智能弧焊電源集中管理操作系統(tǒng)實施方案

高英俠

【摘 要】弧焊接是焊接方法中一個主要的類型，弧焊電源是其重要的組成部分。隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，弧焊電源也從過去機械和電磁控制的變壓器式、發(fā)電機式、硅整流式等發(fā)展成為電子控制的可控硅整流式、逆變式，實現(xiàn)了更為復(fù)雜、精確的電源輸出特性控制。論文對一款智能遠程控制焊接集中管理操作系統(tǒng)進行了分析，以推動電弧焊接朝著更為優(yōu)化的技術(shù)方向發(fā)展。

【Abstract】Arc welding is a main type of welding method， and arc welding power supply is an important part of it. With the rapid development of power electronics technology， arc welding power supply has developed from transformer， generator and silicon rectifier of mechanical and electromagnetic control to silicon rectifier and inverter of electronic control， realizing more complex and accurate power output characteristic control. In this paper， an intelligent remote control welding centralized management operating system is analyzed， so as to promote the development of arc welding toward a more optimized technical direction.

【關(guān)鍵詞】智能弧焊電源;集中管理;操作系統(tǒng)

【Keywords】intelligent arc welding power source; centralized management; operating system

【中圖分類號】TG409? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）04-0043-02

1 引言

隨著工業(yè)機器人技術(shù)的迅速發(fā)展，智能焊接技術(shù)也日益成熟，這就極大地減少了焊接工作的勞動強度，同時也對焊接工作人員的技術(shù)熟練程度提出了更高的要求。近年來，我國智能焊接的產(chǎn)品出現(xiàn)了爆發(fā)式的增長，截至2015年，我國的焊接機器人保守統(tǒng)計有83081臺，并且在之后的每年，始終都保持兩位數(shù)的增長。但是，在焊接技術(shù)智能化的普及與推廣的同時，也逐漸發(fā)現(xiàn)了一些焊接中的技術(shù)性問題，最為明顯的就是焊偏。焊偏問題直接影響了整個焊接的質(zhì)量與效率。根據(jù)工作實踐經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，機器人焊偏的最為重要的原因就是操作管理的問題，換言之，焊接智能化技術(shù)提升了，但管理水平?jīng)]有與之相適應(yīng)。鑒于此，我們提出了智能遠程控制焊接集中管理操作系統(tǒng)，以更好地避免焊接問題的出現(xiàn)，從而讓智能焊接技術(shù)更好地發(fā)揮其價值。

2 智能遠程控制焊接集中管理操作系統(tǒng)介紹

智能遠程焊接是利用嵌入式軟硬件、通信技術(shù)相結(jié)合，使互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)控焊接設(shè)備相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)對焊接現(xiàn)場的有效控制和監(jiān)測，能夠提供多元化的網(wǎng)絡(luò)擴展接口，支持TCP/IP協(xié)議，利用適當(dāng)?shù)慕M件網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建服務(wù)器和客服端的系統(tǒng)（見圖1），從而建立起焊接系統(tǒng)遠程控制，也就是我們說的智能遠程控制焊接集中管理操作系統(tǒng)。在智能遠程焊接技術(shù)的控制下，可以在野外惡劣環(huán)境下開展自動焊接，提高了工作效率和效益。

2.1 硬件配置結(jié)構(gòu)圖

智能遠程控制焊接集中管理操作系統(tǒng)中每臺焊機都配置有觸摸屏和信號采集電路，用來開發(fā)具備互聯(lián)網(wǎng)通信的控制軟件，可以在計算機、平板電腦、手機等建立和安裝（見圖2和圖3），在WIFI無線或有線連接下，通過大屏幕電視機監(jiān)控畫面。系統(tǒng)具備手工焊、氬弧焊、氣保焊、埋弧焊、機器人工作站等分項設(shè)置管理子菜單，可以實現(xiàn)焊接電流、電壓、送絲速度、小車行走速度等顯示及設(shè)置功能[1]。同時，可以提供專家數(shù)據(jù)庫及調(diào)用功能。其中，專家數(shù)據(jù)庫包含碳鋼、不銹鋼、鋁、銅、鎂、鈦等材料的焊接工藝參數(shù)（見圖4）。

