基于无线传感网络的激光焊机位移在线监测系统
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2022-10-27 11:39:28
激光焊接作为一种先进高效的金属连接工艺,具有焊接精度高、适应性强、焊缝质量好、生产效率高、自动化易实现等优点,其热输入小、焊缝成形窄且适用于薄板金属结构的焊接,对激光焊接机位移的检测至关重要。本监测系统由三部分组成:位移节点、AP节点、远程监测服务器。位移节点按照系统设定的工作间隔,周期性完成位移数据的采集,采集到的数据通过无线网络发送给AP节点。AP节点负责将位移节点的数据发送至应用程序服务器。远程监测服务器由一台高性能PC级服务器和系统软件构成,系统采用C/S架构。软件包括:前端数据采集程序、数据库服务、分布式应用服务器程序、报警服务程序(含微信短信报警功能)等。C/S客户端的主要功能包括:实时监测、实时曲线、统计分析、报警列表、系统管理、程序更新、系统帮助等功能模块。软件包括:前端数据采集程序、数据库服务、分布式应用服务器程序、Web服务程序、报警服务程序(含微信报警功能)等。
随着科技的进步和社会的发展,人们对汽车、家电等现代机电产品的需求日益增加,因此企业对于冷轧板带材料的需求量激增,各生产企业相应地提高生产节奏。以激光焊接为核心工艺的无头轧制技术在现代钢企冷轧产线酸轧机组上得到普遍应用,生产效率和企业效益得到了大幅提升。
性能指标:工作电压:直流24V最大采样频率:1KHz位移精度:±0.002mm测量范围:小于4mm位移探头:电涡流传感器探头底座固定形式:支架固定供电方式:现场24V直流电或24V直流电池。工作频段:2.4GHz。
技术先进性:属于国内先进,先进技术如下:①传感器采集器技术先进性:传感器采集器采用现场供电和电池供电两种形式,采用2.4GHz WiFi无线网络通讯,信号稳定、数据真实可靠、安装维护方便。②位移监测系统的先进性:可扩展框架编程技术,组态式定制界面技术,跨平台应用技术以及动态数据管理技术、统一的方法调用接口、可重构可扩展的方法库、可扩展的通讯协议。
近年来,随着数值模拟方法以及计算机辅助分析技术的迅猛发展,众多学者将其运用到激光焊接领域,激光焊机位移在线监测已成为研究的重要课题。板带激光焊接机是冷轧生产线的关键设备,在冷轧生产过程中,先行带尾与后行带头必需进行焊接,才能保证生产线的连续作业。但是接头性能、焊缝的大小及平整性对板带的断带率影响很大,需要在焊接过程中控制滑台轨道的窜动和剪刃的跳动误差。滑台在轨道移动过程中,需要控制滑台在两侧轨道上的水平位移和垂直位移,可采用4个电涡流传感器进行在线监测。剪刃在滑台上需要来回移动,因此需要控制剪刃两侧的位移,每侧可采用2个电涡流传感器进行在线监测。同时,为了测量的灵活性,根据现场需求,设计一个任意移动的电涡流位移传感器,共9个位移传感器组成一套监测系统。钢铁企业为技术转移重点行业,也可以应用有色金属、石油、化工、煤炭等行业。
阳建宏,教授,博导,金属冶炼重大事故防控技术支撑基地副主任,机械工程学院机械电子工程系副主任兼大安全科学研究院副院长,主持或参与多项国家级或省部级项目,长期从事激光诱导击穿光谱的相关科研工作,入选北京市高等学校青年英才计划,2018获全国冶金先进青年科技工作者。
技术优势:
硬件和软件均为定制化开发,具有完全自主知识产权,可以满足客户多样化需求。
传感器采用电池和在线供电2种方式,无线通讯,性能稳定、数据真实可靠。
软件具有一定功能可扩展性,进一步功能扩展主要包括以下几个方面:
1. 软件架构设计
①可扩展框架编程技术:弹性伸缩、免编译;
②组态式定制界面技术:快速配置、灵活;
③跨平台应用技术:高兼容性;
④动态数据管理技术:高效率、易维护。
2. 可扩展的分析方法库
①统一的方法调用接口;
②可重构可扩展的方法库;
③可远程跨平台调用。
3. 通讯技术:有线/无线
①基于TCP/IP协议;
②可扩展的通讯协议;
③智能无线传感器网络。
经济效益分析:
经济社会效益:通过降低设备故障率、减少设备停机时间、提高生产效率和产品质量,年均累计经济效益1000万以上。
合作方式:整体转让、技术许可、作价入股、合作开发
目前处于何种研发阶段:小批量生产
样机:有
已投入成本:50万。
推广应用情况:鞍钢冷轧3#线板带激光焊接机位移监测系统,测点数量9个,2018年。
期望技术转移成交价格(大概金额):面议。