用于焊接控制的方法、控制器、系统及数据采集通信设备与流程

1.本技术涉及机械自动化技术领域，具体地涉及一种用于焊接控制的方法、控制器、系统及数据采集通信设备。


背景技术：

2.焊接是制造业中最重要的工艺技术之一，焊机是能为完成焊接过程提供所需能源和运动控制的特种设备。焊机如发生故障，会直接造成焊接品报废、或停工停产等重大损失。因此，保证焊接产品质量的稳定性、提高生产率、及时获取焊机工作、故障、监控信息已成为现代焊接制造工艺发展亟待解决的问题。
3.目前焊机通常是单台独立运行的，焊接工人依赖经验进行焊接，容易出现不规范操作，进而导致焊接品质量参差不齐或原材料浪费的问题。
4.申请内容
5.本技术的主要目的在于提供一种用于焊接控制的方法、控制器、系统及数据采集通信设备，旨在解决现有技术中焊接工人在焊接时容易出现不规范操作，进而导致焊接品质量参差不齐或原材料浪费的问题。
6.为了实现上述目的，本技术第一方面提供一种用于焊接控制的方法，用于焊接控制的方法包括：
7.获取焊接规范数据及焊机的工况数据；
8.确定工况数据是否在焊接规范数据的阈值范围内；
9.在确定工况数据不在焊接规范数据的阈值范围内的情况下，向焊机输出数据获取指令，以使焊机根据数据获取指令获取焊接规范数据，并根据焊接规范数据进行焊接作业。
10.在本技术实施例中，用于焊接控制的方法还包括：
11.在工况数据不在焊接规范数据的阈值范围内的情况下，确定工况数据与焊接规范数据的阈值范围的上限的比例值；
12.根据比例值的大小输出不同的报警提示。
13.在本技术实施例中，工况数据包括焊机的气瓶的气体累计流量，焊接规范数据的阈值范围的上限为气瓶的总流量。
14.在本技术实施例中，用于焊接控制的方法还包括：
15.在预设时间内读取配置文件；
16.在读取成功的情况下，确定配置文件是否符合预设规则；
17.在配置文件符合预设规则的情况下，存储配置文件至存储器；
18.根据配置文件对工况数据进行配置。
19.在本技术实施例中，用于焊接控制的方法还包括：
20.在读取失败的情况下，确定存储器中是否存在历史配置文件；
21.在存储器中存在历史配置文件的情况下，根据历史配置文件对工况数据进行配置。
22.在本技术实施例中，用于焊接控制的方法还包括：
23.将配置后的工况数据存储至数据库；
24.在接收到管理平台发送的数据请求的情况下，从数据库中查找数据请求对应的第一数据；
25.在工况数据在焊接规范数据的阈值范围内的情况下，确定向管理平台发送的历史数据中是否存在第一数据；
26.在历史数据中不存在第一数据的情况下，向管理平台发送第一数据。
27.在本技术实施例中，用于焊接控制的方法还包括：
28.在工况数据不在焊接规范数据的阈值范围内的情况下，实时向管理平台发送第一数据。
29.本技术第二方面提出一种控制器，被配置成执行上述的用于焊接管理的方法。
30.本技术第三方面提出一种数据采集通信设备，包括：
31.数据库，用于存储焊接规范数据和焊机的工况数据；以及
32.上述的控制器。
33.本技术第四方面提出一种用于焊接控制的系统，其特征在于，包括：
34.焊机；
35.管理平台，用于存储焊接规范数据；
36.感知设备，用于采集焊机的工况数据；以及
37.上述的数据采集通信设备。
38.本技术实施例通过获取焊接规范数据及焊机的工况数据；确定工况数据是否在焊接规范数据的阈值范围内；在确定工况数据不在焊接规范数据的阈值范围内的情况下，向焊机输出数据获取指令，以使焊机根据数据获取指令获取焊接规范数据，并根据焊接规范数据进行焊接作业，实现了对焊机的自动控制，规范了焊机操作，避免了焊接品质量参差不齐或原材料浪费的问题。
39.本技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
40.附图是用来提供对本技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本技术实施例，但并不构成对本技术实施例的限制。在附图中：
41.图1是本技术用于焊接控制的方法一实施例的应用环境示意图；
42.图2是本技术用于焊接控制的方法一实施例的流程示意图；
43.图3是本技术用于焊接控制的方法另一实施例的流程示意图；
44.图4是本技术用于焊接控制的方法又一实施例的流程示意图。
45.附图标号说明：
46.标号名称标号名称10焊机30数据采集通信设备20感知设备
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具体实施方式
47.以下结合附图对本技术实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术实施例，并不用于限制本技术实施例。
48.本技术提供的用于焊接控制的方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。由于焊机现场的离散分布情况，在具体实现中，可以将应用环境分为以下四层：