2.2 功能介紹

2.2.1 遠程客戶端

智能遠程控制焊接集中管理操作系統(tǒng)的控制系統(tǒng)嚴格按照工業(yè)智能制造標準，利用計算機、平板電腦、手機等設(shè)備，就可以實現(xiàn)智能遠程集中管理，在任何地方不受環(huán)境的制約，可以設(shè)置參數(shù)?；赪indows客戶端裝載在客戶端PC機上，主要完成客戶端連接控制、焊接數(shù)據(jù)接收以及焊接數(shù)據(jù)監(jiān)控顯示過程。而嵌入式的服務(wù)器端則主要完成和客戶端連接控制、數(shù)據(jù)傳送功能。應(yīng)用程序根據(jù)數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)，對應(yīng)轉(zhuǎn)化為特定數(shù)值進行傳輸（見圖5）。

2.2.2 自我診斷功能

現(xiàn)代計算機技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為焊接自動化也提供了新的發(fā)展領(lǐng)域，通過數(shù)控焊接設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，可以實現(xiàn)對焊接現(xiàn)場的監(jiān)測和控制。結(jié)合數(shù)字焊機的可控性，設(shè)計了遠程焊接的監(jiān)測控制系統(tǒng)，通過采集相應(yīng)的焊接參數(shù)，利用嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)，通過瀏覽器實現(xiàn)對焊接現(xiàn)場的遠程實時監(jiān)控，完成焊接過程的自動化及遠程可控化[2]。在焊接過程中出現(xiàn)故障的情況下，遠程控制軟件具備故障自我診斷的功能，可以明確顯示故障原因，并給與正確的技術(shù)方法。

2.2.3 教學(xué)與培訓(xùn)

對于通信控制而言，網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器大多架構(gòu)在智能遠程控制焊接集中管理操作系統(tǒng)服務(wù)平臺上。智能遠程控制焊接集中管理操作系統(tǒng)相對于其他操作系統(tǒng)具有安全性高、硬件要求低、系統(tǒng)性能穩(wěn)定等一系列優(yōu)勢[3]。而相對智能遠程控制焊接集中管理操作系統(tǒng)而言，其本身屬于開源軟件，便于研究和學(xué)習(xí)。為了能夠更好地指導(dǎo)焊接技術(shù)人員的技能水平與專業(yè)能力，可以實現(xiàn)焊接遠程教學(xué)以及培訓(xùn)等功能。

2.2.4 安全管理

智能遠程控制焊接集中管理操作系統(tǒng)具有較高的安全信息管理能力，進入系統(tǒng)需要輸入密碼（見圖6），并且附著電子說明書、維修保養(yǎng)說明書。開機畫面（見圖7）。此外，智能遠程控制焊接集中管理操作系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)永久保存功能，且操作較為簡單。

3 結(jié)語

綜上所述，職能遠程控制焊機集中管理系統(tǒng)可以使焊接技術(shù)實現(xiàn)更為高效的發(fā)展，不僅實現(xiàn)了質(zhì)量技術(shù)水平的創(chuàng)新與變革，更是提高了焊接工作的管理水平，從日常維護、焊接工件質(zhì)量檢測、焊接編程、焊接機器人操作等方面使得焊接工作管理更為規(guī)范，為焊接生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)造更大的價值。

【參考文獻】

【1】涂志剛.基于DSP的脈沖MIG焊機及無線通信技術(shù)研究[D].南京：南京理工大學(xué)，2014.

【2】孫偉城.一體化雙弧脈沖MIG焊接電源控制策略研究[D].濟寧：曲阜師范大學(xué)，2016.

【3】操窘，周建平，許燕，等.短電弧機床加工電源的反饋環(huán)路設(shè)計[J].焊接學(xué)報，2016，37（1）：67-70.