目前在各類大中型焊接生產過程中，普遍依賴手工焊接，從而對整個焊接過程的管控存在一定難度。為了統(tǒng)一管理焊接設備、工藝文件、焊接人員、焊接過程等各個環(huán)節(jié)，德州迪格特電子科技有限公司根據(jù)焊接生產的實際情況和要求，通過采用智能信息采集模塊和網(wǎng)絡技術，開發(fā)了焊機聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。系統(tǒng)將焊接技術、信息技術、通信控制和管理理念相融合，基于模擬與數(shù)字化焊機焊接數(shù)據(jù)的實時采集、實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)儲存、顯示以及對人員管理和焊機設備管理等功能，實現(xiàn)了焊接設備、工藝文件、焊接人員、焊接過程、焊材、能耗等參數(shù)的統(tǒng)一管理，能夠在很大程度上提高焊接效率、提升綜合管理能力、保障焊接質量，同時在生產過程優(yōu)化、人員設備管理以及資源調配等方面為管理人員提供重要的數(shù)據(jù)支持。

1 聯(lián)網(wǎng)化焊機數(shù)據(jù)智能管理系統(tǒng)

通過智能化焊機的改造組網(wǎng),基于焊接過程管理系統(tǒng)構建焊機與管理系統(tǒng)、焊機與焊機、焊機與人之間的信息通訊環(huán)境,實現(xiàn)MES等信息系統(tǒng)下發(fā)到車間的數(shù)據(jù)(包括人、機、料、法、環(huán))能夠準確高效地傳遞給車間、焊機及人員;同時實現(xiàn)對焊接執(zhí)行過程中焊機實時運行數(shù)據(jù)、質量數(shù)據(jù)的有效監(jiān)視、控制、記錄和追溯,從而提升焊接執(zhí)行過程的質量管理水平及管理效率,該系統(tǒng)結構示意如圖1所示。隨著焊接過程數(shù)據(jù)的不斷積累和分析,系統(tǒng)將實現(xiàn)指令下發(fā)、過程監(jiān)視、質量分析、工藝優(yōu)化的智能化閉環(huán)控制,即構建智能監(jiān)視、智能控制、智能診斷、智能決策、智能維護、智能優(yōu)化的焊接執(zhí)行過程管理系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)簡介

焊機數(shù)據(jù)控制總線建設主要包括以下內容:焊機組網(wǎng)、焊機數(shù)據(jù)采集和控制、焊機狀態(tài)監(jiān)控、工單執(zhí)行、焊接質量管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、設備運維管理、成本管理、數(shù)據(jù)安全管理等。

2.1 焊機組網(wǎng)

目前,根據(jù)焊機作業(yè)和控制方式的不同,焊機類型包括手工焊機和機器人焊機兩大類,其中,手工焊機又有數(shù)字焊機和非數(shù)字焊機兩種類型,德州迪格特電子科技有限公司焊機聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)以手工焊接為舉例對象。

手工數(shù)字焊機的主控板上具備通訊接口，可使用數(shù)據(jù)采集板卡直接通過通信接口進行連接通訊;手工非數(shù)字焊機不提供通訊接口,可通過加裝霍爾傳感器采集數(shù)據(jù),然后使用編碼器及采集板卡將所采集的數(shù)據(jù)進行數(shù)模轉換后通過標準以太網(wǎng)進行通訊;同時,針對兩種焊機都加裝走絲速度和氣體流量傳感器,傳感器數(shù)據(jù)通過采集板卡接入系統(tǒng);此外,出于過程管理和人機互操作的需要,每個焊機工位加裝觸控操作屏、條碼槍、紅外手持測溫儀等裝置。數(shù)據(jù)采集板卡及焊接工位周邊的裝置與服務器之間的數(shù)據(jù)傳輸使用無線傳輸,在采集板卡端增加無線AP和廠房中的無線節(jié)點進行通訊,廠房中的無線網(wǎng)絡連接到數(shù)據(jù)控制總線服務器。

2.2 數(shù)據(jù)采集和控制

對于手工數(shù)字焊機,基于通信協(xié)議,通過特定的指令與焊機進行數(shù)據(jù)交互,解析從焊機獲取的數(shù)據(jù)后獲得相關焊機參數(shù),然后將數(shù)據(jù)提交給服務器，同時,服務器端可進行相關焊機設定參數(shù)的輸入，通過通信協(xié)議直接轉換實現(xiàn)遠程參數(shù)的設定。從焊機獲取及控制的參數(shù)有:電流、電壓、報警信息,同時,基于加裝的氣體流量計和送絲速度傳感器,采集實時的氣體流量信息和焊絲送絲速度信息。

2.3 焊機狀態(tài)監(jiān)控

基于采集的焊機參數(shù),定義及展現(xiàn)設備當前的運行狀態(tài),典型的展示狀態(tài)為:開機、關機、工作中、閑置中、故障維護中等。該架構用戶可通過客戶端、移動客戶端以及大屏展示終端監(jiān)控焊機狀態(tài)。

焊機狀態(tài)監(jiān)控頁面

2.4 工單執(zhí)行

焊機聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)系統(tǒng)可實現(xiàn)與企業(yè)端集成,從中獲取數(shù)據(jù)內容并顯示在工位的觸控終端上,針對具體工單，作業(yè)人員需使用碼槍掃描工卡認證其作業(yè)資格,然后基于終端進行查看指導卡、完工報工等操作。

2.5 焊接質量管理

在實際焊接操作過程中,焊機設定的電流、電壓等參數(shù)如果超出工藝設計要求范圍時,可能會發(fā)生潛在質量風險。例如,焊接電流過小可能造成未焊透和夾渣等缺陷,焊接電流過大使得熔深較大，容易產生燒穿和焊瘤等缺陷,還可能會影響焊縫的機械性能。針對關鍵工序,對焊縫進行編號管理,作業(yè)人員可結合工藝卡在終端上的指示及引導,按焊接順序要求依次進行焊縫作業(yè),焊縫切換由作業(yè)者在觸控終端上點鈕實現(xiàn).

2.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

德州迪格特電子科技有限公司焊機聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)具有強大、靈活的數(shù)據(jù)統(tǒng)計及展現(xiàn)或輸出功能,可實現(xiàn)各種報告或圖表的自動生產,以滿足不同角色管理人員的個性化要求。統(tǒng)計報表支持多種格式,并支持輸出文件做系統(tǒng)外的應用,滿足在各種終端上的展現(xiàn)要求。

2.7 設備運維管理

基于焊機的聯(lián)網(wǎng),設備管理部門可獲取車間所有設備的實施狀況,實現(xiàn)全局設備的主動監(jiān)控;當設備出現(xiàn)故障時,系統(tǒng)可通過郵件、短信、等形式自動通知提醒設備維護人員;另外,現(xiàn)場作業(yè)人員需要設備維修支持時,可通過工位觸控終端進行維修支持請求。