一种基于zigbee技术的焊接监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于zigbee技术的焊接监控系统，包括设置于焊机上的zigbee无线传感器装置，所有的zigbee无线传感器装置均与控制平台连接，控制平台与显示装置和/或报警装置相连。zigbee无线传感器装置包括供电模块、电源转换模块、电流传感器、电压传感器和zigbee模块；供电模块输出端与电源转换模块输入端相连；电流传感器、电压传感器分别采集焊机的工作电流、工作电压并传输至zigbee模块，zigbee模块将信号发送至控制平台。本实用新型专利技术采用zigbee无线传感器装置，节点体积小，架构简单，能够自动组成网络，其布局非常简单方便。并且焊机不是都需要布置在基站覆盖范围内，网络容量大，成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种基于zigbee技术的焊接监控系统
本技术涉及工业自动化检测监控
，特别是涉及一种基于zigbee技术的焊接监控系统。
技术介绍
焊接技术在汽车制造、桥梁轨道建设、工程机械等机械制造行业中是一种非常重要的加工工艺。据工业发达国家统计数据显示，每年仅需要焊接加工后使用的钢材就占钢总产量的45％左右。作为一项特殊的加工制造工艺，焊接操作在企业大规模生产中普遍存在以下需求：1.焊接参数的实时监测及数据可供查询、追溯。焊接过程线能量对于焊接接头的质量有较大影响，但实际焊接过程中这些参数却难以实时监测并作记录。现阶段，我国大多数中小制造企业中焊接生产质量主要依靠工人的技术水平及自觉性或引进更高成本的数字化焊接设备来保证，相关管理平台的应用相对滞后。因此有必要实时监测焊接参数，建立相应的监测系统，提升企业的焊接过程管理能力，并为产品质量可追溯性提供依据。2.焊接设备的实时调度和布局优化。在焊接设备众多、操作区域分散的情况下，难以掌握焊接设备的实时状态，造成焊机长期待机、焊接参数超出工艺要求、焊接过程不稳定等问题，未能充分发挥数字化焊机性能，严重影响焊接质量，在设备调度和分配上造成管理困难及资源浪费局面。为了解决上述问题，科研人员从多方面开展了深入研究。在焊接参数的采集和传送方面，近年来不断涌现基于多种技术的探索，涉及RS-485通信技术、CAN总线技术、工业以太网方法等；在焊接工艺管理方面，基于不同体系结构的焊接工艺管理系统也成为研究的热点之一。为了进一步满足生产企业对集群化焊接设备和生产过程的现代化管理，无论是针对传统焊机、数字化焊机还是焊接机器人，均有必要建立一套将信号采集、信息通信、数据远程访问融为一体的实时在线监测系统。由于选用RS-485、RS-232等有线线缆连接的数据通信方式存在着固有缺点，如系统的扩展比较困难、抗干扰的能力比较差、连接线缆比较多，当一个设备损坏时可能会影响整个网络等，这对群控管理系统的可靠性、安全性和实时性提出了更高的要求。对于焊接车间现场的管理与监控非常不利。有研究人员将Wi-Fi技术或者由专业企业生产的工作在2.4GHz-2.5GHz频段的单片无线收发器芯片如nRF24L01应用到无线传感器网络，实现焊接电压值、电流值等参数的实时采集。而基于Wi-Fi的无线通讯协议采用星形网络，每台焊机都需要布置在基站覆盖范围内，有障碍物时无法使用，单一信道也会被其他网络干扰。此外，增加覆盖区域需要额外添加AP(AccessPoint)接入点，使成本增加，同时布网的复杂度提高，不适用于工业控制。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于zigbee技术的焊接监控系统，解决现有技术中每一台焊机都需要布置在基站覆盖范围内、网络容量低、布网复杂，成本高的问题。为了实现本技术的上述目的，本技术提供了一种基于zigbee技术的焊接监控系统，其包括设置于焊机上的zigbee无线传感器装置，所有的zigbee无线传感器装置均通过无线网络与控制平台连接，控制平台与平台显示装置和/或平台报警装置相连；所述zigbee无线传感器装置包括供电模块、电源转换模块、电流传感器、电压传感器和zigbee模块；所述供电模块输出端与电源转换模块输入端相连，供电模块输出的电压经电源转换模块处理后向电流传感器、电压传感器和zigbee模块供电；所述电流传感器、电压传感器分别采集焊机的工作电流、工作电压并传输至zigbee模块，所述zigbee模块将信号发送至控制平台。本技术的基于zigbee技术的焊接监控系统采用zigbee无线传感器装置，网络容量大，节点体积小，架构简单，能够自动组成网络，其布局非常简单方便。并且焊机不是都需要布置在基站覆盖范围内、网络容量高、成本低。在本技术的一种优选实施方式中，所述zigbee无线传感器装置还包括按钮模块、显示模块和报警模块；所述按钮模块控制zigbee无线传感器装置的工作与停止；所述显示模块与zigbee模块的信号输出端相连，用于显示电流传感器和电压传感器的检测值；所述报警模块与zigbee模块的报警控制端相连，用于显示报警信号。采用按钮模块便于控制zigbee无线传感器装置的工作与重启，采用显示模块和报警模块便于查看检测结果以及异常情况的报警。在本技术的另一种优选实施方式中，所述电流传感器为霍尔电流传感器，所述电压传感器为霍尔电压传感器，所述霍尔电流传感器和霍尔电压传感器均是可拆卸地安装于焊接电缆上。能在电隔离条件下通过检测磁场变化测量直流、交流及各种波形的电流。