一種基于zigbee技術(shù)的焊接監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種基于zigbee技術(shù)的焊接監(jiān)控系統(tǒng)，包括設(shè)置于焊機(jī)上的zigbee無線傳感器裝置，所有的zigbee無線傳感器裝置均與控制平臺連接，控制平臺與顯示裝置和/或報警裝置相連。zigbee無線傳感器裝置包括供電模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、電流傳感器、電壓傳感器和zigbee模塊；供電模塊輸出端與電源轉(zhuǎn)換模塊輸入端相連；電流傳感器、電壓傳感器分別采集焊機(jī)的工作電流、工作電壓并傳輸至zigbee模塊，zigbee模塊將信號發(fā)送至控制平臺。本實(shí)用新型專利技術(shù)采用zigbee無線傳感器裝置，節(jié)點(diǎn)體積小，架構(gòu)簡單，能夠自動組成網(wǎng)絡(luò)，其布局非常簡單方便。并且焊機(jī)不是都需要布置在基站覆蓋范圍內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)容量大，成本低。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種基于zigbee技術(shù)的焊接監(jiān)控系統(tǒng)
本技術(shù)涉及工業(yè)自動化檢測監(jiān)控
，特別是涉及一種基于zigbee技術(shù)的焊接監(jiān)控系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
焊接技術(shù)在汽車制造、橋梁軌道建設(shè)、工程機(jī)械等機(jī)械制造行業(yè)中是一種非常重要的加工工藝。據(jù)工業(yè)發(fā)達(dá)國家統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，每年僅需要焊接加工后使用的鋼材就占鋼總產(chǎn)量的45％左右。作為一項(xiàng)特殊的加工制造工藝，焊接操作在企業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)中普遍存在以下需求：1.焊接參數(shù)的實(shí)時監(jiān)測及數(shù)據(jù)可供查詢、追溯。焊接過程線能量對于焊接接頭的質(zhì)量有較大影響，但實(shí)際焊接過程中這些參數(shù)卻難以實(shí)時監(jiān)測并作記錄。現(xiàn)階段，我國大多數(shù)中小制造企業(yè)中焊接生產(chǎn)質(zhì)量主要依靠工人的技術(shù)水平及自覺性或引進(jìn)更高成本的數(shù)字化焊接設(shè)備來保證，相關(guān)管理平臺的應(yīng)用相對滯后。因此有必要實(shí)時監(jiān)測焊接參數(shù)，建立相應(yīng)的監(jiān)測系統(tǒng)，提升企業(yè)的焊接過程管理能力，并為產(chǎn)品質(zhì)量可追溯性提供依據(jù)。2.焊接設(shè)備的實(shí)時調(diào)度和布局優(yōu)化。在焊接設(shè)備眾多、操作區(qū)域分散的情況下，難以掌握焊接設(shè)備的實(shí)時狀態(tài)，造成焊機(jī)長期待機(jī)、焊接參數(shù)超出工藝要求、焊接過程不穩(wěn)定等問題，未能充分發(fā)揮數(shù)字化焊機(jī)性能，嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量，在設(shè)備調(diào)度和分配上造成管理困難及資源浪費(fèi)局面。為了解決上述問題，科研人員從多方面開展了深入研究。在焊接參數(shù)的采集和傳送方面，近年來不斷涌現(xiàn)基于多種技術(shù)的探索，涉及RS-485通信技術(shù)、CAN總線技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)方法等；在焊接工藝管理方面，基于不同體系結(jié)構(gòu)的焊接工藝管理系統(tǒng)也成為研究的熱點(diǎn)之一。為了進(jìn)一步滿足生產(chǎn)企業(yè)對集群化焊接設(shè)備和生產(chǎn)過程的現(xiàn)代化管理，無論是針對傳統(tǒng)焊機(jī)、數(shù)字化焊機(jī)還是焊接機(jī)器人，均有必要建立一套將信號采集、信息通信、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程訪問融為一體的實(shí)時在線監(jiān)測系統(tǒng)。由于選用RS-485、RS-232等有線線纜連接的數(shù)據(jù)通信方式存在著固有缺點(diǎn)，如系統(tǒng)的擴(kuò)展比較困難、抗干擾的能力比較差、連接線纜比較多，當(dāng)一個設(shè)備損壞時可能會影響整個網(wǎng)絡(luò)等，這對群控管理系統(tǒng)的可靠性、安全性和實(shí)時性提出了更高的要求。對于焊接車間現(xiàn)場的管理與監(jiān)控非常不利。有研究人員將Wi-Fi技術(shù)或者由專業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的工作在2.4GHz-2.5GHz頻段的單片無線收發(fā)器芯片如nRF24L01應(yīng)用到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)焊接電壓值、電流值等參數(shù)的實(shí)時采集。而基于Wi-Fi的無線通訊協(xié)議采用星形網(wǎng)絡(luò)，每臺焊機(jī)都需要布置在基站覆蓋范圍內(nèi)，有障礙物時無法使用，單一信道也會被其他網(wǎng)絡(luò)干擾。