一种焊接台监控系统及方法

技术领域

本发明属于电子电路的生产、调试技术领域，尤其涉及一种焊接台监控系统及方法。

背景技术

随着科学技术的发展，电子电路技术在现实生产生活中得到了大规模的应用。上至国防科技、航空航天、机械制造等领域，下至儿童玩具、日用百货等越来越多的商品中使用了电子电路技术。因此，电子电路的生产、调试和应用已经成为了科研生产中非常重要的工作内容。焊接台在电子电路生产、调试和维修中发挥着重要作用，对焊接台上各种设备状态进行监控，对操作人员健康状态和操作过程进行监控，对企业的安全生产和工人健康有着非常重大的意义。

通常，焊接台的布局示意图如图1所示。焊接台上包括台灯、放大镜、电烙铁、热风枪、吸锡器、焊锡丝等设备和工具，工人在桌面中心的焊接区域进行焊接。其中，热风枪、吸锡器和电烙铁属于电热设备，在开启状态下其温度高达+350～+500℃，稍不注意便有可能烫伤工人，对操作工人的健康构成威胁。此外，在实际操作中，工人可能将无水乙醇放置于桌面，用于电路板清洁；也可能将纸质材料放置于桌面。这些材料均属于易燃物，与上述电热设备近距离摆放，构成了极大的安全隐患。

企业常常通过制度管理，对产线工人的工作流程进行约束。但仍无法从根本上保证生产安全，难以排除着火隐患。另外，产线工人的健康状态决定了产品质量和返修率。因此，对焊接台和工人进行安全监控，有利于从根源上杜绝违规操作，保证工人安全和产品质量。然而，当前产线普遍未设置监控系统，或仅通过简单的视频监控，记录操作工人的操作流程，尚未建立对焊接台的实时闭环反馈机制。

发明内容

本发明提出一种焊接台监控系统及方法，以解决上述问题。

本发明一种焊接台监控系统包括工业摄像头、高分辨率热成像仪、以太网交换机、监控服务器、大容量存储阵列、目标识别模块、温度检测模块、异常识别模块、智能开关、警报器1和警报器2，所述工业摄像头和所述高分辨率热成像仪布设在焊接台正上方，通过所述以太网交换机连接至所述监控服务器，所述监控服务器实时监控台面上各种设备、材料的摆放位置和工人的操作流程是否规范、检测电热设备温度是否异常，以及检测工人的实时体温；所述大容量存储阵列连接所述监控服务器，所述监控服务器将实时数据压缩、存储至所述大容量存储阵列；所述目标识别模块、所述温度检测模块和所述异常识别模块分别连接所述监控服务器，所述监控服务器使用所述目标识别模块、所述温度检测模块和所述异常识别模块对所述焊接台进行状态识别和控制，并通过连接至所述以太网交换机的所述智能开关执行断电操作，所述警报器1和所述警报器2通过所述智能开关连接至所述以太网交换机，执行报警操作，所述警报器1位于焊接台桌面上方，用于警示焊接工人，所述警报器2位于管理办公室，用于向管理人员示警；所述智能开关控制所述焊接台上的设备的供电。

进一步地，所述目标识别模块用于对所述工业摄像头采集到的RGB图像进行预处理，所述预处理包括直方图均衡、对比度亮度优化；将所述预处理之后的图像，送入目标检测神经网络，所述目标检测神经网络输出检测到的各目标的具体坐标。

进一步地，所述温度检测模块用于对所述高分辨率热成像仪输出的红外图像进行预处理，之后，与所述工业摄像头输出的图像进行坐标匹配和对齐，对齐后，根据红外热成像数据，对各目标的温度进行赋值，最后送入所述异常识别模块，所述异常识别模块判断各目标的温度是否超限、设备摆放位置是否正确、是否存在易燃危险物品、是否存在违规操作流程，决定是否断电和报警。

本发明一种焊接台监控方法包括以下步骤：

步骤一，对所述焊接台的视频数据和热成像数据进行采集，通过所述以太网交换机发送给所述监控服务器；

步骤二，所述监控服务器一方面将实时数据压缩、存储至所述大容量存储阵列，另一方面通过所述目标识别模块检测所述焊接台的台面上的各种物品和设备，通过所述温度检测模块确定各物品和工人手部的实时温度，通过所述异常识别模块判断当前工作状态是否存在违规异常；

