干涉条纹的生成，而只需要比对反射光线的相位即可实现对第三监测数据的采集。换而言之，就是在本申请实施例中，不需要获得具体的表面速度，而是将获取的相位差作为所述的第三监测数据。
本申请实施例实施时，目标工件在进行水火加工时，随着温度的升高，目标工件内的残余应力也会释放出来，其主要表现在于应力重分布，应力重分布会一定程度的表现到目标工件的表面速度的变化上，应力重分布区域的表面速度会和其他区域的表面速度表现出差异，所以在本申请实施例中，通过分析单元可以分析出残余应力释放情况。具体的可以通过光纤阵列发射同一相位的光线，并比对反射光线的相位进行，反射光线相位差达到一定程度的，即认为对应的区域为残余应力释放的区域，并进行重点关注。
本申请实施例中，可以通过第一监测数据和实际需要加工到的曲线进行比对生成相应的加工参数，此为现有技术，本申请实施例不多做复述；同时可以通过所述残余应力释放情况、所述第二监测数据和所述第一监测数据控制加工过程的开启和暂停，具体的来说，可以在应力释放达到某种程度时暂停加工，让残余应力释放完毕或释放到一定程度时再次开始加工，减少工件加工所产生的破损，并且由于水火加工的基本原理，其也会产生相应的温度应力并残存一部分在工件中，所以通过这样的多次加工，也可以将前期水火加工产生的温度应力进行释放，有效的提高了加工的成品率。本申请实施例通过上述方案，有效的降低了精细水火加工中板材残余应力对板材加工的影响，对于水火加工中产生的残余应力也有一定程度的缓解，有效的提高了加工成品率。
在一种可能的实现方式中，所述光纤阵列为线性阵列，且所述线性阵列平行于所述目标工件受热区的轴线；所述第三监测数据为沿所述目标工件受热区的轴线排布的一组表面速度数据；
所述分析单元还被配置为：
比对同一组表面速度数据的差异作为差异数据，当任意表面速度数据与其他表面速度数据的差异达到第一预设值时，判断该表面速度数据对应的目标工件位置为应力重分布区域。
本申请实施例实施时，示出了应力重分布区域检测的一种具体的方案，在本申请实施例中，任意表面速度数据与其他表面速度数据的差异一般采用相位差的差异，即光纤阵列中，任意一组光纤传感器的发射光-反射光的相位差与其他光纤传感器的相位差差异达到第一预设值。
在一种可能的实现方式中，所述控制单元还被配置为：
当发现所述应力重分布区域时，根据所述第二监测数据从第一数据库中提取对应所述第二监测数据的表面速度阈值作为第二预设值；
当对应的表面速度数据与其他表面速度数据的差异达到所述第二预设值时，生成所述水火加工设备的临停信号；
当所述水火加工设备接收所述临停信号并停机后，通过所述分析单元计算差异数据，并在所述差异数据归零后生成所述水火加工设备的开机信号。
本申请实施例实施时，厚度方向不同的温度梯度会影响加工的结果，也会影响应力释放的过程，即在不同温度条件下的可以容忍的应力重分布的程度也是不同的；所以在本申请实施例中，需要从预设的第一数据库中提取对应第二监测数据的第二预设值。第一数据库可以通过表格的方式实现，便于查找，同时应当理解的是，不同厚度和不同材料的目标工件都需要对应不同的数据库。
在本申请实施例中，需要在对应的表面速度数据与其他表面速度数据的差异达到所述第二预设值时控制水火加工设备临时停机，停止对目标工件的加热和冷却，让残余应力释放的过程持续进行，直至其所表现出的表面速度的差异归零，再开机进行加工，如此反复进行直至完成目标工件的水火加工。通过这样反复加工的方式，可以逐次的向目标工件的目标曲线进行逼近，并且可以充分的释放目标工件自身存在的残余应力和水火加工中新产生的残余应力。
在一种可能的实现方式中，控制单元还被配置为：
获取所述目标工件的目标弯曲数据；
