一種工業焊機智能監控系統及監控方法與流程

本發明涉及一種工業焊機智能監控系統及監控方法，屬于焊機監控技術領域。

背景技術：

焊接是一種成本低、效率高地連接材料的可靠工藝，在裝備制造業中有著舉足輕重的地位，一個國家焊接技術水平的高低已成為其工業和科學技術現代化發展水平的一個重要標志。科技的發展推動了制造業的轉型升級，智能制造被定位為《中國制造2025》的主攻方向工，也成為各國占領制造技術制高點的重點領域，目前全球裝備制造業正朝著數字化、智能化、信息化、網絡化方面發展。要推動裝備制造業的智能化，焊接作業的智能化便成為必須解決的問題。

目前，在焊接作業過程中，大部分工廠對焊機的作業參數缺乏有效地監控措施，對因焊接不良導致的產品質量問題缺乏有效地追蹤手段，質量問責機制不能有效執行，所以設計一種能夠實現對焊機作業參數的有效監控，對操作人員的有效跟蹤的焊接作業監控系統對工廠的智能化管理和我國智能制造的推廣有重要意義。

目前對于工業焊機的無線數據采集系統，其一般由數據采集箱、無線網絡和上位機服務器組成，工作流程如下：

數據采集箱與焊機相連，采集箱和上位機服務器通過自身的無線網卡聯入無線網絡建立連接，數據采集箱將從焊機所采集的電壓、電流、送絲速度、氣體流速等信號處理后通過無線網絡發送給上位機服務器，上位機服務器接收采集箱所采集信號并存入數據庫，從而實現對焊機工作狀態的監控。

現有的焊機工作狀態監控技術，雖然實現了對焊機的工作參數的有效監控，但存在如下不足：只是對焊機工作參數的記錄，不能記錄操作該焊機的作業人員，不能有效的支持焊接質量追蹤及問責機制；缺乏對焊工資質的檢查，缺乏對特種焊接作業人員水平的保證。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種針對現有焊機監控架構進行改進，引入工作人員身份識別架構，能夠在實現焊機工作數據監測的同時，實現工作人員身份的審核，以及工作人員與焊接操作關聯的工業焊機智能監控系統。

本發明為了解決上述技術問題采用以下技術方案：本發明設計了一種工業焊機智能監控系統，針對焊機進行監控控制，包括測控箱、上位機服務器和外接電源；測控箱包括控制模塊，以及分別與控制模塊相連接的人員身份識別模塊、繼電器、無線通信模塊；外接電源與控制模塊相連接，且外接電源經過控制模塊分別為人員身份識別模塊、繼電器、無線通信模塊進行供電；外接電源經過繼電器與焊機相連接，為焊機進行供電；控制模塊通過信號線與焊機相連接，并獲得焊機的工作電壓和工作電流；控制模塊通過無線通信模塊與上位服務器進行無線通信，上位服務器中預存人員身份信息。

作為本發明的一種優選技術方案：還包括分流器，所述焊機包括焊機本體、保護氣罐、送絲機、焊槍、搖控盒，其中，所述外接電源經過所述繼電器與焊機本體的取電端相連接，為焊機本體進行供電；送絲機分別與保護氣罐、焊槍相連接；焊機本體分別通過信號線與送絲機、搖控盒相連接；送絲機上用于為焊槍供電的取電端與焊機本體上的正極輸出端相連接，焊機本體上的負極輸出端與分流器的其中一端相連接，分流器的另一端與被加工工件活動連接，焊機本體正極輸出端、送絲機、焊槍、被加工工件、分流器、焊機本體負極輸出端構成回路；所述測控箱中的控制模塊通過信號線與分流器的兩端相連接；同時，控制模塊通過信號線分別連接焊機本體正極輸出端、焊機本體負極輸出端。

作為本發明的一種優選技術方案：所述測控箱還包括與控制模塊相連接的數據存儲模塊，所述外接電源經過控制模塊為數據存儲模塊進行供電。

作為本發明的一種優選技術方案：所述人員身份識別模塊為工作人員身份IC卡感應模塊，所述工作人員配備與其身份信息對應的IC卡。

作為本發明的一種優選技術方案：所述控制模塊為單片機。

本發明所述一種工業焊機智能監控系統采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：本發明所設計的工業焊機智能監控系統，針對現有焊機監控架構進行改進，引入工作人員身份識別架構，針對測控箱內部結構設計引入人員身份識別模塊，配合上位服務器中預存的人員身份信息，實現工作人員焊接操作前的身份驗證，僅在身份驗證通過之后，方可實現焊機操作，由此，在針對焊機工作數據實現監測的同時，進一步實現了監測數據與工作人員的關聯，方便對質量事件的追蹤，為焊接質量的保障，提供了更加有效的技術支持。

與上述所設計工業焊機智能監控系統相對應的，本發明還要解決的技術問題是提供一種在實現焊機工作數據監測的同時，能夠實現工作人員身份審核，以及工作人員與焊接操作關聯，保障焊機質量的基于工業焊機智能監控系統的監控方法。

