汉普里戴维斯爵士在使用电池在两个碳电极之间创建电弧时，在1800年度刚刚发明电弧。他为这一天的焊接创新设定了先例。
从19世纪初到20世纪中期，电弧焊、各种类型的电阻焊(点焊、缝焊、凸焊、闪光对接)以及气体金属电弧(MIG)和气体钨极弧焊(TIG)得到了发展。此后，机器人焊接成为多个行业的主要产品，摩擦、旋转、激光、超声波焊接成为主流。
有了这些令人印象深刻的成就，焊接的未来会是怎样的呢?制造商和设备供应商认为，下一个伟大的技术资产将是工业物联网(IIoT)，它提供了利用数据帮助焊工、机器人和自动化设备重复生产完美焊缝的可能性。
大约13年前，ABB Robotics开始了一项远程服务计划，涉及到机器人和其他设备之间的连接以及将知识嵌入其中。如今，该公司为机器人提供了“能力连接服务”(Ability Connected Services)程序，以优化它们的性能。
ABB robotics机器人和离散自动化首席技术官张辉(Hui Zhang)解释说:“我们对未来工厂的概念是‘协作、简化和数字化’。”“以这种方式监控机器人的能力提高了效率，降低了服务成本，确保了正常运行时间，延长了资产的生命周期。”
张勇表示，Ability Connected Services是一个互联生态系统的一部分，ABB称之为物联网、服务联网和人联网。该服务使用来自制造商安装和连接的ABB机器人的可操作数据，以提高可靠性，并在出现问题时加快响应时间和恢复速度。
作为装配过程，焊接具有长期杂交的市场适应性历史。IIOT承诺提供这种好处，并减少了全球焊工短缺对制造商的影响。
全球公司开始Iiot-启用其焊接电池和生产线，相信这样做将导致焊接过程动态响应参数，工件和其他外部因素。如果它们是对的，焊接过程本身将成为一个思维实体，能够以与人焊机相同的方式反应变化。
110年的创造
焊接在欧洲的历史可以追溯到公元前3000年，当时是一种将金属件加热并锤打在一起的手工工艺。几千年后，整个大陆的制造商都使用最先进的设备来进行各种类型的焊接。
总部位于瑞典的ESAB成立于1904年，是欧洲领先的焊接设备供应商之一。奥斯卡·凯贝尔伯格(Oscar Kjellberg)在获得德国棒焊专利后创办了这家公司，棒焊也被称为保护焊或手工金属电弧焊。这个过程使用电流在基材和可消耗的电极棒或棒之间形成电弧。
ESAB项目管理办公室主任Neil Weisensel表示:“在经历了110年的发展之后，2014年，我们将重点从严格的焊接设备和耗材制造转向开发能够获取和管理数据的软件，客户可以利用这些数据来提高焊接生产率和质量。”“这款名为WeldCloud的软件还可以帮助企业解决技能差距和繁琐的文档要求等挑战。”
Weisensel指出，由于ESAB的工程师进行了尽职调查，开发过程花了几个月时间。这包括在焊接过程中进行广泛的现场和远程系统测试，并在2018年与微软和物联网和产品生命周期管理软件供应商PTC会面，当时该产品进行了彻底检修。这些讨论导致ESAB使用PTC的ThingWorx工具，利用Azure云计算服务重新构建了自己的软件。所有数据迁移都是通过安装在焊接电源上的esab提供网关进行的。
该软件可用于手动、自动化和机器人焊接系统，执行MIG或TIG焊接。Weisensel指出，WeldCloud可以使用新旧ESAB设备，也可以使用其他供应商生产的设备。
然而，后者确实需要使用Universal Connector将数据发送到WeldCloud服务器。该连接器允许与焊接电源的内联连接，并提供了一个流线型的接口来审查数据。
需要一个用于Android设备的移动应用程序来配置并将连接器链接到服务器。通过应用程序，用户能够扫描和记录消耗类型（电线，气体等），操作员和作业或部件号。然后，它们实时在仪表板或屏幕图形上实时查看此数据。
“WeldCloud对制造商有三个好处，”Weisensel说。“首先是生产力，它能真正帮助专注于改善和精益运营的公司。记录的数据可以让管理人员根据部门、班次、焊接资产和时间来确定电弧时间效率。他们可以快速查看工作单元是否满足正常运行时间的要求，并识别焊工的其他性能趋势。”
另一个好处是软件的Notes特性提供了文档。Weisensel表示，管理人员现在可以注册项目中的所有焊缝和部件，包括贱金属、焊工和填充金属。他们还可以编写一本书，介绍项目中使用的所有焊接程序，并生成包含所有这些信息的PDF文件。
Weisensel补充道:“同样重要的是，管理层可以选择经过批准并符合项目资格的适当焊接工艺规范，然后将其包含在PDF报告中。”“此外，他们可以快速认证焊工，并跟踪他们的焊工证书，并在它们即将到期时提醒他们。”
最后一个好处是机队的维护。在任何时候，管理人员都可以准确地确定生产线上每一个焊接电源的活跃程度，并找出电源的使用寿命。他们还可以对所有支持weldcloud的机器进行编程，向维护人员发送服务警报。
