一种基于物联网技术的焊接作业管理方法与流程

本发明涉及焊接作业管理技术领域，具体为一种基于物联网技术的焊接作业管理方法。

背景技术：

焊接是在船舶海工、汽车制造、石油化建、重型机械、压力容器等重工行业中应用最多的关键工艺步骤，影响焊接作业的因素众多，包含了“人”、“机”、“料”、“法”“环”等五大方面，数十种具体变量，因此焊接过程的全面监控管理对于保证产品质量，提高生产效率，降低设备能耗，减少安全事故显得尤为重要，现有的焊接管理系统，主要有要如下有以下三种焊接监测和控制方式，1、管理人员定期巡视，2、现场总线控制系统，3、无线群控系统。

管理人员定期巡视的方式虽然能达到对焊机进行监控的目的，但却存在很多的问题，首先，各台焊机的工作状态很难实现统一，管理人员只能对焊机进行逐台监控，无法实现统一集中化管理，其次，焊机工作参数无法实现实时监测控制，焊接质量无法得到准确的分析评估，管理人员记录焊机参数需要一定的时间，当对一台焊机进行记录时，对其他设备就无法进行管理，这样评估出的焊接质量都会有一定的滞后性，也就无法很好的分析焊接工艺中存在的问题，第三，这种焊机管理方式需要消耗大量的人力和物力，在扩大生产规模时，焊机台数就需要相应增加要实现对焊机的监控管理也就需要投入更多的人力物力，这使得扩大再生产越来越困难。

现场总线监控系统能很好的实现对设备的集中控制，但随着总线控制系统在工业现场的逐步应用，它的各种不足也相应显现，尤为突出的就是布线繁琐、线路故障频繁的问题，在焊接车间中，焊机数量众多且分布区域不确定，导致布线非常复杂，并且一旦布线完成，焊机位置就被固定下来，一旦需要移动，布线也需要同时更改，同时，由于焊接车间环境恶劣，加之其他人为因素，导致线路故障频发，使系统的维护相当困难，同时，恶劣的环境也会使信号传输受到一定的干扰，容易发生数据传输延时、堵塞或丢失，从而影响整个系统的实时性和准确性。

无线群控系统采用的无线通信技术主要有两种：无线局域网(wi-fi)和zigbee技术，wi-fi是一种短距离无线技术，它的网络可扩展性差，数据传输质量不够好，数据安全性差，基于wi-fi的焊机无线群控系统，必须在车间内部布设局域网，由无线接入设备将有线网络转换成无线wi-fi覆盖车间内焊机节点，同时，系统的覆盖区域比较小，对于大面积焊接车间，需要添加新的无线接入设备来达到覆盖整个车间焊机的目的，同时在环境相当恶劣的焊接车间信号非常不稳定，经常发生断网或丢失数据包的现象，不仅很难达到监控焊机工作保证焊接质量的目的，还加重了网络和系统维护的负担，zigbee技术是一种基于ieee802.15.4无线标准协议研制的无线通信技术，zigbee技术使用固定的信道，使得基于zigbee的焊机无线群控系统，在存在多种不同频率、不同协议的无线电波(wi-fi、手机、对讲机等)的焊接车间，信号易受干扰，数据传输不稳定，系统功能不可靠，很难实现对焊机工作状态的实时监测和控制。

无论是现场总线技术还是无线群控技术，由于现场焊接设备的品牌不同，其支持的协议不同，导致信息孤岛的产生，各个焊机品牌各自独立的管理系统之间不兼容，无法在同一个平台对所有品牌的焊机进行集中化的管理，这也是现有的焊机管理系统的重大弊端。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于物联网技术的焊接作业管理方法，解决了现有的管理人员定期巡视的方式无法实现统一集中化管理，无法很好的分析焊接工艺中存在的问题，需要投入更多的人力物力，同时无论是现场总线技术还是无线群控技术，由于现场焊接设备的品牌不同，其支持的协议不同，导致信息孤岛的产生，各个焊机品牌各自独立的管理系统之间不兼容，无法在同一个平台对所有品牌的焊机进行集中化管理的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于物联网技术的焊接作业管理方法，具体包括以下步骤：

s1、焊接作业前智能采集终端通过工艺扫码获得焊接作业基本要求，主要包括电流、电压、预热温度、层间温度和焊接速度的焊接工艺参数要求，焊工资质要求，焊材规格要求，以及温度、湿度和风速的焊接环境要求；

s2、焊接操作人员通过扫码确认焊接资质信息是否符合要求，若符合，可继续作业，若不符合，作业停止；

s3、焊接操作人员通过扫码确认焊接资质信息是否符合要求，若符合，可继续作业，若不符合，作业停止；

s4、焊接作业开始，焊接过程中电流、电压、预热温度、层间温度和焊接速度工艺参数，以及焊接作业温度、湿度和风速的环境参数，实时反馈服务器并存储，若焊接参数或者环境参数超出标准，则报警反馈给操作人员和管理人员；

s5、实时记录的全方面和全过程焊接数据存储到服务器中，为管理和决策提供数据支持。

优选的，所述焊接作业管理方法包括智能采集终端和网络和服务器，所述智能采集终端通过网络与服务器相连，且智能采集终端的数量为n个。

优选的，所述智能采集终端包括信息采集模块、供电模块、信息发送模块、信息储存模块和报警模块。

优选的，所述信息采集模块通过扫码技术和传感技术获得焊接电流、焊接电压、焊接速度、保护气体流量、预热温度、焊接材料信息、焊接人员信息、焊接工艺要求、作业环境温度、作业环境湿度和作业环境风速。

