一种具有型号识别功能的热水器罐体产量统计方法及装置与流程

1.本发明涉及监测领域，尤其涉及一种具有型号识别功能的热水器罐体产量统计方法及装置。


背景技术：

2.在生产电热水器的相关部件时，例如在生产电热水器内胆时，需要对电热水器内胆进行产量统计及型号识别，现有的统计方式为通过焊接专机内置的plc进行计数，plc在焊接过程中会对焊机和工装夹具发送控制命令，比如工装闭合、焊机通电、焊机关电、工装闭合等控制命令。在经历一个完整的工作循环后plc会视为焊接了一个罐体，再将每日的产量数据累加，将累加结果显示在专机的外部屏幕上，由员工每日抄写记录累加结果。
3.但上述由plc进行计数的方法存在以下问题：经历了完整工作循环的罐体都会被计数，以计入产量，但是在实际焊接过程中存在断弧、人为中断工作循环等情况。若焊接过程中出现断弧现象，焊接过程依然会继续进行直至整个焊接过程完成，这样，造成出现焊接过程出现断弧的罐体被计数。而该焊接过程出现断弧的罐体在被员工检查发现后，会将该焊接过程出现断弧的罐体再次装入工装中，重新进行焊接，此时造成plc重复计数。
4.再如，若焊接完成后工人为检查焊接质量或其他原因手动中断了焊接工作循环，例如采用手动取出罐体检查，然后手动再装回生产线的方式中断了焊接工作循环，则plc不会计数，但是此时由于实际上已经完成了焊接，因此出现了遗漏。
5.除此之外，不同型号的热水器罐体有不同的尺寸规格，通过工作循环计数只能得到线体总产量，无法准确统计各个尺寸规格热水器罐体的产量。


技术实现要素：

6.为解决上述技术问题，本发明提出了一种具有型号识别功能的热水器罐体产量统计方法及装置，所述方法及装置，用以解决现有技术中无法识别热水器型号、无法准确地对热水器罐体产量进行统计的技术问题。
7.根据本发明的第一方面，提供一种具有型号识别功能的热水器罐体产量统计方法，所述方法包括以下步骤：
8.步骤s101：为焊机配置霍尔电流感应器和电压感应器，所述霍尔电流感应器的圆环套接于焊机的电流输出端的线缆上，所述霍尔电流感应器检测所述焊机的焊接回路的电流；所述电压感应器与所述焊机的电源并联，用于检测所述焊机的主回路的电压；所述霍尔电流感应器和电压感应器将检测得到的数据模拟成弱电模拟信号，由物联网关对所述弱电模拟信号解码，解码得到电流、电压数据；将解码得到的电流数据、电压数据、气体流量数据作为热水器内胆焊接工艺数据，所述工艺数据为时间序列数据；
9.步骤s102：将所述热水器内胆焊接的工艺数据划分为多个工艺数据段，对每个工艺数据段中的电流、电压时序数据进行整形处理，基于处理后的电流数据、电压数据，确定每个工艺数据段对应的焊机状态；
10.步骤s103：设置变量f、s、t，f用于标记是否已起弧，s用于标记起弧时间点，t用于标记焊接总时间，变量f的初始值为假、s的初始值为-1、t的初始值为-1；
11.步骤s104：判断全部工艺数据段对应的焊机状态是否统计完毕，若是，进入步骤s106；若否，按时间顺序，获取一个未进行统计的工艺数据段对应的焊机状态，进入步骤s105；
12.步骤s105：若该未进行统计的工艺数据段对应的焊机状态为起弧焊阶段，将变量f置为真，并将变量s置为该工艺数据段中起弧位置对应的时间点；进入步骤s104；
13.若该未进行统计的工艺数据段对应的焊机状态为待机状态或焊接状态，变量值均不变；进入步骤s104；
14.若该未进行统计的工艺数据段对应的焊机状态为收弧时间段，若变量f的值为真，则获取该工艺数据段中收弧位置对应的时间点，将收弧位置对应的时间点与变量s的差值作为焊接总时长，并将变量t置为所述焊接总时长；
15.若焊接总时长小于20秒，不对罐体总数进行计数，进入步骤s103；
16.若焊接总时长大于或等于20秒，在数据库中将罐体总数加1，记录新计数罐体的罐体标识、以及与该罐体标识对应的焊接总时长，进入步骤s103；