去年，芬兰的一家制造专家实施了WeldCloud来优化焊接生产。为了实现这一点，工厂经理需要确定焊工在每个工位轮班的准确生产率。他们还需要硬数据，以补充其手工焊接检查过程和公司电源机队的预防性维护计划。
“从生产监督员到精益管理人员，公司的员工现在可以在台式电脑或移动设备上查看仪表板，”Weisensel解释说。“所提供的数据有助于他们了解对需求的生产轨迹，并允许他们实时调整计划，在为时已晚。该软件的日期范围功能使他们能够通过他们最关心的班次，运营商和工作来审查生产力。“
自实施WeldCloud以来，该公司的生产率提高了约25%，同时显著减少了记录每月焊缝数据和执行预防性维护所需的时间(从几小时到几分钟)。生产率提高带来的收入增加了15.5万美元。与文档质量和预防性维护相关的人工成本降低了11000美元。
我(4.0)机器人
今天使用的焊接机器人比以往任何时候都更加技术先进，并具有满意。但是，他们仍然需要正确地集成到工厂的IIOT平台中，以获得制造商的有用数据。
2018年，ABB将其7000个工业机器人连接到该公司的Ability connected Services工业物联网平台。这些机器人分布在40个国家的750多个客户站点。同样令人印象深刻的是，ABB已经交付了超过4.5万个内置连接的机器人。
总部位于德国格劳肖的精密换挡器和变速箱制造商KOKI最近将其所有60个机器人都连接到了该平台上。据KOKI负责维护、维修和大修的现场经理Sven Sparmann称，该平台使他和其他经理能够准确地衡量KOKI整个机器人团队的性能，并识别和纠正表现不佳的机器人。此外，可以根据实时数据快速规划和执行临时维修任务。
“在审计期间，汽车制造商向我们询问我们如何保证系统安全，”施泰说。“机器人维护，监控，服务和支持都在这里发挥着重要和决定性的作用。错误检测使我们能够进行调整[Where]生产已停止，而不会中断整个生产过程。“
其他德国制造商，包括BMW和Daimler AG，依靠PRC7000系列控制器，从博世Rexroth依赖于PRC7000系列控制器，以改善其阻力点焊。该控制器有600 - 和1,600-AMP版本，这两种版本都采用了自适应控制算法，可确保可重复，高质量的铝，钢和其他材料焊接不同的厚度。
“通过使用该控制器精确调节焊接电流，可以避免飞溅和昂贵的再加工，”博世雷克斯北美的抵抗焊接销售商Paul Patterson说。“它提供了先进的处理控制和监控，并通过PRI7000软件实现高效的处理和诊断，可存储多达10,000个焊接程序。”
控制器具有具有集成应用层和电动枪功能的开放系统架构。集成的Web服务器通过智能手机和平板电脑促进焊接操作和诊断。最先进的电子产品提高能源效率。
600安培PRC7300控制器提供类似的功能和好处，连同快速调试，和16个数字输入和8个数字输出。它还可以与几个开放接口(ProfiNet, EtherNet/IP, DeviceNet等)一起工作，这些接口通常用于焊接过程和与机器人通信。这种灵活性允许轻松集成到客户特定的自动化系统和工业4.0环境。
帕特森解释说:“2018年，戴姆勒告诉我们，它想在德国的两家大型工厂升级到PRC7000焊接控制器。“他们已经使用我们的PRC6000系列控制器近17年了，但希望通过收集和分析更多数据来改进焊接操作诊断。”
这两家工厂都是高度自动化的，配备了400到500个六轴库卡机器人，每一个都有自己的控制器。在工厂工作的人员只有管理人员、装卸机器人焊接单元零件的人员和维护人员。
根据Patterson的说法，戴姆勒升级到PRC7000的主要原因是控制器的内置MQ遥测传输(MQTT)网络协议。MQTT使制造商能够更快地将焊接数据发送到现场服务器，如每个工厂的OPC-UA。这些数据包括每个焊缝的电压、力、电阻、位置和自适应曲线信息。
戴姆勒还喜欢控制器提供精确控制伺服焊枪及其焊接尖端。PATTERSON表示，PRC7000是唯一一个具有这种能力的控制器之一，通过一个接口。
帕特森指出:“所有这些数据都存储在每家工厂的服务器上，戴姆勒在内部仔细管理这些数据。”“无论何时任何数据不在公差参数范围内，管理人员和工人都会通过位于整个工厂的屏幕得到通知。而且，维修人员会立即收到短信，并采取行动解决问题。”
欧姆龙自动化美国公司认识到精确传感对工业物联网机器人焊接的重要性，开发了氟树脂涂层E2EW近距离传感器。这些防溅传感器通过最小化不稳定物体的错误检测来减少意外的线路中断。
另外两种主要功能是耐用金属外壳和IO-Link接口。IO-Link使传感器能够连接到Internet，使得可以实时从单个位置收集各种类型的数据。
与该公司之前的传感器相比，该传感器的传感范围大约是铁传感器的两倍，铝传感器的六倍。这一功能简化了混合生产线的位置检测设置，其中包含两种材料的组件。