本發明為了解決上述技術問題采用以下技術方案：本發明設計了一種基于工業焊機智能監控系統的監控方法，首先初始化所述測控箱，使得所述繼電器斷開外接電源針對焊機的供電，然后監控方法包括如下步驟：

步驟001. 所述測控箱中的控制模塊通過人員身份識別模塊獲取工作人員身份信息，并通過無線通信模塊上傳至所述上位機服務器，然后進行步驟002；

步驟002. 上位機服務器接收工作人員身份信息，并與預存的人員身份信息進行比對，若比對通過，則上位機服務器存儲該工作人員的比對記錄，并向對應測控箱中的控制模塊反饋通過信號，然后進入步驟004；若比對不通過，則上位機服務器向對應測控箱中的控制模塊反饋不通過信號，并進入步驟003；

步驟003. 測控箱中的控制模塊根據不通過信號，不做任何進一步操作；

步驟004. 測控箱中的控制模塊根據通過信號，控制繼電器連通外接電源與焊機本體之間的供電電路，使得外接電源針對焊機本體進行供電，并進入步驟005；

步驟005. 工作人員利用焊槍針對被加工工件進行焊接操作；同時，測控箱中的控制模塊通過信號線采集分流器兩端的壓降，并經處理獲得焊機的工作電流；以及控制模塊通過信號線經焊機本體正極輸出端、焊機本體負極輸出端獲得電壓數值，并經處理獲得焊機的工作電壓；并且控制模塊將所獲焊機的工作電流、焊機的工作電壓，通過無線通信模塊實時上傳至所述上位機服務器中，由上位機服務器針對焊機工作實現實時監控，以及針對所獲焊機的工作電流、焊機的工作電壓，對應于比對通過的工作人員進行存儲。

作為本發明的一種優選技術方案：所述步驟005中，所述測控箱中控制模塊在獲得焊機工作電壓、焊機工作電流的同時，實時將所獲焊機工作電壓、焊機工作電流存儲于數據存儲模塊中。

作為本發明的一種優選技術方案：所述步驟005中，測控箱中的控制模塊通過信號線采集分流器兩端的壓降，并且控制模塊針對所獲壓降依次進行隔離放大、電壓電流轉換算法操作后，獲得焊機的工作電流；以及控制模塊通過信號線經焊機本體正極輸出端、焊機本體負極輸出端獲得電壓數值，并且控制模塊針對所獲電壓數值依次進行隔離、轉換后，獲得焊機的工作電壓。

本發明所述一種工業焊機智能監控系統的監控方法采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：本發明所設計工業焊機智能監控系統的監控方法，針對現有焊機監控架構進行改進，引入工作人員身份識別架構，由測控箱內部結構設計引入人員身份識別模塊獲取工作人員的身份信息，并交由上位服務器，經與預存人員身份信息的比對，實現工作人員身份的驗證，并根據驗證結果，自動控制針對焊機的供電，能夠有效防止不具備特定焊接資質的人進行特定焊機作業；并且基于針對工作人員身份的驗證，還能實現所獲焊機工作監測數據與工作人員的關聯，方便對質量事件的追蹤，為焊接質量的保障，提供了更加有效的技術支持。

附圖說明

圖1是本發明所設計工業焊機智能監控系統的示意圖；

圖2是本發明所設計工業焊機智能監控系統中測控箱的模塊示意圖。

其中，1. 測控箱，2. 上位機服務器，3. 外接電源，4. 繼電器，5. 分流器,6. 焊機本體，7. 保護氣罐，8. 送絲機，9. 焊槍，10. 搖控盒，11. 被加工工件。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細的說明。

本發明設計了一種工業焊機智能監控系統，針對焊機進行監控控制，在具體的實際應用中，如圖1所示，具體包括測控箱1、上位機服務器2、外接電源3和分流器5；測控箱1包括控制模塊，以及分別與控制模塊相連接的人員身份識別模塊、繼電器4、無線通信模塊、數據存儲模塊；外接電源3與控制模塊相連接，且外接電源3經過控制模塊分別為人員身份識別模塊、繼電器4、無線通信模塊、數據存儲模塊進行供電；如圖2所示，焊機包括焊機本體6、保護氣罐7、送絲機8、焊槍9、搖控盒10，其中，外接電源3經過所述繼電器4與焊機本體6的取電端相連接，為焊機本體6進行供電；送絲機8分別與保護氣罐7、焊槍9相連接；焊機本體6分別通過信號線與送絲機8、搖控盒10相連接；送絲機8上用于為焊槍9供電的取電端與焊機本體6上的正極輸出端相連接，焊機本體6上的負極輸出端與分流器5的其中一端相連接，分流器5的另一端與被加工工件11活動連接，焊機本體6正極輸出端、送絲機8、焊槍9、被加工工件11、分流器5、焊機本體6負極輸出端構成回路；所述測控箱1中的控制模塊通過信號線與分流器5的兩端相連接；同時，控制模塊通過信號線分別連接焊機本體6正極輸出端、焊機本體6負極輸出端。控制模塊通過無線通信模塊與上位服務器2進行無線通信，上位服務器2中預存人員身份信息。

