[发明专利]一种船体焊接工时测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种船体焊接工时测量装置及方法，包括：若干个现场设备，现场设备用于计算焊接工时，现场设备包括：信号读取单元，其通过有线传输形式读取实时焊接工艺参数；总线模块；信号处理单元，其连接一边缘侧物联网关，边缘侧物联网关通过无线收发模块与MQTT服务器相连接，信号处理单元通过GPIO端口与总线模块连接，边缘侧物联网关通过总线模块与信号读取单元有线连接；信号读取单元将实时焊接工艺参数通过第一信号线传输至边缘侧物联网关，且信号读取单元通过中断形式将实时焊接工艺参数转换为高电平信号，高电平信号包含电流和电压等参数的瞬态值。本发明提高了船舶制造企业焊接实动工时测量的准确度和工作效率。

技术领域

本发明涉及船体焊接领域，应用在船舶制造过程中，具体涉及一种船体焊接工时测量装置及方法。

背景技术

大型金属结构制品，如船体分段等中间产品在船舶制造中占有非常重要的位置。这类制品的生产、施工主要由电焊工人用各种型号的电焊机将各个零部件焊接起来，最终构成一个整体，使得焊接成为船体制造的主要工序，由此，准确统计焊接工时对调动员工工作积极性和指定合理的生产计划显得尤为重要。

测量焊接工时时，通常在电焊机附近区域或内部设置信号采集装置，同时设置服务器与电焊机连接，以便于服务器对所有电焊机的工作状况进行汇总管理。现有技术中多将电焊机与信号采集装置、电焊机与服务器采用无线连接，无线连接具有便于焊工操作的优点，但对于体型较大且复杂的船体而言，要求任意施工现场均覆盖有无线网络，否则就会因网络中断而丢失数据。并且现有技术中通常对电焊机工作参数实时采集，加上电焊机工作时的工艺参数较多，主要包括：电压、电流、保护气流速和焊丝进给速度等，从而要求信息读取模块需将实时采集到的大量数据快速传输至处理模块，对信号传输速度和处理模块的信息处理速度提出了较高要求。

另一方面，船体焊接工时采集时，通常采用单片机测量电焊机电流、电压；通过线缆将采集得到的数据传递到台式计算机；由台式计算机根据波峰、波谷变化估算实动工时，并存储到数据库服务器，供后续信息系统使用。在实际使用过程中该采集方法需要对现有电焊机进行改造，加入测量电路、设备保护电路，存在改造周期长、成本高、可重用性差，维修、调试困难的问题(中型船舶企业大约有10000台此种设备，型号各异)；

施工现场需要铺设通信线缆，对现场电气使用环境要求高、可用性差；采集过程未与设计、工艺协同(工人需要根据工艺要求调整电流、电压)，估算结果误差大；工时估算时需等待焊接完成，第三方软件系统需通过轮询的方式查询数据库获取电焊机状态(开机、关机、加工、等待)，效能低下。

目前，现场电焊机布局比较分散，为了实现电焊机的信号采集，通常使用无线传输方式将采集到的信号发送至服务器进行工时分析，但在电焊机工作时，外放电流较大，对无线信号的传输造成很大的干扰，使得服务器接收到的电信号失真，无法有效分析还原出真实的电焊机工作电流，导致工时计算偏差。

发明内容

本发明的一个目的是解决现有技术中电焊机与信号采集装置无线连接，当电焊机在无线网络未覆盖区域工作时，信号采集装置无法实时采集焊接参数，导致焊接工时统计不准确的问题。

本发明还有一个目的是解决现有技术中实时采集数据量大，对信号传输速度和处理模块的信息处理速度要求较高的问题，并提供一种船体焊接工时测量装置及方法。

本发明还有一个目的是减少电焊机自身工作时对无线信号传输造成的干扰，提高信号传输准确率。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种船体焊接工时测量装置，包括：用于计算焊接工时的现场设备，每个电焊机上设置有一个所述现场设备，其特征在于，所述现场设备包括：

信号读取单元，其通过有线传输形式读取实时焊接工艺参数；

总线模块，其具有TTL接口和USB接口，所述总线模块的TTL接口与所述信号读取单元连接；