17.步骤s106：获取数据库中记录的所有罐体标识、以及与罐体标识对应的焊接总时长，将焊接总时长相差在2秒以内的罐体识别为同一型号的热水器罐体；统计并显示各型号的热水器罐体数量，以及各型号的热水器罐体的标识。
18.根据本发明第二方面，提供一种具有型号识别功能的热水器罐体产量统计装置，所述装置包括：
19.数据获取模块：配置为焊机配置霍尔电流感应器和电压感应器，所述霍尔电流感应器的圆环套接于焊机的电流输出端的线缆上，所述霍尔电流感应器检测所述焊机的焊接回路的电流；所述电压感应器与所述焊机的电源并联，用于检测所述焊机的主回路的电压；所述霍尔电流感应器和电压感应器将检测得到的数据模拟成弱电模拟信号，由物联网关对所述弱电模拟信号解码，解码得到电流、电压数据；将解码得到的电流数据、电压数据、气体流量数据作为热水器内胆焊接工艺数据，所述工艺数据为时间序列数据；
20.焊机状态确定模块：配置为将所述热水器内胆焊接的工艺数据划分为多个工艺数据段，对每个工艺数据段中的电流、电压时序数据进行整形处理，基于处理后的电流数据、电压数据，确定每个工艺数据段对应的焊机状态；
21.初始化模块：配置为设置变量f、s、t，f用于标记是否已起弧，s用于标记起弧时间点，t用于标记焊接总时间，变量f的初始值为假、s的初始值为-1、t的初始值为-1；
22.判断模块：配置为判断全部工艺数据段对应的焊机状态是否统计完毕，若是，触发统计模块；若否，按时间顺序，获取一个未进行统计的工艺数据段对应的焊机状态，触发状态统计模块；
23.状态统计模块：配置为若该未进行统计的工艺数据段对应的焊机状态为起弧焊阶段，将变量f置为真，并将变量s置为该工艺数据段中起弧位置对应的时间点；触发判断模块；
24.若该未进行统计的工艺数据段对应的焊机状态为待机状态或焊接状态，变量值均不变；触发判断模块；
25.若该未进行统计的工艺数据段对应的焊机状态为收弧时间段，若变量f的值为真，则获取该工艺数据段中收弧位置对应的时间点，将收弧位置对应的时间点与变量s的差值作为焊接总时长，并将变量t置为所述焊接总时长；
26.若焊接总时长小于20秒，不对罐体总数进行计数，触发初始化模块；
27.若焊接总时长大于或等于20秒，在数据库中将罐体总数加1，记录新计数罐体的罐体标识、以及与该罐体标识对应的焊接总时长，触发初始化模块；
28.统计模块：配置为获取数据库中记录的所有罐体标识、以及与罐体标识对应的焊接总时长，将焊接总时长相差在2秒以内的罐体识别为同一型号的热水器罐体；统计并显示各型号的热水器罐体数量，以及各型号的热水器罐体的标识。
29.根据本发明第三方面，提供一种具有型号识别功能的热水器罐体产量统计系统，包括：
30.处理器，用于执行多条指令；
31.存储器，用于存储多条指令；
32.其中，所述多条指令，用于由所述存储器存储，并由所述处理器加载并执行如前所述具有型号识别功能的热水器罐体产量统计方法。
33.根据本发明第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有多条指令；所述多条指令，用于由处理器加载并执行如前所述具有型号识别功能的热水器罐体产量统计方法。
34.根据本发明的上述方案，本发明的方法，通过采集焊接过程电弧信号的数据，并结合工业智能算法，设计了具有型号识别功能的热水器罐体产量统计方法，能够精确统计各个型号的热水器罐体的产量，以便正确核算产线产能，实现工厂物料的精细化管理。为现场弧焊质量检测提供了无人化的、实时统计的计数方案，弥补了现有技术准确性低的不足，不需要工人手工记录，在提高了计数准确性的同时，减轻了工人的工作量。
35.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
36.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明提供如下附图进行说明。在附图中：
