监测焊接质量的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种焊接系统和方法。所述焊接系统可以包括，例如，焊接电源、焊炬和计算机。所述计算机和焊炬可操作地联接到所述电源。第一焊接被执行并且它的信号被所述计算机保存。它被认为是高质量的焊接并被选为焊接基准。第二焊接被执行并且其信号被计算机保存。计算机然后基于第二焊接的信号数据和基准焊接的信号数据之间的比较来计算第二焊接的单个焊接置信度结果。基于所述单个焊接置信度结果触发焊接故障状况，导致焊接系统停止或修改焊接操作，和/或导致焊接系统发出与触发焊接故障状况有关的通信。

System and method for monitoring welding quality

The invention discloses a welding system and method. The welding system can include, for example, welding power source, welding torch and computer. The computer and torch are operatively connected to the power supply. The first welding is executed and its signal is saved by the computer. It is considered to be high quality welding and is selected as the welding benchmark. Second welding is executed and its signal is saved by computer. The computer then calculates the single welding confidence level of the second weld based on the comparison between the signal data of the second welding and the reference welding signal data. The result of the single welding confidence result triggers the condition of the welding fault, which causes the welding system to stop or modify the welding operation, and / or cause the welding system to send out the communication related to the condition of triggering the welding fault.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】监测焊接质量的系统和方法相关申请本申请要求2015年9月14日提交的美国专利申请No.62/218,504以及2016年9月13日提交的美国专利申请No.15/264,013的优先权及权益。本申请参考并结合了上述申请的全部内容。
技术介绍
造成焊接质量变化的原因很多。监测焊接质量和提供焊接置信度量度是很困难的，尤其是因为在可能影响焊接的很多不同因素中，焊接置信度量度不被考虑，例如，零件上的焊接位置、某些焊接与其他焊接相比的重要性、以及现实条件和/或环境。需要的是可以在现实条件和/或其他实际考虑因素下，将焊接置信度度量分配给焊接操作的焊接系统的系统和方法。
技术实现思路
提供了焊接方法和系统，其可以基本上如结合至少一个附图所示和/或所描述的那样，在现实条件和/或其他实际考虑因素下，将焊接置信度量度分配给焊接操作，在权利要求书中有更完整的说明。附图说明图1示出了根据本公开的焊接系统的实施例。图2示出了根据本公开的回路配置的实施例。图3示出了根据本公开的焊接置信度确定方法的实施例的流程图。图4示出了根据本公开的故障处理方法的实施例的流程图。具体实施方式如本文中所使用的术语“回路”和“回路系统”是指物理电子元件(即，硬件)以及任何可以配置硬件、由硬件执行、和/或以其它方式与硬件相关联的软件和/或固件(“代码”)。如本文所使用的，例如，特定处理器和存储器可以在执行第一个或更多个代码行时包括第一“回路”，并且在执行第二个或更多个代码行时可以包括第二“回路”。如本文所使用的，“和/或”是指通过“和/或”连接的列表中的任何一个或多个项目。作为示例，“x和/或y”表示三元素集合{(x)，(y)，(x，y)}中的任一元素。换言之，“x和/或y”表示“x和y中的一个或两个”。作为另一个示例，“x，y和/或z”表示七元素集合{(x)，(y)，(z)，(x，y)，(x，z)，(y，z)，(x，y，z)}中的任一元素。换言之，“x，y和/或z”表示“x，y和z中的一个或多个”。如本文所使用的，术语“示例性”意味着用作非限制性示例、实例或说明。如本文所使用的，术语“例如”列出了一个或多个非限制性示例、实例或说明。