步骤三，所述监控服务器将所述目标识别模块、所述温度检测模块和所述异常识别模块的识别结果汇总、综合后，决定是否断开台面上电热设备的供电，并启动警报器。

进一步地，步骤二中，所述目标识别模块对所述工业摄像头采集到的RGB图像进行预处理，所述预处理包括直方图均衡、对比度亮度优化；将所述预处理之后的图像，送入目标检测神经网络，所述目标检测神经网络输出检测到的各目标的具体坐标。

进一步地，步骤二中，所述温度检测模块对所述高分辨率热成像仪输出的红外图像进行预处理后，与所述工业摄像头输出的图像进行坐标匹配和对齐，对齐后，根据红外热成像数据，对各目标的温度进行赋值，最后送入所述异常识别模块，所述异常识别模块判断各目标的温度是否超限、设备摆放位置是否正确、是否存在易燃危险物品、是否存在违规操作流程，决定是否断电和报警。

本发明用于实时监测焊接台状态，对异常状态、违规操作进行预警，提高生产的安全性。

附图说明

图1为焊接台布局示意图；

图2为本发明技术方案框图；

图3为本发明焊接台监控系统工作流程框图。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本发明作进一步详细说明。

本发明提出了一种焊接台监控系统，该系统包括一个工业摄像头和一个高分辨率热成像仪布设在焊接台正上方，通过以太网连接至监控服务器。服务器通过算法实时监测台面上各种设备、材料的摆放位置和工人的操作流程是否规范，检测电热设备温度是否异常，检测工人的实时体温。当异常状况发生时，监控服务器第一时间切断焊接台的电热设备，并向管理部分发出预警。从而，有效排除焊接台上可能的安全隐患，提高电子电路生产的安全性。

本发明首先对焊接台的视频数据和热成像数据进行采集，通过以太网交换机发送给监控服务器，监控服务器一方面将实时数据压缩、存储至大容量存储阵列，另一方面通过目标识别模块检测焊接台面上的各种物品和设备，通过温度检测模块确定各物品和工人手部的实时温度，通过异常识别模块判断当前工作状态是否存在违规异常。监控服务器将各模块的识别结果汇总、综合后，决定是否断开台面上电热设备的供电，并启动警报器。

本发明的技术方案如图2所示。图2中，警报器1位于焊接台桌面上方，用于警示焊接工人；警报器2位于管理办公室，用于向管理人员示警。

其中，目标识别模块、温度检测模块和异常识别模块是本发明的关键技术点，系统的工作流程和各模块相互关系如图3所示。

目标识别模块，对工业摄像头采集到的RGB图像首先进行预处理，预处理方法包括但不限于直方图均衡、对比度亮度优化等操作；将预处理之后的图像，送入目标检测神经网络，神经网络输出检测到的各目标的具体坐标。

与此同时，温度检测模块对热成像仪输出的红外图像进行预处理后，与工业摄像头输出的图像进行坐标匹配和对齐。对齐后，根据红外热成像数据，对各目标的温度进行赋值，最后送入异常识别模块。异常识别模块判断各目标的温度是否超限，设备摆放位置是否正确，是否存在易燃危险物品，是否存在违规操作流程等内容，并决定是否断电和报警。

本发明的监控系统包括了工业摄像头和高分辨率红外热像仪作为前端传感器；使用以太网和交换机作为通信传输介质；监控服务器具有视频压缩存储的功能；监控服务器使用目标识别模块、温度检测模块和异常识别模块对焊接台进行状态识别和控制，并通过智能开关执行断电和报警操作。智能开关对焊接台上的各种设备或工具，如电烙铁、热风枪、吸锡器等进行电源开闭。

通过本发明所设计的焊接台监控系统，在线、实时地对台面设备状态进行检测识别，能够即时发现设备异常和违规操作，监测操作工人体温状态，提高了焊接台的操作安全性和规范性，排除了潜在的火灾风险，保障了操作工人的健康和安全。