37.图1为本发明一个实施方式的具有型号识别功能的热水器罐体产量统计方法流程示意图；
38.图2为本发明一个实施方式的数据采集装置示意图。
39.附图标记：
40.1：工业路由；2：电压感应器；3：电流感应器；4边缘计算网关；5：焊枪
具体实施方式
41.首先结合图1说明本发明一个实施方式的具有型号识别功能的热水器罐体产量统计方法流程。如图1-图2所示，所述方法包括以下步骤：
42.步骤s101：为焊机配置霍尔电流感应器和电压感应器，所述霍尔电流感应器的圆
环套接于焊机的电流输出端的线缆上，所述霍尔电流感应器检测所述焊机的焊接回路的电流；所述电压感应器与所述焊机的电源并联，用于检测所述焊机的主回路的电压；所述霍尔电流感应器和电压感应器将检测得到的数据模拟成弱电模拟信号，由物联网关对所述弱电信号解码，解码得到电流、电压数据；将所述解码得到的电流数据、电压数据、气体流量数据作为热水器内胆焊接工艺数据，所述工艺数据为时间序列数据；
43.步骤s102：将所述热水器内胆焊接的工艺数据划分为多个工艺数据段，对每个工艺数据段中的电流、电压时序数据进行整形处理，基于处理后的电流数据、电压数据，确定每个工艺数据段对应的焊机状态；
44.步骤s103：设置变量f、s、t，f用于标记是否已起弧，s用于标记起弧时间点，t用于标记焊接总时间，变量f的初始值为假、s的初始值为-1、t的初始值为-1；
45.步骤s104：判断全部工艺数据段对应的焊机状态是否统计完毕，若是，进入步骤s106；若否，按时间顺序，获取一个未进行统计的工艺数据段对应的焊机状态，进入步骤s105；
46.步骤s105：若该未进行统计的工艺数据段对应的焊机状态为起弧焊阶段，将变量f置为真，并将变量s置为该工艺数据段中起弧位置对应的时间点；进入步骤s104；
47.若该未进行统计的工艺数据段对应的焊机状态为待机状态或焊接状态，变量值均不变；进入步骤s104；
48.若该未进行统计的工艺数据段对应的焊机状态为收弧时间段，若变量f的值为真，则获取该工艺数据段中收弧位置对应的时间点，将收弧位置对应的时间点与变量s的差值作为焊接总时长，并将变量t置为所述焊接总时长；
49.若焊接总时长小于20秒，不对罐体总数进行计数，进入步骤s103；
50.若焊接总时长大于或等于20秒，在数据库中将罐体总数加1，记录新计数罐体的罐体标识、以及与该罐体标识对应的焊接总时长，进入步骤s103；
51.步骤s106：获取数据库中记录的所有罐体标识、以及与罐体标识对应的焊接总时长，将焊接总时长相差在2秒以内的罐体识别为同一型号的热水器罐体；统计并显示各型号的热水器罐体数量，以及各型号的热水器罐体的标识。
52.所述步骤s101，如图2所示，为焊机配置霍尔电流感应器和电压感应器，所述霍尔电流感应器的输入圆环套接于焊机电流输出端的线缆圆环，所述霍尔电流感应器检测所述焊机的回路的电流；所述电压感应器与所述焊机的电源并联，用于检测所述焊机的主回路的电压。本实施例中，霍尔电流感应器为一种电流感应器，用于检测所述焊机的回路的电流。电压感应器的安装方式则为并联接在电源的正极和负极，利用并联电路电压与主回路电压相等的原理测出主回路电压。本实施例中，电流感应器的主要参数为：焊枪电源线缆直径为20mm，输入电流为0-500a，输出信号为0-5v。电压传感器的主要参数为：输入电压0-100v，输出信号：0-5v。
53.感应器将测得的数据模拟成0-5v的弱电信号传输给物联网关，物联网关根据收到的模拟弱电信号进行解码，输出最终测得的电流和电压数据。
54.本实施例通过为焊机配置霍尔感应器和电压感应器的方式，将检测得到的数据模拟成弱电信号，由物联网关对所述弱电信号解码，解码得到的电流、电压数据，能够采集焊接过程中的电弧信号。
55.所述步骤s102：将所述热水器内胆焊接的工艺数据划分为多个工艺数据段，对每个工艺数据段中的电流、电压时序数据进行整形处理，基于处理后的电流数据、电压数据，确定每个工艺数据段对应的焊机状态，包括：
