数据驱动焊接

现代焊接电源配备了技术，使商店老板可以收集大量信息，以更好地了解商店每天如何运行。除了许多新的焊接电源可用的功能外，传感器技术还开发出来，可以收集大量其他信息以更好地监视操作。该数据可用于提高生产率和产品质量的多种方式。

每个企业必须考虑的问题是如何收集此信息，信息需要的详细信息以及如何使用该信息。

基于云的基础

所有主要的焊接设备供应商都有其ARC数据监视系统的版本。每个系统旨在提供一个基于云或本地数据中心，该数据中心从焊接机上上传关键信息：弧线时间，安培，电压和电线馈电速度。该系统还可以捕获特定焊接标准的焊缝是否在设置参数内，并且如果将零件焊接在这些参数之外，则警报管理。

林肯电气公司高级技术产品经理Michael Relko表示：“像林肯电气（Lincoln Electric）的检查站这样的云系统的好处是，它很容易开始使用我们的高级焊接设备，因为它内置了。”“只要机器可以到达Internet，它就可以将焊缝的那些数据点发送到云。然后可以编译这些数据点以生成可以按位置，偏移或时间范围过滤的报告。较旧的焊接机可以通过在链接到传感器的机器上使用附加盒链接到其中。”

大多数公司都有某种类型的附加盒，可以从较旧的机器中收集信息，但信息量减少。使用这些附加盒，可以捕获的东西通常仅限于弧线，安培和电压。

“When the sensor technology is built into the machine, it can capture who is operating the machine, and because newer wire feeders are digital, wire feed speeds can also be captured,” said Relko. “With that information we can determine things like heat input as well.”

Starting Step by Step

最初，即使是最小的数据也可能是压倒性的。Miller ElectricMfg。LLC制造产品经理Jason Bonnell说，他认为在开始使用这些系统时要管理您的期望很重要（Miller System称为Insight Core）。

他说：“在引入这项技术的早期，您会问一个没有衡量弧线时间的人。”“他们会猜测高高 - 40、60，有时甚至80％。当他们看到数据时，它就很清醒。他们的弧线时间可能是7％，这并不可怕。一家世界一流的工厂店平均约15％。如果您整天焊接光束，那么每天可能会有30％的焊接，但是有很多可变性。”

Relko said it’s mainly just important to get started.

“如果您有收集数据的能力，请开始进行。您会学到您不知道的东西，”他说。

Bonnell鼓励任何旨在收集数据以任命公司冠军的商店，以使其成功。

他解释说：“这个人不仅在那里挂起它并确保它有效，而且实际上具有分析所收集的数据的作用。”“该人可能不是数据分析师，但是鉴于正确的信息，他们可以弄清楚。如果那个人拥有它，最终他们离开了公司，请不要等待更换他们。这些举措最终可能会陈旧，当再次将其重新获得优先事项时，很难恢复速度。”

Relko还警告说，焊接数据收集系统不是灵丹妙药。您了解过程越好，他们会给您的信息越好。

他说：“数据收集很简单，但是在验证焊缝处于某些限制之内时，对于最终用户来说，重要的是要足够理解其流程，以便能够设定这些限制。”“焊接电源可以提示一系列限制，但是要设定最大或最小安培的限制，焊接工程师或经理需要足够理解其过程，以做出明智的决定来设定这些要点。”

行动中的数据

邦内尔说，如果您从未有任何数据可以使用，他认为这些系统相对简单，但非常强大。

“What we’ve seen people use this for is information like what time of day does the shop have the most arc-on time,” said Bonnell. “The value of that is that if you have mandatory meetings or planned downtime, you can plan it for when your operators typically are maybe at a lull during the day so you’re not shutting down when they’re most productive.”

Relko said he has seen how understanding the data can help with maintenance issues.

