智能焊接云管理系统开发及应用

智能焊接云管理系统开发及应用
刘金龙,柳振国,李
江,闫伟男,马晓健
（唐山松下产业机器有限公司，河北唐山063000）
摘要：
智能焊接云管理系统iWeldCloud 是通过焊接设备的物联网连接，它将设备、人员、材料、工艺等数据整合到一个平台来进行管理，为焊接行业用户提供数据管理服务及远程设备运维服务，其应用对管控焊接质量、提升焊接效率具有明显的改善作用。

通过设备智能化、管理智能化、服务智能化三个方面的技术开发及应用，分别从焊接设备使用企业与焊接设备制造企业两个角度阐述了工业互联网技术与传统焊接产业结合应用的先进思想与应用示范。

关键词：
互联网平台；远程服务；焊接工艺；效率提升中图分类号：TG408文献标志码：
B 文章编号：
1001-2303（2020）02-0045-04DOI ：
10.7512/j.issn.1001-2303.2020.02.09
本文参考文献引用格式：刘金龙，柳振国，李江，等.智能焊接云管理系统开发及应用[J].电焊机，2020，50（2）：45-48.
收稿日期:2019-12-29
作者简介:刘金龙（1985—），男，硕士，主要从事工业互联网技术在焊接设备及工厂的应用。

E-mail ：liujinlong@ 。

0前言工业互联网被认为是人类的第三次技术浪潮，
它通过机器、设备的网络互联，结合软件与大数据分析技术来激发生产力，创造新价值。

唐山松下产业机器有限公司（以下简称松下）面向焊接制造行业推出了一套具有行业特点的工业互联网平
台———智能焊接云管理系统，
简称iWeldCloud ，它通过焊接设备的物联网连接，基于云平台为用户提供一种数字化管理工具，将焊接设备、人员、材料、工艺等数据整合到一个平台来进行管理，为用户提供设备监控、设备管理、工艺管理、生产管理等多方面的数据管理服务，更为重要的是，通过焊接设备将用户与公司紧密连接到一个平台，公司能精准地为客户提供工艺指导、软件更新、故障诊断等扩展性服务。

系统框架如图1所示[1-5]。

1
系统特点
iWeldCloud 是部署在阿里云的SaaS 系统，相
较于传统的软件产品，它是一种完全创新的软件应用模式，焊接制造企业在无需安装传统软件采购模式（购买、搭建、维护基础设施）情况下能够采用先进技术的较佳途径。

用户购买焊接设备后可获取平台账号，使用浏览器即可登录系统的管理界面。

iWeldCloud 是面向焊接制造企业的专用互联网平台，它具备设备连接能力、系统集成能力和数据应用能力，如图2所示。

数据连接能力是一项基础能力，需要解决焊接车间现场多种设备的数据采集与交互问题。

焊接车间现场会产生来源于多种类型设备的运行数据，包括电焊机、机器人、由PLC 作为控制器的自动化焊接工作站、具有人机交互功能的智能硬件终端、以
图1系统架构
及其他类型的加工设备及数据源。

系统集成能力表征一套信息化系统能否与其他信息化系统之间实现方便有效的数据共享。

iWeldCloud 具有完善的Web API 接口，能够与焊接制造企业的第三方信息化系统进行友好对接，例如焊接工艺资源系统WRP 、生产执行系统MES 、焊缝质量系统、BI 系统以及其他业务系统，iWeldCloud 通过Web API 接口传递设备状态、焊接参数、规范符合率、材料用量、作业者工时等数据，接收焊接工艺要求、生产计划、工单信息、检测质量等数据，只有焊接生产过程中的数据流传与整合起来，才能发挥更好的改善作用。

数据应用能力能够反映一套信息化系统的智能化程度与业务适应性。

iWeldCloud 系统中管理的数据包括设备数据、工艺数据、人员数据、质量数据、产品数据等，如何将这些数据通过有效的整合与智能化算法，提炼出对业务部门有价值的指导性
建议，并成为业务人员愿意使用的数字化工具，是
iWeldCloud 开发团队的开发目标，不同人员需要不同的管理模块，通过对数据的有效应用与挖掘能够帮助使用者解决实际问题。