56.步骤s1021：将所述热水器内胆焊接的工艺数据以2秒为单位划分为多个工艺数据段；
57.步骤s1022：对每个工艺数据段中的电流、电压时序数据进行整形处理；所述整形处理是指：
58.利用均值滤波对工艺数据段中原始的电流、电压时序数据进行削峰、填谷，具体做法为对工艺数据段均匀地选取多个采样点，将相邻的三个采样点作为一个组，将工艺数据段的采样点划分为多个组；对每个组，求取该组中的三个采样点的平均值，将该组对应的工艺数据段中原始的电流、电压时序数据替换为该组中的三个采样点的平均值。
59.经过整形处理，对每个工艺数据段中的电流、电压时序数据都被整形为方波。
60.步骤s1023：对每个经过整形处理的工艺数据段，均执行以下操作：
61.获取该工艺数据段整形处理后的电流、电压时序数据，将对应同一时间点的处理后的电流、电压时序数据相加，相加的结果作为电信号，按时间顺序得到电信号序列；
62.对于所述电信号序列的每个电信号，均判断电信号是否大于焊接阈值，若大于或等于焊接阈值，将该电信号更新为1；若小于焊接阈值，将该电信号更新为0；
63.该电信号序列的全部电信号处理完毕后，按时间顺序拼接更新后的电信号，生成该工艺数据段的更新的时序数据，所述更新的时序数据为由0、1组成的时序数据；对该工艺数据段的更新的时序数据求导，即从0上升为1的位置求导的结果为1，从1下降为0的位置求导的结果为-1；对求导后的结果求和，得到该工艺数据段的最终求和结果；
64.若该工艺数据段的最终求和结果为0，确定该工艺数据段对应的焊机状态为待机状态或焊接状态；若该工艺数据段的最终求和结果大于或等于1，确定该工艺数据段对应的焊机状态为起弧焊阶段；若该工艺数据段的最终求和结果小于或等于-1，确定该工艺数据段对应的焊机状态为收弧时间段。
65.进行求导再对求导结果求和的原理为：求导前的对应于相加的结果的电信号为方波，由于在焊接时，电流、电压时序数据相加对应的电信号为1，不焊接时电流、电压时序数据相加对应的电信号为0；从0上升为1的位置求导的结果为1，从1下降为0的位置求导的结果为-1，其余电流、电压时序数据相加对应的电信号恒定为0或者恒定为1的部分求导的结果都为0，对求导后的结果进行求和，若求和的结果大于或者等于1，说明这段电信号数据存在一个从0上升到1的点(即起弧点)，若求和的结果小于或者等于-1，说明这段数据存在一个从1下降到0的点(即收弧点)，用该结果可识别该工艺数据段是收弧还是起弧。
66.本实施例中，每个工艺数据段对应的时长为2秒，在2秒的时间内，具有多个时间点，因此，获取该工艺数据段处理后的电流数据及电压数据，能够将对应同一时间点的处理后的电流数据及电压数据相加。
67.本实施例中，焊接阈值取值为10，即当电流与电压之和大于10时认为此时在焊接，否则认为此时在待机。一般不焊接时电流电压都及其微小，正常焊接时电流可达200a，电压可达30v左右，通过数据统计，确定焊接阈值取值为10。
68.本实施例中，电流和电压都是反映焊机是否在工作的指标，理论上用任意一种数
据都可以判断焊机是否在工作，但是实际焊接过程中存在短时间的电流为0电压不为0或者电压为0电流不为0的情况。为避免出现误判的情况，采用将电流、电压时序数据进行整形处理，将对应同一时间点的处理后的电流、电压时序数据相加的方式进行判断。
69.本实施例中，所述步骤s105，若焊接总时长大于20秒，则认为焊接了一个完整的热水器罐体，并依据焊接总时长对热水器罐体类型进行分类，将焊接总时长相差在2秒以内的罐体识别为同一型号的热水器罐体。对焊接总时长进行判断的目的是避免短时间试焊被识认为一个完整的热水器罐体。
70.本实施例中，所述步骤s106，数据库能够保存一定时间段的数据，可以以天为单位对数据进行聚合统计，并实时显示统计结果。
