一种装配式钢结构部品件信息管理设备及其管理方法与流程

1.本发明涉及信息管理技术领域，具体为一种装配式钢结构部品件信息管理设备及其管理方法。


背景技术：

2.装配式钢结构是用钢板、角钢、槽钢、工字钢、焊接h型钢制成的能承受和传递荷载的钢结构组合构件，由于建筑结构的设计不同，因此所需要的钢构件结构设计比较复杂和特殊，例如大跨度高承载能力的焊接h型钢，则是通过在两个片翼板之间焊接腹板通过焊接技术制作而成，该焊接h型钢的生产工艺简单，成本低于热轧h型钢，并且尺寸型号能随意定制，因此，该类钢构件在装配式建筑工程领域中得到合理、广泛的应用。
3.随着自动焊接技术的进步，焊接生产焊接h型钢时，采用焊接小车，驱动焊枪头匀速行走，适合长距离焊接腹板与翼板之间的焊缝，在焊接完成之后，采用焊缝探伤仪对焊接处进行探伤检测，并对焊接后的工件进行测量与工件设计参数进行对比，确保焊接质量，通常在焊缝处检测出的焊接缺陷主要是未熔合、夹渣、气孔等缺陷，此时，需要对检测出的缺陷点进行人工返修。
4.目前，虽然实现了自动化焊接生产钢构件，但是，对于焊接的质量无法进行监测，且无法分析出现焊接缺陷的大致区域，因此，检测焊缝焊接质量时需要人工使用焊缝探伤仪进行全长度的检测，检测过程时间较长速度慢，此外，也无法管理钢结构的具体生产信息和产品信息，不利于返修时技术人员采用相同的技术手段处理焊接缺陷，也不利于使用后对钢构件进行维护。