49.用户层：通过用户终端(未标示)以图形化的方式实时显示焊机的电压、电流、气体流量、送丝速度、焊接过程中的重要工艺参数，以及上述数据的报表，供决策者进行决策，用户层的用户终端可以是电脑、平板、手机等设备。
50.应用层：通过云平台(未标示)实现云端数据的存储、备查及应用；其中，云平台可以是上位机、数据中台或服务器中的至少一者。
51.通讯层：用于数据采集通信设备30与云平台进行通信。
52.设备层：通过感知设备20实现焊机10的工况数据的采集。
53.应当理解的是，感知设备20是对焊机10的工况数据进行采集的设备，可以是流量计、计米器、模拟探头等设备。当焊机10为数字焊机时，感知设备20可以集成在数字焊机内；当焊机10为手动焊机时，感知设备20设置在手动焊机的外部，本技术实施例对此不加以限制。
54.考虑到现场强电磁场环境干扰等状况，为保证采集数据的可靠稳定，数据采集通信设备30可以采用有抗干扰能力较强的有线通信方式完成与感知设备20的互联互通；考虑到老旧厂房内部很少架设以太网络，而焊机10可能布局在厂房内部各个角落，数据采集通信设备20还可以采用成熟的无线通信技术(如4g)与云平台进行数据交互。
55.图2是本技术用于焊接控制的方法一实施例的流程示意图。参照图2，在本技术实施例中，用于焊接控制的方法可以包括以下步骤：
56.s10：获取焊接规范数据及焊机的工况数据。
57.应当理解的是，本技术实施例的执行主体为数据采集通信设备，数据采集通信设备可以从云平台获取焊接规范数据。其中，焊接规范数据可以是气体流量(如气体累计流量或气体瞬时流量)、电压、电流和送丝速度等工艺参数数据，还可以是其他与焊接相关的数据，本技术实施例对此不加以限制。
58.在具体实现中，数据采集通信设备还可以从感知设备或焊机获取焊机的工况数据，工况数据包括但不限于当前气体流量、当前电压、当前电流、当前送丝速度等数据。
59.需要说明的是，当焊接规范数据为气体累计流量时，由于焊机的气瓶中每瓶液压气体的流量是固定的，在云平台检测到焊机换装新瓶后，需要向数据采集通信设备下发清零指令，以使数据采集通信设备将之前记录的气体累计流量清零；同时云平台还需要向数据采集通信设备下发新气瓶的气体总流量。数据采集通信设备在将气体累计流量清零后再接收感知设备采集的当前气体累计流量。
60.s20：确定工况数据是否在焊接规范数据的阈值范围内。
61.以工况数据为当前气体累计流量a、每个气瓶的气体总流量是ω为例，假设焊接规范数据的阈值范围为0～0.85ω，则数据采集通信设备需要将当前气体累计流量a与阈值范围0～0.85ω进行比较，以确定当前气体累计流量a是否为阈值范围0～0.85ω之间的某一个值。
62.s30：在确定工况数据不在焊接规范数据的阈值范围内的情况下，向焊机输出数据获取指令，以使焊机根据数据获取指令获取焊接规范数据，并根据焊接规范数据进行焊接作业。
63.在具体实现中，数据采集通信设备可以包括数据库和控制器，控制器在获取到焊接规范数据后，将焊接规范数据分类存储至数据库中。当工况数据不在阈值范围内时，表明存在焊接不规范的情况，此时控制器通过发送指令的方式告知焊机从数据库获取相应的数据。通过数据库的设计，实现了数据采集通信设备和焊机交互时信号流(指令)和数据流(焊接规范数据)的分流，避免了数据流的直接传输导致焊机的存储压力过大，实现了数据的可靠交互。
64.在一个示例中，数据获取指令可以是不在阈值范围内的工况数据对应的焊接规范数据的获取指令。例如，在当前气体累计流量a不在阈值范围0～0.85ω内时，控制器向焊机发送气体累计流量的规范数据的获取指令，焊机从数据库中获取气体累计流量的规范数据，并根据该规范数据控制气瓶的气体累计流量。
65.进一步地，当工况数据不在阈值范围内时，控制器还可以确定工况数据与焊接规范数据的阈值范围的上限的比例值；根据比例值的大小输出不同的报警提示。
66.针对不同的应用场景及工艺参数，为了避免远程通信网络延迟、故障等因素造成的信息不通畅损失，增加边缘工艺参数规则对比机制，实现故障、异常、正常现象的实时提示。在具体实现中，可以采用三色灯进行提示。例如针对某一焊接场景，云平台将电压、电流、送丝速度、气体流量等数据的阈值范围规则下发至数据采集通信设备，数据采集通信设备的控制器将实时采集的工况数据与阈值范围规则进行对比，根据对比结果控制三色灯的颜色显示。在一个示例中，当工况数据在阈值范围内，则三色灯显示绿灯；当工况数据超出阈值一定范围内(如小于或等于10％)，则三色灯显示黄灯；当工况数据超出阈值很大范围内(大于10％)，则三色灯显示红色。
67.以工况数据是气体累计流量为例，若实时检测的当前气体累计流量在0～0.85ω范围内，三色灯显示绿灯，若在0.85ω～0.95ω范围内，三色灯显示黄灯；若超过0.95ω，三色灯显示红色。