根据所述目标弯曲数据查询第二数据库，获取所述目标弯曲数据在当前环境和材料情况下对应的应当停机的停机弯曲数据；
当所述第一监测数据达到所述停机弯曲数据时，生成水火加工设备的停机信号。
本申请实施例实施时，本申请实施例实施时，由于水火加工具有一定的延迟性，即停机时，残余的温度梯度还会使得工件继续弯曲，所以需要配置预设的第二数据库。其中停机弯曲数据是指，在停机弯曲数据的情况下停止加工后，目标工件在当前的环境条件下自然冷却到常温时达到目标弯曲数据的数据。
在一种可能的实现方式中，所述控制单元还被配置为：
生成所述水火加工设备的开机信号时，根据当前的所述第一监测数据和所述停机弯曲数据之间的差异计算所述水火加工设备的加工参数；所述加工参数包括加热温度、空气冷却时机和水冷却时机。
本申请实施例实施时，每次重新开机时，需要重新明确当前的加工参数，以重新适应当前目标工件的弯曲程度，对于整体加工工序来说，每一段开机到停机的过程中都需要重新设定相应的参数数据，这样相当于通过逼近的方式逐层的向目标弯曲数据靠拢，一方面可以充分的释放残余应力，另一方面可以有效的提高加工精度，避免因过加工引起的废品产生。
在一种可能的实现方式中，所述服务平台包括服务总平台和至少两个服务分平台，所述服务总平台用于接收管理平台所传输的数据；所述服务分平台接收所述服务总平台传输的数据，并发送至对应的用户平台上的终端设备向用户展示；
所述管理平台包括管理总平台和至少两个管理分平台；所述管理总平台接收所述传感网络平台发送的数据，并进行相应的数据计算；所述管理分平台对不同类型的数据进行数据转码后发送至所述服务平台；
所述传感网络平台用于接收生产线上不同类型的数据并发送管理平台。
在上述基础上，请结合参阅图2，为本发明实施例所提供的基于加工质量实时监控的工业物联网控制方法的流程示意图，所述基于加工质量实时监控的工业物联网控制方法可以应用于图1中的基于加工质量实时监控的工业物联网系统，进一步地，所述基于加工质量实时监控的工业物联网控制方法由所述管理平台执行，具体可以包括以下步骤S1-步骤S5所描述的内容。
S1：通过所述传感网络平台获取生产流水线上的第一监测数据、第二监测数据和第三监测数据；所述第一监测数据为配置于所述生产流水线的图像采集设备采集的目标工件的弯曲数据；所述第二监测数据为配置于所述生产流水线的红外温度传感器采集的所述目标工件厚度方向的温度梯度数据；所述第三监测数据为所述生产流水线的光纤阵列采集的所述目标工件的材料表面速度；
S2：根据所述第三监测数据分析所述目标工件的残余应力释放情况；
S3：根据所述第一监测数据计算配置于所述生产流水线上的水火加工设备的加工参数，并根据所述残余应力释放情况、所述第二监测数据和所述第一监测数据生成所述水火加工设备的启停信号；
S4：将第一监测数据、第二监测数据、第三监测数据、加工参数和启停信号通过所述服务平台发送至用户平台向用户展示；
S5：将所述加工参数和所述启停信号通过所述传感网络平台发送至所述生产流水线上的所述水火加工设备。
在一种可能的实现方式中，所述光纤阵列为线性阵列，且所述线性阵列平行于所述目标工件受热区的轴线；所述第三监测数据为沿所述目标工件受热区的轴线排布的一组表面速度数据；
根据所述第三监测数据和所述第二监测数据分析所述目标工件的残余应力释放情况包括：
比对同一组表面速度数据的差异作为差异数据，当任意表面速度数据与其他表面速度数据的差异达到第一预设值时，判断该表面速度数据对应的目标工件位置为应力重分布区域。
在一种可能的实现方式中，根据所述残余应力释放情况、所述第二监测数据和所述第一监测数据生成所述水火加工设备的启停信号包括：
当发现所述应力重分布区域时，根据所述第二监测数据从第一数据库中提取对应所述第二监测数据的表面速度阈值作为第二预设值；
