焊接车间数字化

1 数字化 焊接车间的基本组成

一套完 成的数字化焊接车间由监控服务器、自动化焊接设备、监控客户端、网络摄像机、视频服务器、焊接摄像头、网络交换机、路由器、网络防火墙等组成。数字化 车间系统的各种功能服务器和客户端都作为网络节点接入到车间的工业以太网中。

1)  监控服务器:监控服 务器是系统的核心。负责配 置和管理系统中所有的自动化设备节点,采集、整理和 系统信息和数据,并对监 控帐户进行管理。监控服 务器按照功能可以分为数据库服务、视频服务、焊接设备监控代理、监控服务四个部分。

 2) 自动化焊接设备:自动化 焊接设备是数字车间生产执行单元。任何具 备网络监控接口的自动化焊接设备都可以作为网络节点接入系统。艾美特 的控制器已经具备了这个能力,能够提 供焊接程序文件和数据采集文件的上传和下载,控制器 及各个模块状态的监控等。

 3) 监控客户端:监控客 户端是管理人员与系统的窗口。通过监 控客户端提供的人机界面,管理人 员可以查看自动化焊接设备的实时运行状态。

 4) 监视设备:监视设 备是管理人员的眼睛。可以是 各种摄像头或数据采集设备;

 5) 焊接摄像头:焊接摄 像头在焊接过程中直接采集熔池附近的微观图像。

 6) 焊接过 程信息整合处理:可以将 焊接过程的所有信息,比如宏观视频、微观视频、坡口形貌、实际执 行的焊接参数等以时间或者坐标轴,或者组 合画面的形式记忆并储存,方便对 焊接过程进行全面的、同步的追溯。而且,类似的 组合画面可以并授权的终端实时访问和记录,甚至实 现远程诊断和操作;图4.1是数字 化焊接车间网络监控终端的监控界面。

 7) 网络交换机:网络交 换机负责网络上所有节点的数据交换,是各个 节点进行可靠数据通讯的基础。

 8) 路由器:路由器是可选节点,在需要 连接其他网络时负责网络数据转发,如果不 连接其他网络则不需要。

 9) 网络防火墙:网络防 火墙也是可选节点,为系统 的网络节点提供对外的网络安全保障,只有在 需要连接其他网络并且对所连接网络不信任时才需要。

2 信息化 焊接车间的管理与应用

2.1 生产管理

   生产管 理主要涉及到对焊接程序的应用与管理,图5.1是数字 化焊接车间的网络结构图,管理人 员登录到监控服务器后可以对选定焊接设备上的焊接程序远程管理,通过监 控客户端的人机交互界面,可对焊 接设备上的焊接程序进行查看、改名、删除、上传和下载等操作。使用焊 接设备的离线编程工具,管理人 员在办公室就能编辑焊接程序,设置焊 接程序相关的各种参数,并通过 监控客户端把焊接程序上传到焊接设备,操作人 员直接调用新的焊接程序进行焊接,管理人 员实现了焊接工艺参数的远程管理和修改。管理人 员通过监控客户端,可下载 焊接设备上的焊接程序、配置参 数等各种关键数据,并且能 够快速的布置到其他焊接设备,结合企业的ERP系统,轻松便 捷的布置生产任务。

   通过监 控客户端人机交互界面,管理人 员能够远程设置操作人员能够使用的焊接程序及其参数调整范围,既能达 到生产任务管理的目的,还能给 现场操作人员提供了根据工件的实际情况调整和补偿焊接参数的能力,同时焊 接参数调整和补偿的范围是可以由管理人员事先限定的,不但能 保证焊接程序在复杂现场条件下焊接工艺参数调整的灵活性,又能通 过限制调整和补偿的限度保证焊接工艺的安全性。

2.2数据采集文件管理

管理人 员可以对选定焊接设备上的数据采集文件远程管理,通过监 控客户端的人机交互界面,可对焊 接设备上的数据采集文件进行查看、删除和下载等操作。

数据采 集文件会大量占用焊接设备的存储空间,管理人 员通过监控客户端定期巡视焊接设备上的数据采集文件,清理掉 无用的数据文件,保证焊 接设备的正常运行。

管理人 员下载数据采集文件,使用特 定软件进行数据分析,能提前 预知焊接过程中可能存在的问题,并且预 见性的远程调整焊接工艺参数,可以防患于未然,在保证 生产质量的同时,也保证了生产效率。

管理人 员通过下载分析数据采集文件,可方便 的比较多台焊接设备焊接工艺特性,有针对 性的对不同的焊接设备差异化的设定焊接工艺参数,同时通 过比较也能发现焊接设备上可能存在的隐患,为焊接 设备的维护和维修提供参考。

2.3 焊接设备监控及管理

焊接设 备监控可以分为焊接设备实时监控、焊接设 备历史运行数据查看和焊接设备历史数据的统计分析。焊接设 备的监控事件包括焊接设备启动、焊接设备关闭、焊接设备模块上线、焊接设备模块下线、焊接程序开始运行、焊接程序停止运行、焊接程序段切换、焊接关键参数变化、焊接过程中的报警、焊接过程中的出错、焊接设 备的急停事件等等焊接机床的各种参数和状态。

焊接设备实时监控时,监控客 户端通过监控服务器内的监控服务连接焊接设备监控代理,焊接设 备监控代理根据自动化焊接设备标识连接到焊接设备,得到焊 接设备当时的监控状态,并将状 态数据实时的发送回监控客户端。

查看和 统计分析焊接设备历史运行数据时,监控客 户端通过监控服务器的监控服务连接数据库服务,取出存 储在数据库服务器中的焊接设备监控数据,返回给 监控客户端查看或者用于统计分析。

通过焊 接设备实时监控和历史运行数据分析,管理人 员可以精确掌握每台设备的负荷,为生产 任务的管理和安排提供重要参考;管理人 员通过分析和比较同一台焊接设备上不同操作人员、不同时段、不同工况、不同生 产任务中的监控数据,能够分 析出操作人员的操作习惯对焊接工艺、生产效率、焊接质 量等方面的影响,为操作 人员的管理和培训提供有效的帮助。

2.4 设备图像采集

设备图 像采集系统通过网络摄像机采集自动化焊接设备的宏观画面,监控自 动化设备整体的运行和操作状况。

当监控 客户端没有实时查看设备图像时,监控服 务器的视频服务只是把网络摄像机发送的设备图像保存起来,并且在 数据库中建立索引;如果此 时有监控客户端在实时查看设备图像,监控服 务器的视频服务除了保存设备图像外,同时把 设备图像的数据流转发到监控客户端进行实时播放。

监控客 户端查看历史设备图像时,监控服 务器的数据库服务根据监控客户端的检索条件,从数据 库中检索出有效的设备图像历史记录,并且通 知视频服务从磁盘中读取匹配的视频流,发送到 监控客户端播放。