安置于焊接电缆上，方便拆装，不用对焊接设备电源内部进行改装，成本低，便携化的实现了传统焊机参数的无线数字化测量。在本技术的另一种优选实施方式中，所述zigbee模块的第一数字I/O端口通过串联的第四电阻和第二发光二极管与电源转换模块的输出端相连，所述zigbee模块的第二数字I/O端口通过串联的第五电阻和第一发光二极管与电源转换模块的输出端相连；所述zigbee模块的重启端与按钮相连，所述zigbee模块的射频信号输出端与天线相连。通过ZigBee模块，接收传感器的电流电压值并通过ZRF部分进行无线发射，实现信号的传输。在本技术的另一种优选实施方式中，所述zigbee无线传感器装置还包括存储器，所述存储器的输入端与传感器的输出端相连，所述存储器的输出端与zigbee模块的传感器信号输入端相连。便于后续数据查看。在本技术的另一种优选实施方式中，所述供电模块包括锂离子电池及其充电电路，所述充电电路包括充电芯片，所述充电芯片的电源输入端口与USB的电源输出端相连，充电芯片的电源输入端口还通过第三十电容接地；所述充电芯片的接地端接地；所述充电芯片的充电状态指示端与第四发光二极管的负极相连，所述充电芯片的电池状态指示端与第五发光二极管的负极相连，第四发光二极管的正极和第五发光二极管的正极均通过第八电阻与USB的电源输出端相连，所述USB的电源输出端通过第二十九电容接地；所述充电芯片的接电池端口与电池相连；所述充电芯片的充电电量编程端口通过第十电阻接地；所述数码侧滑开关的第三端口与第三二极管的负极相连，所述第三二极管的正极与USB的电源输出端相连，所述数码侧滑开关的第三端口还与第六二极管的负极相连，所述第六二极管的正极与与电池的正极相连，所述数码侧滑开关的第一端口与第二端口并联且与电源转换模块的输入端相连。供电模块简单，采用电池供电简化了系统结构。在本技术的另一种优选实施方式中，所述电源转换模块包括电源转换芯片、所述电源转换芯片的电压输入端与供电模块的输出端相连，所述电源转换芯片的接地端接地，所述电源转换芯片的电压输出端输出稳定的供电电压，所述电源转换芯片的电压输入端通过电容接地，所述电源转换芯片的电压输出端通过电容接地。保证了输出电压的稳定。在本技术的另一种优选实施方式中，所述报警模块包括蜂鸣器和第一三极管，所述蜂鸣器的电源正极与供电模块的输出端相连，所述蜂鸣器的电源负极通过第二电阻与第一三极管的集电极相连，第一三极管的发射极接地，第一三极管的基极通过第三电阻与zigbee模块的报警控制端相连。通过三极管驱动蜂鸣器，结构简单，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于zigbee技术的焊接监控系统，其特征在于，包括设置于焊机上的zigbee无线传感器装置，所有的zigbee无线传感器装置均通过无线网络与控制平台连接，控制平台与平台显示装置和/或平台报警装置相连；所述zigbee无线传感器装置包括供电模块、电源转换模块、电流传感器、电压传感器和zigbee模块；所述供电模块输出端与电源转换模块输入端相连，供电模块输出的电压经电源转换模块处理后向电流传感器、电压传感器和zigbee模块供电；所述电流传感器、电压传感器分别采集焊机的工作电流、工作电压并传输至zigbee模块，所述zigbee模块将信号发送至控制平台。

【技术特征摘要】
1.一种基于zigbee技术的焊接监控系统，其特征在于，包括设置于焊机上的zigbee无线传感器装置，所有的zigbee无线传感器装置均通过无线网络与控制平台连接，控制平台与平台显示装置和/或平台报警装置相连；所述zigbee无线传感器装置包括供电模块、电源转换模块、电流传感器、电压传感器和zigbee模块；所述供电模块输出端与电源转换模块输入端相连，供电模块输出的电压经电源转换模块处理后向电流传感器、电压传感器和zigbee模块供电；所述电流传感器、电压传感器分别采集焊机的工作电流、工作电压并传输至zigbee模块，所述zigbee模块将信号发送至控制平台。2.根据权利要求1所述的基于zigbee技术的焊接监控系统，其特征在于，所述zigbee无线传感器装置还包括按钮模块、显示模块和报警模块；所述按钮模块控制zigbee无线传感器装置的工作与停止；所述显示模块与zigbee模块的信号输出端相连，用于显示电流传感器和电压传感器的检测值；所述报警模块与zigbee模块的报警控制端相连，用于显示报警信号。3.根据权利要求1所述的基于zigbee技术的焊接监控系统，其特征在于，所述电流传感器为霍尔电流传感器，所述电压传感器为霍尔电压传感器，所述霍尔电流传感器和霍尔电压传感器均是可拆卸地安装于焊接电缆上。4.根据权利要求1所述的基于zigbee技术的焊接监控系统，其特征在于，所述zigbee模块的第一数字I/O端口通过串联的第四电阻和第二发光二极管与电源转换模块的输出端相连，所述zigbee模块的第二数字I/O端口通过串联的第五电阻和第一发光二极管与电源转换模块的输出端相连；所述zigbee模块的重启端与按钮相连，所述zigbee模块的射频信号输出端与天线相连。5.根据权利要求1所述的基于zigbee技术的焊接监控系统，其特征在于，所述zigbee无线传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴小俊，李雷，
申请(专利权)人：重庆工业职业技术学院，
类型：新型
国别省市：重庆,50