当对应的表面速度数据与其他表面速度数据的差异达到所述第二预设值时，生成所述水火加工设备的临停信号；
当所述水火加工设备接收所述临停信号并停机后，通过所述分析单元计算差异数据，并在所述差异数据归零后生成所述水火加工设备的开机信号。
在一种可能的实现方式中，根据所述残余应力释放情况、所述第二监测数据和所述第一监测数据生成所述水火加工设备的启停信号包括：
获取所述目标工件的目标弯曲数据；
根据所述目标弯曲数据查询第二数据库，获取所述目标弯曲数据在当前环境和材料情况下对应的应当停机的停机弯曲数据；
当所述第一监测数据达到所述停机弯曲数据时，生成水火加工设备的停机信号。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显然本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网格设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.基于加工质量实时监控的工业物联网系统，包括依次连接的服务平台、管理平台和传感网络平台，其特征在于，所述管理平台包括：
第一通信单元，被配置为通过所述传感网络平台获取生产流水线上的第一监测数据、第二监测数据和第三监测数据；所述第一监测数据为配置于所述生产流水线的图像采集设备采集的目标工件的弯曲数据；所述第二监测数据为配置于所述生产流水线的红外温度传感器采集的所述目标工件厚度方向的温度梯度数据；所述第三监测数据为所述生产流水线的光纤阵列采集的所述目标工件的材料表面速度；
分析单元，被配置为根据所述第三监测数据分析所述目标工件的残余应力释放情况；
控制单元，被配置为根据所述第一监测数据计算配置于所述生产流水线上的水火加工设备的加工参数，并根据所述残余应力释放情况、所述第二监测数据和所述第一监测数据生成所述水火加工设备的启停信号；
第二通信单元，被配置为将第一监测数据、第二监测数据、第三监测数据、加工参数和启停信号通过所述服务平台发送至用户平台向用户展示；
第一通信单元还被配置为将所述加工参数和所述启停信号通过所述传感网络平台发送至所述生产流水线上的所述水火加工设备。
2.根据权利要求1所述的基于加工质量实时监控的工业物联网系统，其特征在于，所述光纤阵列为线性阵列，且所述线性阵列平行于所述目标工件受热区的轴线；所述第三监测数据为沿所述目标工件受热区的轴线排布的一组表面速度数据；
所述分析单元还被配置为：
比对同一组表面速度数据的差异作为差异数据，当任意表面速度数据与其他表面速度数据的差异达到第一预设值时，判断该表面速度数据对应的目标工件位置为应力重分布区域。
3.根据权利要求2所述的基于加工质量实时监控的工业物联网系统，其特征在于，所述控制单元还被配置为：
当发现所述应力重分布区域时，根据所述第二监测数据从第一数据库中提取对应所述第二监测数据的表面速度阈值作为第二预设值；
当对应的表面速度数据与其他表面速度数据的差异达到所述第二预设值时，生成所述水火加工设备的临停信号；
当所述水火加工设备接收所述临停信号并停机后，通过所述分析单元计算差异数据，并在所述差异数据归零后生成所述水火加工设备的开机信号。
4.根据权利要求3所述的基于加工质量实时监控的工业物联网系统，其特征在于，控制单元还被配置为：
获取所述目标工件的目标弯曲数据；
根据所述目标弯曲数据查询第二数据库，获取所述目标弯曲数据在当前环境和材料情况下对应的应当停机的停机弯曲数据；
当所述第一监测数据达到所述停机弯曲数据时，生成水火加工设备的停机信号。
5.根据权利要求4所述的基于加工质量实时监控的工业物联网系统，其特征在于，所述控制单元还被配置为：