技术实现要素：

5.解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种装配式钢结构部品件信息管理设备及其管理方法，具备可以在焊接过程中分析判断出现焊接缺陷的大致的故障点位置，同时也可记录管理钢结构的具体生产信息和产品信息，方便技术人员查询焊接工艺进行返修以及后期对钢构件的维护等优点，解决了自动化焊接生产钢构件时对于焊接的质量无法进行监测，且无法分析出现焊接缺陷的大致区域，需要人工使用焊缝探伤仪进行全长度的检测，此外也无法管理钢结构的具体生产信息和产品信息，不利于返修时技术人员采用相同的技术手段处理焊接缺陷，也不利于使用后对钢构件进行维护的问题。
7.技术方案
8.为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：一种装配式钢结构部品件信息管理设备，应用在自动焊接机构，包括：
9.工控机，所述工控机内部存储有焊接工件时所获取的工件设计参数和焊接工件时需要采用最佳焊接工艺方案；
10.光学与视觉监测器，所述光学与视觉监测器全程对焊接的工件进行光学监测，且
在焊接后获取工件的整体图像；
11.焊接信息管理器，通过焊接参数采集器采集自动焊接机构在焊接时的电路信息，并通过焊接位置定位模块同步监测自动焊接机构的位置变化信息，对比从工控机内获取的工件设计参数数据与光学与视觉监测器采集到的工件的实际数据，给出对比结果和处理方案。
12.优选的，所述工控机内设有数据库获取和存储取工件设计参数和工件坡口几何参数，并设有知识库存储工件焊接前选用的焊接工艺，包括工艺编号、焊接工艺规范、焊接材料、焊接设备、焊接夹具、工件坡口的形状和尺寸，以及焊接过程中焊接工艺的更改记录，所述工控机接收光学与视觉监测器采集到的数据并传输至焊接信息管理器进行处理。
13.优选的，所述光学与视觉监测器由激光与视觉传感器控制系统控制激光传感器和工业相机对焊接工件的全过程进行监测，所述激光传感器首先采集焊接工件的零部件材质、外形尺寸、坡口位置、角度、间隙、错边和截面积传输至工控机内并与数据库中的数据进行对比，根据对比结果选择相应的焊接方案，依此控制自动焊接机构的送丝速度和焊接电流，在焊接过程中激光传感器实时采集工件坡口处的几何参数，并与焊接参数库一起建立焊接动态参数和待焊坡口几何形状及焊缝成形质量之间的定量关系，实现焊缝成形质量控制；
14.所述工业相机用于采集焊接后工件的外形图片，并提取图片中工件的d尺寸生成d模型，通过焊接信息管理器对该模型与数据库中的工件模型进行对比，给出分析结果判断工件的缺陷。
15.优选的，所述焊接信息管理器中设有基本信息管理单元、监测数据处理单元和返修质量记录单元，所述基本信息管理单元在焊接工件时记录使用工艺的情况，并且还用于查询焊接工艺、用户管理以及查询工件编号信息，所述返修质量记录单元用于存储工件的缺陷记录、返工加工记录和人工检测记录；
16.所述监测数据处理单元用于处理光学与视觉监测器的监测数据，根据焊接参数采集器采集到的自动焊接机构在焊接时的电路信息数据，记录电路信息出现变化的数据和出现变化的时间节点，并在该时间节点出现时通过焊接位置定位模块记录自动焊接机构的位置，以此生成故障点，将该故障点记录在工件缺陷记录中，在焊接后重点排查检修。
17.优选的，所述焊接参数采集器通过传感器组件采集电路信息的数据包括焊接电流和焊接电压，焊接电流和焊接电压结合光学与视觉监测器采集的坡口信息一并传输至数据库中，根据数据库中的焊接工艺记录，再次选取相应的焊接工艺，调节自动焊接机构的焊接速度和送丝速度适应对应的电流。
18.本发明还提供了一种装配式钢结构部品件信息管理方法，应用在自动焊接机构，包括以下步骤；
19.焊接前，通过工控机内部存储有的工件设计参数，选取焊接工件时需要采用最佳焊接工艺方案；
20.焊接时，光学与视觉监测器通过焊接参数采集器采集自动焊接机构在焊接时的电路信息，并通过焊接位置定位模块同步监测自动焊接机的位置变化信息，且全程对焊接的工件进行光学检测；
21.焊接后，通过焊接信息管理器，对比从工控机内获取的工件设计参数数据与光学
与视觉监测器采集到的工件的实际数据，给出对比结果和处理方案。
22.有益效果
23.与现有技术相比，本发明提供了一种装配式钢结构部品件信息管理设备及其管理方法，具备以下有益效果：
24.1、本发明在使用时，通过对比从工控机内获取的工件设计参数数据与光学与视觉监测器采集到的焊接时工件的实际数据，给出对比结果和处理方案，即电流电压出现波动时，焊接信息管理器控制自动焊接机构的送丝速度和行走速度，以此保证最佳焊接效果，并在电流电压出现波动的起点和终点均做出相应的时间和位置的记录，作为可能出现焊接缺陷的位置，在焊接后重点进行人工检测和返修。
25.2、本发明设置有的焊接信息管理器，在使用时，根据焊接参数采集器采集到的自动焊接机构在焊接时的电路电流电压数据，记录电压电流出现变化的数据和出现变化的时间节点，即出现变化的起点和终点，并在该时间节点出现时，通过焊接位置定位模块记录自动焊接机构的位置，以此生成故障点，将该故障点记录在工件缺陷记录中，在焊接后重点排查检修。
26.3、本发明设有的管理方法，在使用时，通过实时采集焊接工件时的电路数据，并记录电路中电压电流出现变化的时间节点，技术人员可快速查询获取焊接工件时所采用的焊接工艺，方便技术人员定点检测，且采用相同的焊接工艺返修工件，同时将检修工件的返修信息记录在钢构件信息中，方便后期进行日常检修。
附图说明
27.图1为本发明提出的一种装配式钢结构部品件信息管理设备的概要结构示意图；
28.图2为本发明提出的一种装配式钢结构部品件信息管理设备的流程图；
29.图3为本发明提出的一种装配式钢结构部品件信息管理设备中焊接信息管理器的概要结构图；
30.图4为本发明提出的一种装配式钢结构部品件信息管理设备激光与视觉传感器控制系统的概要结构图。
