多工位激光焊接上位机软件

OVERVIEW

项目概况

本软件为某汽车零部件企业多工位激光焊接产线定制的上位机，运行于产线工控机，向下对接激光控制卡、PLC 与视觉系统，向上为操作工提供生产监控界面、为工艺工程师提供完整的参数配置能力。设备侧未连接时自动降级为离线模式，界面与配置功能不受影响，便于产线调试与培训。

激光焊接系统主界面：左侧生产监控与模板预览，右侧系统日志，底部设备状态指示 — **运行主界面** —— 左栏「生产监控」实时显示今日加工数、当前节拍、焊接 CT、速度与功率；右栏系统日志实时滚动；底部状态栏以彩色指示灯汇总 Socket / PLC / 坐标通讯 / 冷水机 / 激光器五路状态。

FEATURES

核心功能

多模板顺序加工

模板列表管理各工位焊接模板，多个工位同时触发时按列表顺序依次加工，逐工位回报完成信号，支持单次焊接超时保护。

三种触发方式

激光卡 IO（组合信号 / 单一信号两种模式）、Socket 文本指令协议、PLC 寄存器握手（Modbus TCP，含心跳与状态反馈地址），按产线集成方式任选其一。

视觉坐标补偿

通过命名管道接收视觉系统传来的 XYU 坐标，加工前自动补偿偏移；启用后未收到有效坐标不触发加工，保证焊接位置精度。

物料监测

启动前检测与流程中监测两阶段独立开关：无料时跳过该工位并记日志，加工中物料信号丢失立即停止焊接，防止空焊。

生产统计

今日加工数、当前节拍、焊接 CT、焊接速度与功率实时刷新；支持手动清零、一班别（每日 0:00）与二班别（8:00 / 20:00）自动清零。

报警与状态指示

监测冷水机、激光器报警输入，报警时输出脉冲信号；状态栏五路彩色指示灯实时汇总各链路连接与报警状态，异常一眼可见。

参数可追溯

每次加工完成后将功率、速度输出到文件或按映射表写入 PLC 寄存器，供产线侧采集，质量异常时可以回查当时工艺参数。

权限与日志

本地用户登录后才开放设置与统计重置；运行日志按天分文件存储，支持按日期浏览与关键字过滤，超期自动清理。

SETTINGS

系统设置详解

全部配置集中在一个设置窗口的六个标签页，切换启动方式时相关配置自动显示 / 隐藏，参数保留、随时可切回。

① 模板加工

启动方式三选一：激光卡 IO / Socket 指令 / PLC 地址，仅决定启动信号来源，其余 IO 功能不受影响
触发模式：模式 A 组合信号（启动 IO + 调用 IO 预备）、模式 B 单一信号（调用 IO 即启动，逐行回报完成）
模板加工列表：每行一个工位，列随启动方式自动切换（调用 IO / 启动指令 / 启动地址 / 有料地址）
加工超时：单次焊接超时自动判定异常并停止

设置：Socket 指令启动配置 — 切换到 Socket 指令启动后的配置卡片

② Socket 指令启动

服务端 / 客户端任选，文本行协议（\r\n 结尾，UTF-8），指令内容按客户协议自定义
启动、完成、异常、忙四类报文均支持槽位占位符（工位号、补偿坐标、耗时、原因代码等）
每工位可配置专属启动指令，精确匹配、优先于全局指令

③ PLC 地址启动

Modbus TCP 对接汇川 easy 系列寄存器，启动地址上升沿触发、软件读后自动写 0 复位
状态反馈地址：空闲 / 工作 / 就绪 / 异常四路寄存器由软件实时写入
心跳地址周期性交替写 0 / 1，PLC 侧据此判断软件存活

④ IO 设置

报警 IO：冷水机 / 激光器报警输入，端口号与有效电平可配
流程输出：空闲 / 工作 / 准备就绪三路输出信号，供产线三色灯或 PLC 采集
有料监测：高电平有效、启动前监测、流程中监测独立配置

⑤ 参数输出

每次加工后输出功率、速度：写文件或按映射表写入 PLC 寄存器（float，低字在前）
支持同一工位多参数映射，地址列表化管理

⑥ 坐标通讯

命名管道接收视觉系统 XYU 补偿坐标，启用后收到有效坐标才允许触发加工
X / Y / U 三轴补偿方向取反独立配置，适配不同相机坐标系
内置握手、静默超时与心跳断线机制，通讯异常有日志可查

⑦ 系统管理

控制卡类型可切换，适配两款主流激光控制卡，SDK 按需加载
计数清零模式：手动 / 一班别 / 二班别
用户管理与日志保留策略（超期自动清理）

⑧ 诊断工具

IO 实时状态：输入 / 输出端口逐位显示，可开启实时刷新，支持手动输出测试
运行日志：按日期列出日志文件，关键字过滤定位问题，只读诊断不改配置

GUIDE

使用说明

日常生产只需四步（第 1~4 步）；第 5~7 步为首次部署或换型时的操作。

启动软件工控机开机后双击启动，启动画面自动完成数据库初始化与控制卡连接；未连接设备时自动进入离线模式。
登录点击右上角「登录」，选择用户并输入密码。首次部署使用初始账号，登录后请在「系统管理 → 用户管理」添加产线账号。
进入自动运行点击「自动开启」，软件开始等待启动信号；触发后按模板列表顺序加工，日志区实时显示每个工位的加工过程。
生产监控与交班左栏实时查看今日加工数、节拍与焊接 CT；按配置的班别模式自动清零，或右键「重置统计数据」手动清零。加工结束点击「自动停止」退出。
配置模板（首次 / 换型）登录后在「设置 → 模板加工」添加各工位模板文件，配置启动方式与对应 IO / 指令 / 寄存器地址，保存后即生效。
对接外部系统（按需）视觉系统经「坐标通讯」接入坐标补偿；产线 PLC 经 Modbus TCP 或 IO 交互；MES / 上位调度经 Socket 指令触发。
追溯与排障出现质量或设备问题时，在「诊断工具 → 运行日志」按日期与关键字检索当时的加工参数与异常记录。

TECHNOLOGY

技术实现

C# / .NET 9WPF + MaterialDesign In XAMLMVVM（CommunityToolkit.Mvvm） Modbus TCP 客户端（自实现）命名管道 / TCP SocketSQLite Serilog 按天日志激光控制卡 SDK 适配（P/Invoke）

软件按 MVVM 分层组织，激光控制卡通过接口抽象适配两款主流硬件（模板 .gpd / .orzx 双格式），SDK 运行库按所选卡按需加载；工程细节上做了单实例互斥、全局异常捕获、设备离线降级、IO 端口诊断等设计，保证产线环境长期无人值守运行的稳定性。