生成所述水火加工设备的开机信号时，根据当前的所述第一监测数据和所述停机弯曲数据之间的差异计算所述水火加工设备的加工参数；所述加工参数包括加热温度、空气冷却时机和水冷却时机。
6.根据权利要求1~5任意一项所述的基于加工质量实时监控的工业物联网系统，其特征在于，所述服务平台包括服务总平台和至少两个服务分平台，所述服务总平台用于接收管理平台所传输的数据；所述服务分平台接收所述服务总平台传输的数据，并发送至对应的用户平台上的终端设备向用户展示；
所述管理平台包括管理总平台和至少两个管理分平台；所述管理总平台接收所述传感网络平台发送的数据，并进行相应的数据计算；所述管理分平台对不同类型的数据进行数据转码后发送至所述服务平台；
所述传感网络平台用于接收生产线上不同类型的数据并发送管理平台。
7.应用于权利要求1~6任意一项所述工业物联网系统的基于加工质量实时监控的工业物联网控制方法，其特征在于，所述控制方法由所述管理平台执行；
所述控制方法包括：
通过所述传感网络平台获取生产流水线上的第一监测数据、第二监测数据和第三监测数据；所述第一监测数据为配置于所述生产流水线的图像采集设备采集的目标工件的弯曲数据；所述第二监测数据为配置于所述生产流水线的红外温度传感器采集的所述目标工件厚度方向的温度梯度数据；所述第三监测数据为所述生产流水线的光纤阵列采集的所述目标工件的材料表面速度；
根据所述第三监测数据分析所述目标工件的残余应力释放情况；
根据所述第一监测数据计算配置于所述生产流水线上的水火加工设备的加工参数，并根据所述残余应力释放情况、所述第二监测数据和所述第一监测数据生成所述水火加工设备的启停信号；
将第一监测数据、第二监测数据、第三监测数据、加工参数和启停信号通过所述服务平台发送至用户平台向用户展示；
将所述加工参数和所述启停信号通过所述传感网络平台发送至所述生产流水线上的所述水火加工设备。
8.根据权利要求7所述的基于加工质量实时监控的工业物联网控制方法，其特征在于，所述光纤阵列为线性阵列，且所述线性阵列平行于所述目标工件受热区的轴线；所述第三监测数据为沿所述目标工件受热区的轴线排布的一组表面速度数据；
根据所述第三监测数据和所述第二监测数据分析所述目标工件的残余应力释放情况包括：
比对同一组表面速度数据的差异作为差异数据，当任意表面速度数据与其他表面速度数据的差异达到第一预设值时，判断该表面速度数据对应的目标工件位置为应力重分布区域。
9.根据权利要求8所述的基于加工质量实时监控的工业物联网控制方法，其特征在于，根据所述残余应力释放情况、所述第二监测数据和所述第一监测数据生成所述水火加工设备的启停信号包括：
当发现所述应力重分布区域时，根据所述第二监测数据从第一数据库中提取对应所述第二监测数据的表面速度阈值作为第二预设值；
当对应的表面速度数据与其他表面速度数据的差异达到所述第二预设值时，生成所述水火加工设备的临停信号；
当所述水火加工设备接收所述临停信号并停机后，通过所述分析单元计算差异数据，并在所述差异数据归零后生成所述水火加工设备的开机信号。
10.根据权利要求9所述的基于加工质量实时监控的工业物联网控制方法，其特征在于，根据所述残余应力释放情况、所述第二监测数据和所述第一监测数据生成所述水火加工设备的启停信号包括：
获取所述目标工件的目标弯曲数据；
根据所述目标弯曲数据查询第二数据库，获取所述目标弯曲数据在当前环境和材料情况下对应的应当停机的停机弯曲数据；
当所述第一监测数据达到所述停机弯曲数据时，生成水火加工设备的停机信号。
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