68.本技术实施例通过获取焊接规范数据及焊机的工况数据；确定工况数据是否在焊接规范数据的阈值范围内；在确定工况数据不在焊接规范数据的阈值范围内的情况下，向焊机输出数据获取指令，以使焊机根据数据获取指令获取焊接规范数据，并根据焊接规范数据进行焊接作业，实现了对焊机的自动控制，规范了焊机操作，避免了焊接品质量参差不齐或原材料浪费的问题。
69.图3是本技术用于焊接控制的方法另一实施例的流程示意图。如图3所示，用于焊接控制的方法还包括以下步骤：
70.s40：在预设时间内读取配置文件。
71.在具体实现中，配置文件可以包括产品信息、设备信息、串口信息、点表信息、传感器节点信息(如传感器地址、数据类型、协议类型等)、边缘计算规则等配置信息。
72.应当理解的是，由于数据采集通信设备获取的工况数据的格式可能不符合云平台的数据上传格式要求，为了保障数据的顺利交互，数据采集通信设备中的控制器在得到工况数据后，可以对工况数据进行配置，使其符合云平台的数据上传要求。
73.控制器可以通过以下两种形式读取配置文件：
74.第一种：云平台通过网口以文件下发的形式，将配置文件存储在控制器的指定目录下，当需要对工况数据进行配置时，控制器从指定目录读取配置文件。
75.第二种：云平台通过rs232接口或rs485接口以字符串下发的形式，将配置文件存储至数据采集通信设备的存储器中，当需要对工况数据进行配置时，控制器需要从存储器读取配置文件。
76.由于片上资源不同，有的控制器可运行操作系统，有的控制器只能单机运行，通过设计具备不同通信介质接口的文件流和字符串流的两种配置方式，实现了数据采集通信设备的可配置，增强了现场实施的灵活性。
77.本技术实施例中，根据读取配置文件是否成功采用不同的配置文件对工况数据进行配置。具体步骤如下：
78.s50：在读取成功的情况下，确定配置文件是否符合预设规则。
79.s60：在配置文件符合预设规则的情况下，存储配置文件至存储器。
80.s70：根据配置文件对工况数据进行配置。
81.以将配置文件存储在存储器中为例，当数据采集通信设备上电后，若预设时间内控制器从云平台成功读取到配置文件，则对配置文件进行解析，确定配置文件中的产品信息、设备信息是否符合第一预设规则，若符合第一预设规则，则确定串口信息、点表信息是否符合第二预设规则，若符合第二预设规则，则将配置文件存储至存储器中；若配置文件解析失败，则不存储至存储器中，继续读取配置文件。
82.s50’：在读取失败的情况下，确定存储器中是否存在历史配置文件。
83.s60’：在存储器中存在历史配置文件的情况下，根据历史配置文件对工况数据进行配置。
84.应当理解的是，若预设时间内控制器从云平台读取配置文件失败，为了实现对工况数据的配置，可以从存储器中查找历史配置文件，并按照历史配置文件对工况数据进行配置。
85.本技术实施例通过对工况数据进行配置，保障了数据采集通信设备向云平台上传的数据格式的正确性，提高了数据交互的效率。
86.图4是本技术用于焊接控制的方法又一实施例的流程示意图。参照图4，本技术实施例中，用于焊接控制的方法还包括以下步骤：
87.s80：将配置后的工况数据存储至数据库。
88.应当理解的是，数据采集通信设备的控制器可以将配置后的工况数据分类存储至数据库中，并通过输出指令告知云平台可以从数据库读取配置后的工况数据。通过设计数据库的方式，实现了数据采集通信设备和云平台交互时信号流和数据流的分流，避免了数据流的直接传输导致云平台的存储压力过大。
89.s90：在接收到管理平台发送的数据请求的情况下，从数据库中查找数据请求对应的第一数据。
90.一并参照图1和图4，本技术实施例中，管理平台可以包括云平台，也可以包括用户终端，用户可以通过用户终端输出数据请求，数据请求经云平台发送至数据采集通信设备。
91.s100：在工况数据在焊接规范数据的阈值范围内的情况下，确定向管理平台发送
的历史数据中是否存在第一数据。
92.s110：在历史数据中不存在第一数据的情况下，向管理平台发送第一数据。
93.为了减少管理平台的运营成本，减轻数据采集通信设备和管理平台数据交互的压力，提高有效数据在管理平台中的比例，本技术实施例根据第一数据是否变化确定是否向管理平台上传数据。
94.在一个示例中，在工况数据在阈值范围内的情况下，即焊接操作规范的情况下，如果数据采集通信设备向管理平台上传过第一数据，则不再上传第一数据；如果未上传过第一数据，则向管理平台上传该第一数据。
95.当然，在具体实现中，当第一数据中包括多条数据时，如果数据中有一条或者几条数据发生变化，可以只上传发送变化的数据。
96.s100’：在工况数据不在焊接规范数据的阈值范围内的情况下，实时向管理平台发送第一数据。
97.在另一个示例中，在工况数据不在阈值范围内的情况下，即焊接操作不规范的情况下，数据无论是否发生变化，均实时向管理平台发送第一数据，以便于后续数据分析。
98.本技术实施例通过采用数据库作为数据交换媒介，实现了数据采集通信设备和管理平台交互时信号流和数据流的分流，当信号流到达后才进行数据库中数据流的读取操作，保障了数据采集通信设备和管理平台之间数据的可靠交互；通过设计根据第一数据是否变化上传第一数据，避免了管理平台中的数据冗余，降低了管理平台的管理成本。
