鉚焊車間的無線網絡技術應用

王德學

（中國航發常州蘭翔機械有限責任公司，江蘇常州213022）

鉚焊車間的無線網絡技術應用

王德學

（中國航發常州蘭翔機械有限責任公司，江蘇常州213022）

無線網絡技術在鉚焊車間應用分為火焰切割下料系統和焊接電源程控系統，將現有的無線局域網技術應用到實際制造工業中，體現新技術的融合，為生產管理提供優化的管理方式，做到全員實時控制的管理效果和產品統一編碼質量可追溯，為現代化企業管理提供一種模式和趨勢。

鉚焊車間；無線網絡技術；身份碼；數控；火焰切割；焊接電源；實時監控

1　數控火焰切割機方面的無線網絡系統的建造實施

下料工段是鉚焊車間的首道工序，屬于關鍵受控節點之一，下料采用的是數控火焰切割設備。

鉚焊車間現有12臺各規格的數控火焰切割設備，所有的數控火焰切割設備雖不是同一廠家，但是其均為微機操作系統，可將其統一改造或升級為Windows XP系統，以便于集中方便操作管理。各設備的原操作是編程人員使用3.5軟盤或U盤將編好的程序輸入到單臺機器上再開始操作。另考慮到實際布局，即各數控火焰切割設備分布于車間不同工位，還有部分設備屬于移動型，將根據具體工作要求而移動到工件附近進行切割操作，據此采用建立無線局域網（WLAN）系統，即采用高主頻網絡專用處理器，其具有數據處理能力強、更大的傳輸覆蓋面和更遠傳輸距離等優勢，以此來解決數據遠程傳輸問題，并可保證運行的穩定性。

選用目前市場TP-LINK的企業級無線路由器，功率450M，開放空間覆蓋半徑100m，這款路由器為高通系列的高性能低功耗處理器及TP-LINK的企業路由平臺，外加先進的射頻半導體芯片，TP-LINK獨有的天線系統。企業級路由器組成了系統大腦，而對每臺數控設備內部加裝數字化通信控制系統，實現數字移動終端對設備的控制，對切割系統的功能進行設定和遠程處理切割過程中的參數控制，以及多臺套設備的遠程調控監視，并進而感知所有設備的實時運行狀態，通過對這些狀態數據的快速準確的處理和判斷，真正實現了無線網絡技術應用到生產一線，于此構成了覆蓋整個鉚焊工段的火焰切割部分無線局域網系統。并進一步與企業的辦公局域網鏈接，構成企業辦公局域網的一個靜態IP地址，而由這個企業級路由器分配的數控火焰切割設備全部設定為靜態IP，由于企業路由器的射頻串擾隔離技術使得多臺設備可同時單獨運轉，不存在相互干擾等待的現象。所選的無線路由器所具有的防火墻功能，可防止外部網絡的攻擊，還可優化網內部門與部門之間，員工相互之間，管理層與員工之間的隔離，并通過加密妥善保管了企業數據信息，防止泄密。以此功能實現操作的單一性和觀摩的多元性，實現了制作過程的操作智能化，管控高度集中化。

企業級無線局域網的建立，通過系統的設定，投產產品的代碼唯一，投產產品的各零部件的代碼也是在產品唯一代碼下派生的，也是唯一的。身份固定，電子化管理，可追溯性強。即產品在計劃部門排產后獲得了產品代碼，工藝部門依據產品代碼編制各零部件的下級代碼，依據此代碼鉚焊車間工藝和編程人員編制程序，以電子審批后下發給操作者；火焰下料部門操作工人按指令實施程序操作及產品加工功能；此外，編程技術工藝人員和質檢人員按設定還具有可以實時監控跟蹤的功能，其可據此功能完善工藝文件和工藝紀律；調度人員可依系統設定功能，監視工作進度；領導層依據系統設定的統籌功能，可以知曉每臺設備的生產進度、故障狀況，進而知曉依據系統分配的加工產品的唯一的身份代碼可知產品的加工制度和質量狀況。根據授權狀況，只有設備操作者具有啟動設備權限，其余人員只有監控權限。

這套系統的實施，產品自動化程度高；信息反饋及時有效，可追溯性強，全員參與到產品質量過程中。調度人員可以最大化的利用車間內設備，使之可以實現滿負荷運轉，達到節能降耗的目的。

