铆焊车间的无线网络技术应用

王德学

（中国航发常州兰翔机械有限责任公司，江苏常州213022）

铆焊车间的无线网络技术应用

王德学

（中国航发常州兰翔机械有限责任公司，江苏常州213022）

无线网络技术在铆焊车间应用分为火焰切割下料系统和焊接电源程控系统，将现有的无线局域网技术应用到实际制造工业中，体现新技术的融合，为生产管理提供优化的管理方式，做到全员实时控制的管理效果和产品统一编码质量可追溯，为现代化企业管理提供一种模式和趋势。

铆焊车间；无线网络技术；身份码；数控；火焰切割；焊接电源；实时监控

1　数控火焰切割机方面的无线网络系统的建造实施

下料工段是铆焊车间的首道工序，属于关键受控节点之一，下料采用的是数控火焰切割设备。

铆焊车间现有12台各规格的数控火焰切割设备，所有的数控火焰切割设备虽不是同一厂家，但是其均为微机操作系统，可将其统一改造或升级为Windows XP系统，以便于集中方便操作管理。各设备的原操作是编程人员使用3.5软盘或U盘将编好的程序输入到单台机器上再开始操作。另考虑到实际布局，即各数控火焰切割设备分布于车间不同工位，还有部分设备属于移动型，将根据具体工作要求而移动到工件附近进行切割操作，据此采用建立无线局域网（WLAN）系统，即采用高主频网络专用处理器，其具有数据处理能力强、更大的传输覆盖面和更远传输距离等优势，以此来解决数据远程传输问题，并可保证运行的稳定性。

选用目前市场TP-LINK的企业级无线路由器，功率450M，开放空间覆盖半径100m，这款路由器为高通系列的高性能低功耗处理器及TP-LINK的企业路由平台，外加先进的射频半导体芯片，TP-LINK独有的天线系统。企业级路由器组成了系统大脑，而对每台数控设备内部加装数字化通信控制系统，实现数字移动终端对设备的控制，对切割系统的功能进行设定和远程处理切割过程中的参数控制，以及多台套设备的远程调控监视，并进而感知所有设备的实时运行状态，通过对这些状态数据的快速准确的处理和判断，真正实现了无线网络技术应用到生产一线，于此构成了覆盖整个铆焊工段的火焰切割部分无线局域网系统。并进一步与企业的办公局域网链接，构成企业办公局域网的一个静态IP地址，而由这个企业级路由器分配的数控火焰切割设备全部设定为静态IP，由于企业路由器的射频串扰隔离技术使得多台设备可同时单独运转，不存在相互干扰等待的现象。所选的无线路由器所具有的防火墙功能，可防止外部网络的攻击，还可优化网内部门与部门之间，员工相互之间，管理层与员工之间的隔离，并通过加密妥善保管了企业数据信息，防止泄密。以此功能实现操作的单一性和观摩的多元性，实现了制作过程的操作智能化，管控高度集中化。

企业级无线局域网的建立，通过系统的设定，投产产品的代码唯一，投产产品的各零部件的代码也是在产品唯一代码下派生的，也是唯一的。身份固定，电子化管理，可追溯性强。即产品在计划部门排产后获得了产品代码，工艺部门依据产品代码编制各零部件的下级代码，依据此代码铆焊车间工艺和编程人员编制程序，以电子审批后下发给操作者；火焰下料部门操作工人按指令实施程序操作及产品加工功能；此外，编程技术工艺人员和质检人员按设定还具有可以实时监控跟踪的功能，其可据此功能完善工艺文件和工艺纪律；调度人员可依系统设定功能，监视工作进度；领导层依据系统设定的统筹功能，可以知晓每台设备的生产进度、故障状况，进而知晓依据系统分配的加工产品的唯一的身份代码可知产品的加工制度和质量状况。根据授权状况，只有设备操作者具有启动设备权限，其余人员只有监控权限。

这套系统的实施，产品自动化程度高；信息反馈及时有效，可追溯性强，全员参与到产品质量过程中。调度人员可以最大化的利用车间内设备，使之可以实现满负荷运转，达到节能降耗的目的。