2
系统构成
2.1
设备智能化
设备智能化属性如图3所示。

搭载IOT 模块的焊接设备，通过移动互联网自动传输设备参数到云端，通过APP 可方便进行设备管理。

焊接设备通过云端连接，随时获取丰富的焊接工艺软件包，以满足复杂多变的焊接要求，其功能选项可无限扩展。

焊接设备通过AI 技术具备了感知、交互、自动决策的能力。

例如，焊接设备与智能卡的应用可以帮助用户建立智能化的人机协作环境，设备通过感知外部环境，自动匹配最优的工作状态，实现焊接权限管理与工艺参数的有效管控。

图2系统特点
焊接设备
第50卷
2.2管理智能化
iWeldCloud 提供的各种APP 可实现焊接工艺
规范化管理、作业者资质管理、焊接成本管理、品质追溯与绩效分析。

焊接过程控制对焊接质量具有重要影响，管理者希望每个焊接工位都能严格执行工艺要求，以确保焊接质量的一致性，iWeldCloud 能精确匹配焊接规范数据库、焊接设备、作业者资质，有效控制焊接质量。

在自动化焊接领域，系统集成商会根据用户需求设计搭建由扫码、搬运、焊接、检测组成的智能焊接工作站，通过iWeldCloud 的应用，可自动采集工件编号、生产节拍、焊接参数、焊缝检测等关键数据，实现焊接过程的可追溯管理。

iWeldCloud 系统与MES 系统、焊接工艺资源WRP 系统集成应用的模型如图4所示。

通过数据通道的建立，帮助焊接用户实现从原材料、工艺设计到车间执行、数据分析等过程的纵向连接，数据孤岛的打通是工厂迈向数字化与智能化的关键步骤。

2.3
服务智能化
iWeldCloud 提供了一个焊接专家团队与用户
进行数据共享的互动平台，构建了基于云平台的智能化服务体系，基于设备运转数据的提取，以及智能化算法的应用，提供以下技术支持与指导：
（1）当焊接设备发生停机类故障时，立即发出服务流程，协助用户进行故障排除。

（2）通过提取焊接参数特征，主动提供如引弧不良、断弧、粘丝等焊接异常的优化建议。

（3）根据设备运转数据，主动为用户推送维保知识与方法，实现设备的预防性维护。

基于iWeldCloud 平台进行远程运维服务的实际数据如图5所示。

3应用案例
iWeldCloud 系统最重要的价值体现是提升焊接用户现场管理水平，下面通过实际应用案例阐述iWeldCloud 系统如何帮助工厂现场进行生产改善。

3.1规范管控
某机械制造用户原来为了确保每个焊接工位严格执行焊接规范，现场管理者采用将送丝机调整
图3设备智能化属性
图5云服务数据中心
图4系统集成应用
图8产品追溯应用
旋钮上锁的方法进行控制，既不灵活又增加了现场改造的工作量。

使用iWeldCloud 的工艺规范管控，一方面简化了焊机操作，工艺人员将制定好的工艺规范直接下发到设备并锁定，作业者可以快速调用规范参数；另一方面保证了工艺规范的可控性，无需质量监管人员现场巡视，节约了工作成本。

规范管理应用如图6所示。

图6
规范管控应用
3.2作业者实名制管理
某核电设备用户的现场焊机大多为模拟焊机，为实现人机绑定，在焊机外部增加了参数采集装置并安装IC 读卡器，被授权的IC 卡才能启动焊机；通过应用松下GL5全数字IoT 焊机，作业者权限管理
功能全部内置到设备上，通过RFID 非接触式读卡，可确保在高粉尘环境下的稳定性，同时还可以通过iWeldCloud 灵活配置作业者卡片与机器的权限关系，方便管理者准确统计和评价作业者的工时绩效。

RFID 刷卡应用如图7所示。

图7
RFID 刷卡应用
3.3焊接产品追溯
某汽车零部件用户在生产线上增加了扫码枪
来采集工件的二维码，通过应用iWeldCloud ，将扫码枪采集数据与焊机相关联，焊机可自动判断当前采集的二维码、是否启动焊接，每次焊接过程均会记录下来并存在云服务器，帮助用户形成每个工件产品的焊接记录，实现工件的可追溯，如图8所示。