2　無線網絡操作系統在焊接電源方面的建造實施

鉚焊工作的關鍵節點是焊接電源，裝備制造業的鉚焊車間的焊接電源以埋弧焊機、氣保焊機和手弧焊機為主，焊接電源的操作者必須是具有一定經驗并取得相應資質的技術工人。而工件的焊接質量控制是通過實施經過審批的焊接工藝來實現的，這個實施過程日常以焊接技術工人操作為主，以焊接工藝員和檢驗人員不定時的檢查和記錄及重要節點的報檢為輔，進而控制焊接質量。焊接操作者是實時工藝規范執行者和質量控制者，隨著企業的發展，人管時代已逐漸被制度管理所取代，但制度管理卻使得操作者存在投機偷懶的機會，在監管空隙調整工藝參數，造成產品質量不穩定因素的產生。因此在現代級企業中焊接工藝的實施狀態，決定了產品的焊接質量。這個實施狀態在無線網絡技術的加入后可以實現各人各層次的實時監控，同時實時監控的數據還可以加以利用作為產品質量溯源的證據，或者作為異常情況報警的基礎數據，或者作為統計工作的第一手資料。

焊接設備的實時監測是通過對焊接電源的改造來完成的，在原有的設備基礎上，將焊接電源的電路實現數字化，進而與電力電子技術、信號處理技術及計算機控制技術相互結合，來完成焊接電源的運行參數的傳遞、監測和控制，以控制電路言，焊接設備的焊接電源部分借助數字信號處理器（DSP）技術實現模擬PID控制器和信號發生電路（PWM）的數字化控制，由單片機（MCU）就可以實現在線靜態和動態參數的自適應控制。單片機（MCU）來負責系統的整體管理，比如焊接工藝參數的預先設置和給定參數的輸出，而焊接電源的信號產生，各工藝參數的數字化控制則由數字信號處理器（DSP）來完成。如此改造的數字化焊接電源可以實現柔性化控制和多項功能的集成處理，具有高精度的控制性能，高穩定性的系統，協調性良好，此外還利于功能的升級。焊接電源的外特性、調節特性和動特性的控制將更系統靈活，作為工藝及質檢人員可以遠程監測到實時的焊接電源具體工藝參數值，作為設備管理員還可以遠程監控每臺設備的運轉狀態是否穩定，是否有異常變化。改造后的數字化焊接電源還可以預先存儲上多組評定合格的焊接工藝參數，留待操作者選擇，方便規范了工藝。利用無線網絡技術和監控技術以加強信息管理服務，提高生產過程中設備的遠程多級多機監控、減少操作工人非法操作幾率，為合理計劃安排生產計算焊接工作量和跟蹤生產進度提供保障。為產品的單一碼提供可形性的基礎，為質量問題的溯源做到有根可尋。

以上控制網絡的數據傳輸是應用無線加密大數據傳輸方式來實現的，通過大數據傳輸解決了傳輸速度方面的慢卡及網絡覆蓋方面的狹小現象。無線傳輸則使得車間空間內不存在蜘蛛網似的傳輸線，方便靈活并解決了外部不良作業環境對有線網絡的限制。通過加密處理，保證了企業技術資料的安全性和保密性，對于外界的無序干擾有著決定性的限制作用。

3　結語

焊接電源數字化改造時將擁有單脈沖、雙脈沖、平特性等多種焊接模式，能夠對碳鋼、不銹鋼、鋁合金等多種材料實現焊接過程。火焰數控切割設備和焊接電源數字化改造時使其所在系統具有群控功能。借助無線網絡，通過移動終端實現遠程監控各設備。不同層次管理人員依職責獲得的授權是不同的，依職責可進行設備運行參數的統一設置，設備運行狀態的監控，可以對設備讀取參數和狀態進行實時數據通信。

這種借助以單片機為主體所構成的網絡系統，在保證產品唯一編碼的前提下，可追溯產品質量狀態和加工狀態，使得企業整體效益和效率得以顯著提高，為產品的單件質量標準化打下了堅實的基礎，為營造信息化企業夯實了基礎。

［1］楊帆.基于ZIGBEE無線網絡技術的監控系統設計與實現［J］.科技信息，2013，（35）：183.

［2］胡建明.基于條碼和無線網絡技術的企業物流管理系統［D］.電子科技大學，2008.

［3］陳琳.鑄造車間自動配料監控系統的設計與實現［D］.湖南大學，2013.

Wireless network technology of plate-work shop

WANG De-xue
（Changzhou Lanxiang Machinery Co.，Ltd.，China Aviation Engine Group，Changzhou 213022，China）

Wireless network technology of plate-work shop is divided into flame cutting system and welding source programmed controlsystem.The application of the existingwireless network technology in actualmanufacturing industries has reflected the integration ofnew technologies.Ithas provided amode and trend formodern enterprisemanagementwith optimalmanage mentmode，real-time controlonmanagementeffectand traceability on unified coding.

Plate-work shop；Wireless network technology；Identity code；Numerical control；Flame cutting；Welding source；Real-timemonitoring

F273；TG938

B

1674-8646（2016）18-0036-02

2016-07-21

王德學（1971-），男，黑龍江哈爾濱人，高級工程師，工學學士，從事機械加工工藝、企業信息化規劃建設、計算機軟件研發等工作研究。