他说：“当制造焊缝时，在系统中，您可以看到整个焊缝上的平均安培数。”“我们有一个客户正在记录所有焊缝并随着时间的推移跟踪它们。他们绘制了平均安培数，并注意到正在发生的锯齿状图案。它可能从350安培开始，然后慢慢降至320安培，然后突然出现尖峰。他们不明白为什么会发生这种情况，因此，一旦飙升后，他们就将一名技术人员送去了焊接的位置。他们发现，当接触技巧换出时，尖峰发生了。一旦发现这一点，他们就可以预测何时需要更换机器人单元上的接触尖端。”

这些数据还可以帮助商店思考其弧线时间以及其他变量如何影响它。

Bonnell说：“在一种情况下，客户使用数据来证明他们正在对商店的布局进行更改。”“他们进行了比较之前和之后，他们能够表明的是，随着商店布局的更改，他们能够通过在流程流程中其他地方的其他位置来增加弧线的时间5％。”

同样，Relko也有一个客户注意到，他们的弧线时间长期停顿，暗示了一个非焊接问题。

“The fact was they couldn’t get parts to welders on time, so it wasn’t a welding problem at all, it was a work flow problem,” he said. “Sometimes you find out information about your operations not even directly related to welding because the data is available to show what is affecting your productivity.”

数据收集还可以帮助证明焊接参数的操作变化。

“我们与之合作的一家公司是由沉积率驱动的；这是他们提高效率的一号度量，以及完成了多少工作。”邦内尔说。“他们正在为特定项目使用较大的直径电线，他们的焊接工程师假设他可以通过更换到直径较小的电线来获得更高的沉积率。他对此进行了测试，并能够证明他可以将弧线的时间和沉积率提高几个百分点。搬到较小直径的电线的驾驶员是无熟练的劳动。直径较重的焊接会产生很多热量，并且操作员必须休息更多。处理更大直径的电线也很难。随着这种变化，焊工更快乐，更高效，沉积率上升。拥有该数据有助于证明这一概念。”

On a more basic level, Relko pointed to a company that used data to improve welder performance.

Relko解释说：“一位客户设置了其最大和最小安培和电压限制，并严格监视了超出限制的焊缝并将其映射在图表中，显示了哪些电台的焊缝最多。”“该公司基本上创建了他们想要关注的目标区域的实时地图，以进行故障排除和员工培训。”

集成可选

对于某些制造商来说，独立的焊接数据系统是不够的。他们想要一个集成的数据收集系统，该系统可以从商店地板上的打孔器，输送机系统和其他机器中捕获数据。

For companies looking to integrate data like this, protocols have been developed, and some welding machine suppliers are adapting their systems to work in such an environment.

“For companies developing their data systems like this, we have a system that uses a protocol called MQTT, which is basically a language that allows you to transmit data from one device to another,” said Relko.

培训和验证

一些系统允许商店证明其焊接程序，并通过在单元中执行的每个焊接进行监测。

例如，从Miller的Insight Centerpoint系统中获取的数据以更精细的水平使用。该基于PC的系统可以收集基于云的系统可以但可以帮助焊接质量和性能的所有数据。它将计算机与监视器集成在焊接电池中，该计算机有助于指导焊工创建焊接和非焊接细节所涉及的所有步骤。

Bonnell说：“它为操作员提供了对焊缝的立即反馈，该焊缝可能被衡量为外部可接受的参数。”“这使他们有机会从生产中停下来解决潜在的坏焊缝。然后，如果他们确定这是假阳性的，则纠正焊缝或继续前进。它的价值是规格外焊缝的成本变得更加昂贵，因此在制造过程中越来越远，因此尽早捕获它可能是底线的重大好处。”

Bonnell说，他正在看到一些客户在此类型的系统中数字化文书说明。

他说：“在一个客户中，每项工作都被数字化到该系统中。”“该设施在每个单元中都有它。这对于零件经过巨大可变性的公司很有用，尤其是与其他零件非常相似的公司。这是一个很好的提醒，说：“您仍然有这些焊缝要做。’”

在其他公司中，它被用作培训援助，以帮助新员工提高速度。

邦内尔说：“经过培训后，他们不再需要它了。”“在管理培训方面，这是一个巨大的节省。它使您经验丰富的运营商在增值工作中工作，而不是看新兵的肩膀。”