此外，增加覆蓋區(qū)域需要額外添加AP(AccessPoint)接入點(diǎn)，使成本增加，同時布網(wǎng)的復(fù)雜度提高，不適用于工業(yè)控制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，特別創(chuàng)新地提出了一種基于zigbee技術(shù)的焊接監(jiān)控系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中每一臺焊機(jī)都需要布置在基站覆蓋范圍內(nèi)、網(wǎng)絡(luò)容量低、布網(wǎng)復(fù)雜，成本高的問題。為了實(shí)現(xiàn)本技術(shù)的上述目的，本技術(shù)提供了一種基于zigbee技術(shù)的焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其包括設(shè)置于焊機(jī)上的zigbee無線傳感器裝置，所有的zigbee無線傳感器裝置均通過無線網(wǎng)絡(luò)與控制平臺連接，控制平臺與平臺顯示裝置和/或平臺報警裝置相連；所述zigbee無線傳感器裝置包括供電模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、電流傳感器、電壓傳感器和zigbee模塊；所述供電模塊輸出端與電源轉(zhuǎn)換模塊輸入端相連，供電模塊輸出的電壓經(jīng)電源轉(zhuǎn)換模塊處理后向電流傳感器、電壓傳感器和zigbee模塊供電；所述電流傳感器、電壓傳感器分別采集焊機(jī)的工作電流、工作電壓并傳輸至zigbee模塊，所述zigbee模塊將信號發(fā)送至控制平臺。本技術(shù)的基于zigbee技術(shù)的焊接監(jiān)控系統(tǒng)采用zigbee無線傳感器裝置，網(wǎng)絡(luò)容量大，節(jié)點(diǎn)體積小，架構(gòu)簡單，能夠自動組成網(wǎng)絡(luò)，其布局非常簡單方便。并且焊機(jī)不是都需要布置在基站覆蓋范圍內(nèi)、網(wǎng)絡(luò)容量高、成本低。在本技術(shù)的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述zigbee無線傳感器裝置還包括按鈕模塊、顯示模塊和報警模塊；所述按鈕模塊控制zigbee無線傳感器裝置的工作與停止；所述顯示模塊與zigbee模塊的信號輸出端相連，用于顯示電流傳感器和電壓傳感器的檢測值；所述報警模塊與zigbee模塊的報警控制端相連，用于顯示報警信號。采用按鈕模塊便于控制zigbee無線傳感器裝置的工作與重啟，采用顯示模塊和報警模塊便于查看檢測結(jié)果以及異常情況的報警。在本技術(shù)的另一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述電流傳感器為霍爾電流傳感器，所述電壓傳感器為霍爾電壓傳感器，所述霍爾電流傳感器和霍爾電壓傳感器均是可拆卸地安裝于焊接電纜上。能在電隔離條件下通過檢測磁場變化測量直流、交流及各種波形的電流。安置于焊接電纜上，方便拆裝，不用對焊接設(shè)備電源內(nèi)部進(jìn)行改裝，成本低，便攜化的實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)焊機(jī)參數(shù)的無線數(shù)字化測量。在本技術(shù)的另一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述zigbee模塊的第一數(shù)字I/O端口通過串聯(lián)的第四電阻和第二發(fā)光二極管與電源轉(zhuǎn)換模塊的輸出端相連，所述zigbee模塊的第二數(shù)字I/O端口通過串聯(lián)的第五電阻和第一發(fā)光二極管與電源轉(zhuǎn)換模塊的輸出端相連；所述zigbee模塊的重啟端與按鈕相連，所述zigbee模塊的射頻信號輸出端與天線相連。通過ZigBee模塊，接收傳感器的電流電壓值并通過ZRF部分進(jìn)行無線發(fā)射，實(shí)現(xiàn)信號的傳輸。在本技術(shù)的另一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述zigbee無線傳感器裝置還包括存儲器，所述存儲器的輸入端與傳感器的輸出端相連，所述存儲器的輸出端與zigbee模塊的傳感器信號輸入端相連。便于后續(xù)數(shù)據(jù)查看。在本技術(shù)的另一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述供電模塊包括鋰離子電池及其充電電路，所述充電電路包括充電芯片，所述充電芯片的電源輸入端口與USB的電源輸出端相連，充電芯片的電源輸入端口還通過第三十電容接地；所述充電芯片的接地端接地；所述充電芯片的充電狀態(tài)指示端與第四發(fā)光二極管的負(fù)極相連，所述充電芯片的電池狀態(tài)指示端與第五發(fā)光二極管的負(fù)極相連，第四發(fā)光二極管的正極和第五發(fā)光二極管的正極均通過第八電阻與USB的電源輸出端相連，所述USB的電源輸出端通過第二十九電容接地；所述充電芯片的接電池端口與電池相連；所述充電芯片的充電電量編程端口通過第十電阻接地；所述數(shù)碼側(cè)滑開關(guān)的第三端口與第三二極管的負(fù)極相連，所述第三二極管的正極與USB的電源輸出端相連，所述數(shù)碼側(cè)滑開關(guān)的第三端口還與第六二極管的負(fù)極相連，所述第六二極管的正極與與電池的正極相連，所述數(shù)碼側(cè)滑開關(guān)的第一端口與第二端口并聯(lián)且與電源轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連。