99.本技术实施例还提供一种控制器，被配置成执行上述实施例中的用于焊接管理的方法。
100.本技术实施例还提供一种数据采集通信设备，包括数据库，用于存储焊接规范数据和焊机的工况数据；以及上述实施例中的控制器。
101.本技术实施例还提供一种用于焊接控制的系统。返回参照图1，用于焊接控制的系统包括：焊机10；管理平台(未标示)，用于存储焊接规范数据；感知设备20，用于采集焊机10的工况数据；以及上述实施例中的数据采集通信设备30。
102.进一步地，管理平台还可以包括：与数据采集通信设备30连接的云平台(未标示)和与云平台通信的用户终端(未标示)。
103.在具体实现中，云平台可以包括上位机、数据中台或服务器中的至少一者；用户终端可以是电脑、平板或手机等终端。
104.考虑到现场强电磁场环境干扰等状况，为保证采集数据的可靠稳定，数据采集通信设备30可以采用有抗干扰能力较强的有线通信方式完成与感知设备20的互联互通；考虑到老旧厂房内部很少架设以太网络，而焊机10可能布局在厂房内部各个角落，数据采集通信设备20还可以采用成熟的无线通信技术(如4g)与云平台进行数据交互。
105.应当理解的是，本技术实施例中的用于焊接控制的系统的具体实施例与上述控制方法各实施例基本相同，在此不作赘述。
106.本技术还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：
107.获取焊接规范数据及焊机的工况数据；
108.确定工况数据是否在焊接规范数据的阈值范围内；
109.在确定工况数据不在焊接规范数据的阈值范围内的情况下，向焊机输出数据获取指令，以使焊机根据数据获取指令获取焊接规范数据，并根据焊接规范数据进行焊接作业。
110.在一个实施例中，方法还包括：在工况数据不在焊接规范数据的阈值范围内的情况下，确定工况数据与焊接规范数据的阈值范围的上限的比例值；根据比例值的大小输出不同的报警提示。
111.在一个实施例中，方法还包括：在预设时间内读取配置文件；在读取成功的情况下，确定配置文件是否符合预设规则；在配置文件符合预设规则的情况下，存储配置文件至存储器；根据配置文件对工况数据进行配置。
112.在一个实施例中，方法还包括：在读取失败的情况下，确定存储器中是否存在历史配置文件；在存储器中存在历史配置文件的情况下，根据历史配置文件对工况数据进行配置。
113.在一个实施例中，方法还包括：将配置后的工况数据存储至数据库；在接收到管理平台发送的数据请求的情况下，从数据库中查找数据请求对应的第一数据；在工况数据在焊接规范数据的阈值范围内的情况下，确定向管理平台发送的历史数据中是否存在第一数据；在历史数据中不存在第一数据的情况下，向管理平台发送第一数据。
114.在一个实施例中，方法还包括：在工况数据不在焊接规范数据的阈值范围内的情况下，实时向管理平台发送第一数据。
115.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd
‑
rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
116.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
117.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
118.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
119.在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
120.存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/
或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。存储器是计算机可读介质的示例。
121.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd
‑
rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
122.还需要说明的是，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、商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、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
123.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。