如果制造商需要在每个组件上进行部分验证，也很有用。

Bonnell说：“该程序的报告元素使您可以确定与一天中创建的好部分相比的废料。”“如果您看到问题区域，您可以及时进入并及时解决。”

自动化的可追溯性

当设施需要管理多个自动焊接单元时，实时焊接可追溯性变得至关重要，并且在数据点上需要另一个复杂的水平。

ESAB焊接分析产品经理Robert Traeger说：“当您拥有一个自动化系统，将零件制造成零件时，您并不总是有操作员。”“如果出现问题，那么拥有一个可以停止流程并立即告诉附近的操作员的系统非常有价值，焊接系统需要检查。”

Traeger works in Halle, Germany, at the ESAB Digital Solutions division, which began developing the company’s WeldQAS automatic welding monitoring system many years ago. WeldQAS is essentially a sensor-rich system that allows a company to get continuous data on a broader variety of points in real time.

“The system of sensors is independent of particular welding equipment, which means you can use it with any machine,” said Traeger. “It is not limited to arc welding. We have used it with laser welding cells, resistance welding, and high-frequency induction welding, among other technologies.”

从本质上讲，该系统具有一个传感器，该传感器是制造商可能希望从中收集信息的其他传感器的枢纽，这将信息转化为Weldqas。

“我们有用于安培，电压和气流的基本传感器，但我们还可以包括监视焊接速度，温度，电线进料速度的传感器，无论特定应用所需的一切。我们还可以适应[好吗？]第三方传感器。例如，我们有一个客户希望监视研讨会的湿度水平。在现场焊接中，我们监视力，以确保其满足正确形成焊接的要求。”

此和更简单的焊接数据监视安排之间的关键区别在于，它是完全定制的，并始终提供了很高的数据，并将此数据存储在生产部分的生命周期中。

Traeger说：“在一个点焊缝的一个示例中，我们每秒进行了250份数据。”“这是收集的大量信息，以确保流程满足其所有要求。焊缝可以很快地在普通参数之外散布，因此数据必须准确。”

Traeger解释了该系统如何监视短暂的过程。

他说：“通过监视电流和电压值，我们可以确定其他四个变量：如果有果酱，是否有燃烧，是否​​有孔隙率，或者是否有弧线点火错误。”“短弧过程本质上是不稳定的。这样，我们可以快速抓住任何问题并纠正它。”

As in previous examples, the source of a problem is often more mundane than one would expect.

Traeger说：“我们每天都有一个在特定时间范围内有孔隙率的客户。”“不过，它只是在一个焊接电池中。该公司发现该牢房位于大门附近，当时卡车将进入并退出建筑物，风正在打扰屏蔽气体。”

该系统还配备了一种称为零件管理器的工具，该工具精确地指出了零件（通过CAD图）的位置，发生了焊接问题。这使团队能够立即进一步检查零件，使他们能够就需要发送维修或取消的零件来做出/不进行决定。

可以通过这样的系统监视的另一件事是焊接放置。

Traeger说：“在这种情况下，光传感器从发光的接缝中收集红外辐射，并将数据馈送到软件中。”“借助这款热纤维缩影，我们测量了热影响区域的形状以及其他参数，包括最高温度以及其位置。因此，如果您在错误的位置焊接，系统可以指示这一点，并告诉您停止或重新调整供稿。”

Traeger说，这是管磨生产中的有用工具，因为它突出显示了可能仅为0.3 mm的缺陷，否则很难确定。

“The best thing about tracking disturbances in the heat-affected zone is that minimal defects appear very large, making them easy to detect using the system,” he said. To assist in following up on such defects, a spray system is used for tube mill production to spray areas of concern so that they can be inspected after the fact.

The key takeaway in this discussion is that weld data monitoring can be used to capture any information a shop needs; it’s simply a matter of what is essential in your operation.

可以通过rcolman@canadianfabweld.com与编辑罗伯特·科尔曼（Robert Colman）联系。

esab，www.esabna.com

林肯电气，www.lincolecnectric.com

Miller ElectricMfg。LLC，www.millerwelds.com