参考文献：
[1]刘金龙，李江，李海泉.基于焊接制造协同管理的信息化
平台[J].金属加工（热加工），2016（16）：23-26.[2]
李江，刘金龙，柳振国.智能焊接管理系统iWeld5[J].金
属加工（热加工），2016（12）：24-26.
[3]李江，时国玉，刘金龙.数字化与网络化技术在高速列车
焊接车间的实践应用[J].电焊机，2018，48（3）：43-47.[4]李再兴，刘金龙，远东，等.基于IOT 的焊接设备监控系
统设计[J].电焊机，2019，49（3）：53-56.[5]敬朝晖.“物联网+人工智能”技术运用的研究[J].自然
科学（全文版），2018（10）：197-198.
焊接设备
第50卷
Abstract ：The fracture toughness in each micro-zone of
12Cr/30Cr2Ni4MoV hetero -welded rotor welded joint was tested by multi-sample method and the mechanism of Pop-in effect was studied by fracture analysis.The results show that the overall strength of the heterogenous welded joint is lower than that of the base metal ，which belongs to low matching.The tensile fracture is located in the transition layer.The fracture toughness in the micro -zone of the heterogenous
welded joint was not uniform ，and the crack instability and propagation occurred in the base material 12Cr and the transition layer ，and the fracture toughness in the heat -affected zone was better than that in the base material.The weld crack propagation resistance of submerged arc welding is lower than 30Cr2Ni4MoV.The Mo -rich hard phase in base
material 12Cr and transition layer is the main cause of crack instability and propagation.
Key words ：12Cr ；30Cr2Ni4MoV ；heterogeneous welded
joint ；fracture toughness ；fracture analysis
Research progress of improving mechanical pro-perties of Sn-Bi series lead-free solder
YAN Lijing ，HUANG Yongqiang ，JI Haitao ，ZHANG Yanhua （Department of Electromechanical Engineering ，Guangdong Un-iversity of Science &Technology ，Dongguan 523083，China ）.pp 41-44
Abstract ：The miniaturization,integration and greenization
of electronic products have promoted the development of lead-free solders.In recent years ，Sn -Bi series solder has become
one of the great potential low-temperature lead-free solder with
excellent comprehensive performance.However ，the brittleness
of Bi in Sn-Bi series solders has greatly limited its application.In this paper,the effects of rare earth elements Ag ，Cu ，Zn ，Sb ，
Ni ，and cooling methods and temperature on the mechanical
properties of Sn-Bi series solders are reviewed ，and the research
directions of improving the mechanical properties of Sn -Bi series solders are also discussed.Key words ：Sn-Bi series solder ；alloy element ；mechanical
properties
Development and application of intelligent weld-ing cloud management system
LIU Jinlong ，LIU Zhenguo ，LI Jiang ，YAN Weinan ，MA Xiaojian
（Panasonic Welding Systems (Tangshan)Co.，Ltd.，Tangshan
063000，China ）.pp 45-48
Abstract ：The intelligent welding cloud management sy -stem iWeldCloud integrates equipment ，personnel ，materials ，procedure and other data into one platform through the IoT con -
nection of welding equipment ，and provides data management services and remote equipment operation and maintenance services for users in the welding industry.The application of iWeldCloud has obvious improvement effects on welding quality control and welding efficiency.Through the technology develop -ment and application of equipment intelligence ，manage -ment intelligence and service intelligence ，the advanced ideas and application demonstration of the combination of industrial internet technology and traditional welding industry are expound from the perspectives of welding equipment users and welding equip -ment manufacturers.
Key words ：internet platform ；remote service ；welding pro -
cedure ；efficiency improvement
Design of large panel welding machine based on
one -side welding and double -side forming technology
MENG Lingtao （SCRRC Qiqihar Rolling Stock Co.，Ltd.，Qiqihar 161002，China ）.pp 49-52
Abstract ：In view of the problems in welding large steel
plates,such as time consuming ，difficult to reach the opposite
welding position ，difficult welding quality control ，etc.A large
panel welding machine is designed.The design ideas,components
and key parameters are also introduced.By optimizing the panel welding process and controlling the back bead forming,the double-side forming can be completed by only one-side welding.Through field experiments and enterprise applications ，it is
verified that the design of this special welding machine can meet the needs of large panel welding,and improve the efficiency and quality.
Key words ：special welding machine ；double-sided form -ing ；large steel plate
Study on surface flatness of aluminum alloy by wire arc additive manufacturing (WAAM)
ZHANG Chi 1，2，SHEN Chen 1，2，LI Fang 1，2，CHENG Siyuan 1，2，
YANG Yuzhe 1，2，HUA Xueming 1，2
，TANG Bin 3
（1.Institute of
Welding and LaserManufacturing ，CollegeofMaterialsScienceand Engine -ering ，Shanghai Jiao Tong University ，Shanghai 200240，
China ；2.Shanghai Key Laboratory of Laser Manufacturing and Materials
Modification ，Shanghai
200240，China ；3.Wujing
Thermal Power Plant ，Shanghai Electric Power Co.，Ltd.，Shanghai
200241，China ）.pp 53-57
Abstract ：The surface flatness of aluminum alloy component
by wire arc additive manufacturing based on advanced cold metal transfer is studied.The single-layer multi-pass deposit sample is carried out with various wire feed rates and horizontally adjacent。