2　无线网络操作系统在焊接电源方面的建造实施

铆焊工作的关键节点是焊接电源，装备制造业的铆焊车间的焊接电源以埋弧焊机、气保焊机和手弧焊机为主，焊接电源的操作者必须是具有一定经验并取得相应资质的技术工人。而工件的焊接质量控制是通过实施经过审批的焊接工艺来实现的，这个实施过程日常以焊接技术工人操作为主，以焊接工艺员和检验人员不定时的检查和记录及重要节点的报检为辅，进而控制焊接质量。焊接操作者是实时工艺规范执行者和质量控制者，随着企业的发展，人管时代已逐渐被制度管理所取代，但制度管理却使得操作者存在投机偷懒的机会，在监管空隙调整工艺参数，造成产品质量不稳定因素的产生。因此在现代级企业中焊接工艺的实施状态，决定了产品的焊接质量。这个实施状态在无线网络技术的加入后可以实现各人各层次的实时监控，同时实时监控的数据还可以加以利用作为产品质量溯源的证据，或者作为异常情况报警的基础数据，或者作为统计工作的第一手资料。

焊接设备的实时监测是通过对焊接电源的改造来完成的，在原有的设备基础上，将焊接电源的电路实现数字化，进而与电力电子技术、信号处理技术及计算机控制技术相互结合，来完成焊接电源的运行参数的传递、监测和控制，以控制电路言，焊接设备的焊接电源部分借助数字信号处理器（DSP）技术实现模拟PID控制器和信号发生电路（PWM）的数字化控制，由单片机（MCU）就可以实现在线静态和动态参数的自适应控制。单片机（MCU）来负责系统的整体管理，比如焊接工艺参数的预先设置和给定参数的输出，而焊接电源的信号产生，各工艺参数的数字化控制则由数字信号处理器（DSP）来完成。如此改造的数字化焊接电源可以实现柔性化控制和多项功能的集成处理，具有高精度的控制性能，高稳定性的系统，协调性良好，此外还利于功能的升级。焊接电源的外特性、调节特性和动特性的控制将更系统灵活，作为工艺及质检人员可以远程监测到实时的焊接电源具体工艺参数值，作为设备管理员还可以远程监控每台设备的运转状态是否稳定，是否有异常变化。改造后的数字化焊接电源还可以预先存储上多组评定合格的焊接工艺参数，留待操作者选择，方便规范了工艺。利用无线网络技术和监控技术以加强信息管理服务，提高生产过程中设备的远程多级多机监控、减少操作工人非法操作几率，为合理计划安排生产计算焊接工作量和跟踪生产进度提供保障。为产品的单一码提供可形性的基础，为质量问题的溯源做到有根可寻。

以上控制网络的数据传输是应用无线加密大数据传输方式来实现的，通过大数据传输解决了传输速度方面的慢卡及网络覆盖方面的狭小现象。无线传输则使得车间空间内不存在蜘蛛网似的传输线，方便灵活并解决了外部不良作业环境对有线网络的限制。通过加密处理，保证了企业技术资料的安全性和保密性，对于外界的无序干扰有着决定性的限制作用。

3　结语

焊接电源数字化改造时将拥有单脉冲、双脉冲、平特性等多种焊接模式，能够对碳钢、不锈钢、铝合金等多种材料实现焊接过程。火焰数控切割设备和焊接电源数字化改造时使其所在系统具有群控功能。借助无线网络，通过移动终端实现远程监控各设备。不同层次管理人员依职责获得的授权是不同的，依职责可进行设备运行参数的统一设置，设备运行状态的监控，可以对设备读取参数和状态进行实时数据通信。

这种借助以单片机为主体所构成的网络系统，在保证产品唯一编码的前提下，可追溯产品质量状态和加工状态，使得企业整体效益和效率得以显著提高，为产品的单件质量标准化打下了坚实的基础，为营造信息化企业夯实了基础。

［1］杨帆.基于ZIGBEE无线网络技术的监控系统设计与实现［J］.科技信息，2013，（35）：183.

［2］胡建明.基于条码和无线网络技术的企业物流管理系统［D］.电子科技大学，2008.

［3］陈琳.铸造车间自动配料监控系统的设计与实现［D］.湖南大学，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

王德学（1971-），男，黑龙江哈尔滨人，高级工程师，工学学士，从事机械加工工艺、企业信息化规划建设、计算机软件研发等工作研究。