在具體的實際應用中，針對所述測控箱1中的人員身份識別模塊，進一步設計采用工作人員身份IC卡感應模塊，并且與之相配套，針對各個工作人員配備與其身份信息對應的IC卡，這樣，工作人員身份IC卡感應模塊即可通過工作人員所配備的IC卡獲取工作人員的身份信息；還有針對控制模塊，進一步設計采用單片機；不僅如此，針對其中的分流器5，設計采用EMICORCOM FL-2 500A分流器；針對其中的繼電器，進一步設計采用昆二晶H3 100Z繼電器。

對于上述所設計的工業焊機智能監控系統而言，實際應用中，對于多臺焊機，可以一一對應分別設置多臺測控箱1和多臺和分流器5，其中，分流器5與測控箱1彼此也是一一對應，對于多臺焊機而言，即測控箱1、分流器5、焊機三者彼此一一對應構成各組子系統，各個子系統中的測控箱1、分流器5、焊機按上述技術方案進行連接；然后，上位機服務器2通過無線網絡分別與各組子系統進行通信，實現針對多個子系統的監測控制。

上述技術方案所設計的工業焊機智能監控系統，針對現有焊機監控架構進行改進，引入工作人員身份識別架構，針對測控箱1內部結構設計引入人員身份識別模塊，配合上位服務器2中預存的人員身份信息，實現工作人員焊接操作前的身份驗證，僅在身份驗證通過之后，方可實現焊機操作，由此，在針對焊機工作數據實現監測的同時，進一步實現了監測數據與工作人員的關聯，方便對質量事件的追蹤，為焊接質量的保障，提供了更加有效的技術支持。

基于上述所設計的工業焊機智能監控系統，本發明進一步設計了基于工業焊機智能監控系統的監控方法，在實際的應用中，首先初始化所述測控箱1，使得所述繼電器4斷開外接電源3針對焊機的供電，然后監控方法具體包括如下步驟：

步驟001. 所述測控箱1中的控制模塊通過人員身份識別模塊獲取工作人員身份信息，并通過無線通信模塊上傳至所述上位機服務器2，然后進行步驟002。

步驟002. 上位機服務器2接收工作人員身份信息，并與預存的人員身份信息進行比對，若比對通過，則上位機服務器2存儲該工作人員的比對記錄，并向對應測控箱1中的控制模塊反饋通過信號，然后進入步驟004；若比對不通過，則上位機服務器2向對應測控箱1中的控制模塊反饋不通過信號，并進入步驟003。

步驟003. 測控箱1中的控制模塊根據不通過信號，不做任何進一步操作。

步驟004. 測控箱1中的控制模塊根據通過信號，控制繼電器4連通外接電源3與焊機本體6之間的供電電路，使得外接電源3針對焊機本體6進行供電，并進入步驟005。

步驟005. 工作人員利用焊槍9針對被加工工件11進行焊接操作；同時，測控箱1中的控制模塊通過信號線采集分流器5兩端的壓降，并且控制模塊針對所獲壓降依次進行隔離放大、電壓電流轉換算法操作后，獲得焊機的工作電流；以及控制模塊通過信號線經焊機本體6正極輸出端、焊機本體6負極輸出端獲得電壓數值，并且控制模塊針對所獲電壓數值依次進行隔離、轉換后，獲得焊機的工作電壓；接著控制模塊將所獲焊機的工作電流、焊機的工作電壓存儲于數據存儲模塊中，同時，控制模塊將所獲焊機的工作電流、焊機的工作電壓，通過無線通信模塊實時上傳至所述上位機服務器2中，由上位機服務器2針對焊機工作實現實時監控，以及針對所獲焊機的工作電流、焊機的工作電壓，對應于比對通過的工作人員進行存儲。

其中步驟005中，控制模塊通過內置的信號隔離變換模塊和內置的AD轉換程序，以及數據濾波處理程序，針對實時所獲焊機的工作電流信號、焊機的工作電壓信號分別依次進行隔離變換操作、AD轉換操作，以及濾波處理操作；并且所述測控箱1中控制模塊將所獲焊機的工作電壓、焊機的工作電流存儲于數據存儲模塊的過程中，當數據存儲模塊容量滿后，則由控制模塊新存儲的焊機工作電壓、焊機工作電流會自動覆蓋數據存儲模塊中最早存儲的數據。

上述技術方案所設計的工業焊機智能監控系統的監控方法，針對現有焊機監控架構進行改進，引入工作人員身份識別架構，由測控箱1內部結構設計引入人員身份識別模塊獲取工作人員的身份信息，并交由上位服務器2，經與預存人員身份信息的比對，實現工作人員身份的驗證，并根據驗證結果，自動控制針對焊機的供電，能夠有效防止不具備特定焊接資質的人進行特定焊機作業；并且基于針對工作人員身份的驗證，還能實現所獲焊機工作監測數據與工作人員的關聯，方便對質量事件的追蹤，為焊接質量的保障，提供了更加有效的技術支持。

上面結合附圖對本發明的實施方式作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下做出各種變化。