31.图中：1、焊接电源；2、自动焊接机构；3、光学与视觉监测器；4、焊接位置定位模块；5、焊接参数采集器；6、工控机；7、焊接信息管理器；8、激光与视觉传感器控制系统；9、知识库；10、数据库；11、基本信息管理单元；12、监测数据处理单元；13、返修质量记录单元；14、激光传感器；15、工业相机。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.实施例1：
34.参照附图1-4,一种装配式钢结构部品件信息管理设备，应用在自动焊接机构2，通过焊接电源1对自动焊接机构1供电，包括工控机6，工控机6内部存储有焊接工件时获取的
工件设计参数和焊接工件时需要采用最佳焊接工艺方案，工控机6内设有数据库10获取和存储取工件设计参数和工件坡口几何参数，并设有知识库9存储工件焊接前选用的焊接工艺，包括工艺编号、产品型号、产品图号，焊接工艺规范即焊接电压、焊接电流、弧长、送丝速度、焊接速度、保护气体、气流量和预热温度，焊接材料即尺寸、板厚、材料、环缝直径、纵缝长度、焊丝直径，焊接设备及夹具即背垫材料、厚度、宽度、设备型号，坡口形状及尺寸即形状、斜度、钝边、装配前间隙、装配后间隙，以及焊接过程中焊接工艺的更改记录，工控机6接收光学与视觉监测器3采集到的数据并传输至焊接信息管理器7进行处理；
35.光学与视觉监测器3，光学与视觉监测器3全程对焊接的工件进行光学监测，且在焊接后获取工件的整体图像，光学与视觉监测器3由激光与视觉传感器控制系统8控制激光传感器14和工业相机15对焊接工件的全过程进行监测，激光传感器14首先采集焊接工件的零部件材质、外形尺寸、坡口位置、角度、间隙、错边和截面积传输至工控机6内并与数据库10中的数据进行对比，根据对比结果选择相应的焊接方案，依此控制自动焊接机构2的送丝速度和焊接电流，在焊接过程中激光传感器14实时采集工件坡口处的几何参数，并与焊接参数库一起建立焊接动态参数和待焊坡口几何形状及焊缝成形质量之间的定量关系，实现焊缝成形质量控制；
36.工业相机15用于采集焊接后工件的外形图片，并提取图片中工件的3d尺寸生成3d模型，通过焊接信息管理器7对该模型与数据库10中的工件模型进行对比，给出分析结果判断工件的缺陷。
37.本发明在使用的时候，通过工控机6内部获取和存储有的工件设计参数，选取焊接工件时需要采用最佳焊接工艺方案，以此方案作为焊接时的主方案，光学与视觉监测器3通过焊接参数采集器5采集自动焊接机构2在焊接时的电压和电流信息，并通过焊接位置定位模块4同步监测自动焊接机的位置变化信息，且全程对焊接的工件进行光学检测，最后通过焊接信息管理器7，对比从工控机6内获取的工件设计参数数据与光学与视觉监测器3采集到的焊接时工件的实际数据，给出对比结果和处理方案，即电流电压出现波动时，焊接信息管理器7控制自动焊接机构2的送丝速度和行走速度，以此保证最佳焊接效果，并在电流电压出现波动的起点和终点均做出相应的时间和位置的记录，作为可能出现焊接缺陷的位置，在焊接后重点进行人工检测和返修。
38.实施例2：基于实施例1有所不同的是；
39.参照附图3-4，焊接信息管理器7，通过焊接参数采集器5采集自动焊接机构2在焊接时的电路信息，并通过焊接位置定位模块4同步监测自动焊接机构2的位置变化信息，对比从工控机6内获取的工件设计参数数据与光学与视觉监测器3采集到的工件的实际数据，给出对比结果和处理方案，焊接信息管理器7中设有基本信息管理单元11、监测数据处理单元12和返修质量记录单元13，基本信息管理单元11在焊接工件时记录使用工艺的情况，并且还用于查询焊接工艺、用户管理以及查询工件编号信息，返修质量记录单元13用于存储工件的缺陷记录、返工加工记录和人工检测记录；
40.监测数据处理单元12用于处理光学与视觉监测器3的监测数据，根据焊接参数采集器5采集到的自动焊接机构2在焊接时的电路信息数据，记录电路信息出现变化的数据和出现变化的时间节点，并在该时间节点出现时通过焊接位置定位模块4记录自动焊接机构2的位置，以此生成故障点，将该故障点记录在工件缺陷记录中，在焊接后重点排查检修，焊
接参数采集器5通过传感器组件采集电路信息的数据包括焊接电流和焊接电压，焊接电流和焊接电压结合光学与视觉监测器3采集的坡口信息一并传输至数据库10中，根据数据库10中的焊接工艺记录，再次选取相应的焊接工艺，调节自动焊接机构2的焊接速度和送丝速度适应对应的电流。
41.本发明设置有的焊接信息管理器7，在使用时，根据焊接参数采集器5采集到的自动焊接机构2在焊接时的电路电流电压数据，记录电压电流出现变化的数据和出现变化的时间节点，即出现变化的起点和终点，并在该时间节点出现时，通过焊接位置定位模块4记录自动焊接机构2的位置，以此生成故障点，将该故障点记录在工件缺陷记录中，在焊接后重点排查检修。
42.实施例3：基于实施例1有所不同的是；
43.本发明还提供了一种装配式钢结构部品件信息管理方法，应用在自动焊接机构2，包括以下步骤；
44.焊接前，通过工控机6内部存储有的工件设计参数，选取焊接工件时需要采用最佳焊接工艺方案；
45.焊接时，光学与视觉监测器3通过焊接参数采集器5采集自动焊接机构2在焊接时的电路信息，并通过焊接位置定位模块4同步监测自动焊接机的位置变化信息，且全程对焊接的工件进行光学检测；
46.焊接后，通过焊接信息管理器7，对比从工控机6内获取的工件设计参数数据与光学与视觉监测器3采集到的工件的实际数据，给出对比结果和处理方案。
47.本发明设有的管理方法，在使用时，通过实时采集焊接工件时的电路数据，并记录电路中电压电流出现变化的时间节点，技术人员可快速查询获取焊接工件时所采用的焊接工艺，方便技术人员定点检测，且采用相同的焊接工艺返修工件，同时将检修工件的返修信息记录在钢构件信息中，方便后期进行日常检修。
48.需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
49.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。