71.本发明实施例进一步给出一种具有型号识别功能的热水器罐体产量统计装置，所述装置包括：
72.数据获取模块：配置为焊机配置霍尔电流感应器和电压感应器，所述霍尔电流感应器的圆环套接于焊机的电流输出端的线缆上，所述霍尔电流感应器检测所述焊机的焊接回路的电流；所述电压感应器与所述焊机的电源并联，用于检测所述焊机的主回路的电压；所述霍尔电流感应器和电压感应器将检测得到的数据模拟成弱电模拟信号，由物联网关对所述弱电模拟信号解码，解码得到电流、电压数据；将解码得到的电流数据、电压数据、气体流量数据作为热水器内胆焊接工艺数据，所述工艺数据为时间序列数据；
73.焊机状态确定模块：配置为将所述热水器内胆焊接的工艺数据划分为多个工艺数据段，对每个工艺数据段中的电流、电压时序数据进行整形处理，基于处理后的电流数据、电压数据，确定每个工艺数据段对应的焊机状态；
74.初始化模块：配置为设置变量f、s、t，f用于标记是否已起弧，s用于标记起弧时间点，t用于标记焊接总时间，变量f的初始值为假、s的初始值为-1、t的初始值为-1；
75.判断模块：配置为判断全部工艺数据段对应的焊机状态是否统计完毕，若是，触发统计模块；若否，按时间顺序，获取一个未进行统计的工艺数据段对应的焊机状态，触发状态统计模块；
76.状态统计模块：配置为若该未进行统计的工艺数据段对应的焊机状态为起弧焊阶段，将变量f置为真，并将变量s置为该工艺数据段中起弧位置对应的时间点；触发判断模块；
77.若该未进行统计的工艺数据段对应的焊机状态为待机状态或焊接状态，变量值均不变；触发判断模块；
78.若该未进行统计的工艺数据段对应的焊机状态为收弧时间段，若变量f的值为真，则获取该工艺数据段中收弧位置对应的时间点，将收弧位置对应的时间点与变量s的差值作为焊接总时长，并将变量t置为所述焊接总时长；
79.若焊接总时长小于20秒，不对罐体总数进行计数，触发初始化模块；
80.若焊接总时长大于或等于20秒，在数据库中将罐体总数加1，记录新计数罐体的罐体标识、以及与该罐体标识对应的焊接总时长，触发初始化模块；
81.统计模块：配置为获取数据库中记录的所有罐体标识、以及与罐体标识对应的焊接总时长，将焊接总时长相差在2秒以内的罐体识别为同一型号的热水器罐体；统计并显示各型号的热水器罐体数量，以及各型号的热水器罐体的标识。
82.本发明实施例进一步给出一种具有型号识别功能的热水器罐体产量统计系统，包括：
83.处理器，用于执行多条指令；
84.存储器，用于存储多条指令；
85.其中，所述多条指令，用于由所述存储器存储，并由所述处理器加载并执行如前所述具有型号识别功能的热水器罐体产量统计方法。
86.本发明实施例进一步给出一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有多条指令；所述多条指令，用于由处理器加载并执行如前所述具有型号识别功能的热水器罐体产量统计方法。
87.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
88.在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
89.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
90.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
91.上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，实体机服务器，或者网络云服务器等，需安装ubuntu操作系统)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
92.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。