供電模塊簡單，采用電池供電簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在本技術(shù)的另一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述電源轉(zhuǎn)換模塊包括電源轉(zhuǎn)換芯片、所述電源轉(zhuǎn)換芯片的電壓輸入端與供電模塊的輸出端相連，所述電源轉(zhuǎn)換芯片的接地端接地，所述電源轉(zhuǎn)換芯片的電壓輸出端輸出穩(wěn)定的供電電壓，所述電源轉(zhuǎn)換芯片的電壓輸入端通過電容接地，所述電源轉(zhuǎn)換芯片的電壓輸出端通過電容接地。保證了輸出電壓的穩(wěn)定。在本技術(shù)的另一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述報警模塊包括蜂鳴器和第一三極管，所述蜂鳴器的電源正極與供電模塊的輸出端相連，所述蜂鳴器的電源負(fù)極通過第二電阻與第一三極管的集電極相連，第一三極管的發(fā)射極接地，第一三極管的基極通過第三電阻與zigbee模塊的報警控制端相連。通過三極管驅(qū)動蜂鳴器，結(jié)構(gòu)簡單，本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于zigbee技術(shù)的焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)置于焊機(jī)上的zigbee無線傳感器裝置，所有的zigbee無線傳感器裝置均通過無線網(wǎng)絡(luò)與控制平臺連接，控制平臺與平臺顯示裝置和/或平臺報警裝置相連；所述zigbee無線傳感器裝置包括供電模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、電流傳感器、電壓傳感器和zigbee模塊；所述供電模塊輸出端與電源轉(zhuǎn)換模塊輸入端相連，供電模塊輸出的電壓經(jīng)電源轉(zhuǎn)換模塊處理后向電流傳感器、電壓傳感器和zigbee模塊供電；所述電流傳感器、電壓傳感器分別采集焊機(jī)的工作電流、工作電壓并傳輸至zigbee模塊，所述zigbee模塊將信號發(fā)送至控制平臺。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于zigbee技術(shù)的焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)置于焊機(jī)上的zigbee無線傳感器裝置，所有的zigbee無線傳感器裝置均通過無線網(wǎng)絡(luò)與控制平臺連接，控制平臺與平臺顯示裝置和/或平臺報警裝置相連；所述zigbee無線傳感器裝置包括供電模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、電流傳感器、電壓傳感器和zigbee模塊；所述供電模塊輸出端與電源轉(zhuǎn)換模塊輸入端相連，供電模塊輸出的電壓經(jīng)電源轉(zhuǎn)換模塊處理后向電流傳感器、電壓傳感器和zigbee模塊供電；所述電流傳感器、電壓傳感器分別采集焊機(jī)的工作電流、工作電壓并傳輸至zigbee模塊，所述zigbee模塊將信號發(fā)送至控制平臺。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于zigbee技術(shù)的焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述zigbee無線傳感器裝置還包括按鈕模塊、顯示模塊和報警模塊；所述按鈕模塊控制zigbee無線傳感器裝置的工作與停止；所述顯示模塊與zigbee模塊的信號輸出端相連，用于顯示電流傳感器和電壓傳感器的檢測值；所述報警模塊與zigbee模塊的報警控制端相連，用于顯示報警信號。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于zigbee技術(shù)的焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述電流傳感器為霍爾電流傳感器，所述電壓傳感器為霍爾電壓傳感器，所述霍爾電流傳感器和霍爾電壓傳感器均是可拆卸地安裝于焊接電纜上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于zigbee技術(shù)的焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述zigbee模塊的第一數(shù)字I/O端口通過串聯(lián)的第四電阻和第二發(fā)光二極管與電源轉(zhuǎn)換模塊的輸出端相連，所述zigbee模塊的第二數(shù)字I/O端口通過串聯(lián)的第五電阻和第一發(fā)光二極管與電源轉(zhuǎn)換模塊的輸出端相連；所述zigbee模塊的重啟端與按鈕相連，所述zigbee模塊的射頻信號輸出端與天線相連。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于zigbee技術(shù)的焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述zigbee無線傳感器...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳小俊，李雷，
申請(專利權(quán))人：重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，
類型：新型
國別省市：重慶,50