优选的，所述供电模块通过380/220v变压器为智能采集模块供电。

优选的，所述信息发送模块可通过无线通讯将采集信息发送至服务器。

优选的，所述信息储存模块可在断网时临时存储不能发送的信息。

优选的，所述报警模块可在焊接参数不合规时发出警报。

(三)有益效果

本发明提供了一种基于物联网技术的焊接作业管理方法。与现有技术相比具备以下有益效果：该基于物联网技术的焊接作业管理方法，通过在具体包括以下步骤：s1、焊接作业前智能采集终端通过工艺扫码获得焊接作业基本要求，主要包括电流、电压、预热温度、层间温度和焊接速度的焊接工艺参数要求，焊工资质要求，焊材规格要求，以及温度、湿度和风速的焊接环境要求，s2、焊接操作人员通过扫码确认焊接资质信息是否符合要求，若符合，可继续作业，若不符合，作业停止，s3、焊接操作人员通过扫码确认焊接资质信息是否符合要求，若符合，可继续作业，若不符合，作业停止，s4、焊接作业开始，焊接过程中电流、电压、预热温度、层间温度和焊接速度工艺参数，以及焊接作业温度、湿度和风速的环境参数，实时反馈服务器并存储，若焊接参数或者环境参数超出标准，则报警反馈给操作人员和管理人员，s5、实时记录的全方面和全过程焊接数据存储到服务器中，为管理和决策提供数据支持，可实现焊接过程中的“人”，“机”，“料”，“法”，“环”关键要素的数字化，智能化嵌入，很好的达到了焊接过程中的“人”，“机”，“料”，“法”，“环”互联互通的目的，实现了焊接过程中重要变数实时监控，焊接重要变数的全面记录，很好的实现了焊接过程的大数据分析，为生产管理，质量管控，能耗管控，安全管理提供有效、可信、全面的数据支持，实现了对焊接过程中的重要变数的智能管控，可以实现焊接全方面、全过程、实时的数据监控，为管理和决策提供数据支持，有效减少人为因素干扰，保证焊接数据的真实可靠，提高焊接质量，施工环境安全因数实时监控报警，降低安全事故，能耗设备的调控管理，提高设备的利用率，降低设备能耗，焊接材料的有效管控，降低焊材消耗，同时使整个焊接工序适用于任何焊接设备的参数传感的智能终端研发制造，用于人员信息记录、位置检测、作业环境检测传感的智能终端研发制造，以及焊接数据处理平台的构建。

附图说明

图1为本发明焊接作业管理的流程图；

图2为本发明智能采集终端和服务器的结构原理框图；

图3为本发明智能采集终端的结构原理框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明实施例提供一种技术方案：一种基于物联网技术的焊接作业管理方法，具体包括以下步骤：

s1、焊接作业前智能采集终端通过工艺扫码获得焊接作业基本要求，主要包括电流、电压、预热温度、层间温度和焊接速度的焊接工艺参数要求，焊工资质要求，焊材规格要求，以及温度、湿度和风速的焊接环境要求；

s2、焊接操作人员通过扫码确认焊接资质信息是否符合要求，若符合，可继续作业，若不符合，作业停止；

s3、焊接操作人员通过扫码确认焊接资质信息是否符合要求，若符合，可继续作业，若不符合，作业停止；

s4、焊接作业开始，焊接过程中电流、电压、预热温度、层间温度和焊接速度工艺参数，以及焊接作业温度、湿度和风速的环境参数，实时反馈服务器并存储，若焊接参数或者环境参数超出标准，则报警反馈给操作人员和管理人员；

s5、实时记录的全方面和全过程焊接数据存储到服务器中，为管理和决策提供数据支持。

本发明中，包括智能采集终端和网络和服务器，智能采集终端通过网络与服务器相连，且智能采集终端的数量为n个。

本发明中，智能采集终端包括信息采集模块、供电模块、信息发送模块、信息储存模块和报警模块。

本发明中，信息采集模块通过扫码技术和传感技术获得焊接电流、焊接电压、焊接速度、保护气体流量、预热温度、焊接材料信息、焊接人员信息、焊接工艺要求、作业环境温度、作业环境湿度和作业环境风速。

本发明中，供电模块通过380/220v变压器为智能采集模块供电。

本发明中，信息发送模块可通过无线通讯将采集信息发送至服务器。

本发明中，信息储存模块可在断网时临时存储不能发送的信息。

本发明中，报警模块可在焊接参数不合规时发出警报。

对现有焊接作业工厂设备的数字化改造，有采用智能嵌入的方式将焊接设备、工人劳保用品、焊接材料进行数字化识别，采用wifi、zig-bee、5g或internet等方式搭建信息传输网络，搭建数据库，同时根据客户要求设计应用输出。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。