如本文所使用的，只要回路系统包括必要的硬件和代码(如果需要的话)以执行该功能，回路系统就“可操作”以执行功能，无论该功能的性能是否被禁用或未被启用(例如，通过用户可配置的设置、出厂预设等)。根据本公开的焊接系统和方法的一些实施例，提供由[0-100]之间的数字表示的焊接置信度量度，其中100表示对高质量焊接具有非常高的置信度的期望，0表示对质量差的焊接具有非常高的置信度的期望。根据本公开的焊接系统和方法的一些实施例，提供用于选择(例如，用户选择)已知的质量良好的代表性焊接，该代表性焊接被用作特定类型和/或类别的所有相应焊接的未来的基准。一些实施例提供了一种算法，该算法将所有未来的焊接与基准进行比较并且计算代表焊接的估计质量的单个量度(例如，焊接置信度)。当焊接产生较低的置信度值时，一些实施例提供关于哪个或哪些特征表征较低评估的信息，这又提供有关潜在纠正措施和/或响应解决方案的有用信息。根据本公开的焊接系统和方法的一些实施例，提供允许用户选择第二焊接基准(例如，具有已知良好质量的第二不同焊接基准)的“学习”过程。使用这两个基准，学习过程调整算法参数以更好地估计未来焊接的焊接置信度。根据本公开的焊接系统和方法的一些实施例为焊接提供焊接置信度量度。一些实施例提供选择一个或多个现实的焊接基准并且设置权重和限值。计算每个单个特征的焊接差异，然后计算每个单个特征的焊接置信度特征序列。计算整体焊接置信度和加权焊接置信度特征。然后计算每个焊接的单个焊接置信度结果。计算焊接置信度结果，例如，按照从0到100的标度。通过监测焊接置信度结果，焊接系统能够识别潜在的焊接故障状况，识别有助于低焊接置信度结果的特征，并实施解决方案(例如，停止焊接过程、修改焊接过程、丢弃工件等)。图1示出了根据本公开的焊接系统10的实施例。所述焊接系统10可以包括，例如，计算机20、电源30(例如，焊接电源等)、焊炬40(例如焊枪、焊炬、手持式焊炬、机器人焊炬、半自动焊炬等)。所述计算机20可以通过计算机电缆50连接到所述电源30，所述计算机电缆50又通过焊接电缆60连接到所述焊炬40。所述计算机20可以通过所述电源30物理地定位，或者通过网络连接到本地计算机、云计算机或云服务器。在一些实施例中，所述计算机20可以与所述电源30和/或头饰70进行无线通信。在一些实施例中，所述计算机20可以是所述电源30的一部分。所述计算机20可以联接到显示器或其他输出设备(未示出)。所述计算机20可以被配置成使用作为所述电源30的一部分的显示器、由操作员80佩戴的所述头饰70、所述计算机20、和/或单个的显示器。在一些实施例中，所述计算机20可以被配置为在所述电源30、焊接台、智能电话、平板电脑、个人计算机、云网络、数据库网络等的显示器上使用显示器或当前焊接置信度量度、参数、或其它相关信息。在一些实施例中，所述焊炬40由具有可包括观察口和/或显示器90的所述头饰70的所述操作员80持有。所述焊炬40可以被配置成产生电弧，焊接材料的液滴通过所述电弧在工件110上形成焊接。所述电源30也通过接地电缆、负极电缆和/或工件引线(未示出)连接到所述工件110。在一些实施例中，所述电源30可以被配置为容纳用于向所述焊炬40提供焊接材料(例如，金属、钨等)的焊丝线轴和/或填充线轴。在一些实施例中，所述电源30连接到保护气体源(未示出)。所述电源30可以被配置为自动地向所述焊炬40供给所述焊接材料并且通过所述焊接电缆60提供保护气体(例如，惰性保护气体)。在根据一些实施例的操作中，所述电源30向所述焊炬40的自耗电极(例如，馈电线和/或材料的尖端)或非自耗电极提供电流和/或电压以形成电弧。所述电极通过所述电弧将电流输送到所述工件110上的焊接点。在所述焊接系统10中，所述操作员80通过操纵所述焊炬40并触发焊接过程的启动和停止来控制电极的位置和操作。在一些实施例中，所述计算机20和/或所述电源30逐个脉冲地监测、分析、控制和/或修改脉冲焊接过程。所述计算机20和/或所述电源30可以在现实条件下和/或其他实际考虑因素下将焊接置信度量度分配给焊接操作。基于焊接置信度量度，所述计算机20和/或所述电源30可以确定是否存在潜在的焊接故障状况。如果确实存在这样的焊接故障状况，则提供导致低焊接置信度量度的相关特征信息。焊接过程和/或系统将被停止，和/或警报、指示、消息将被传送、显示和/或听到。在一些实施例中，可以使用焊接置信度量度来查明问题(例如，与造成低焊接置信度量度的特征有关的问题)、修改焊接过程和/或系统、和/或训练或修改所述操作员80行为。图2示出了根据本公开的回路配置(例如，元件配置、装置配置、和/或回路配置)的实施例。图2中所示的回路配置120并不全面，并且可以用本领域技术人员已知的其他元件、装置和/或回路来补充。此外，图2中所示的所述回路配置120可以是所述系统100的任何装置的一部分。例如，所述计算机20、所述电源30、和/或所述头饰70中的每一个可以包括其各自的所述回路配置200。在一些实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焊接系统，包括：可操作地联接到一个或多个处理器的焊炬，其中所述一个或多个处理器被配置为选择较早的焊接结果作为焊接基准，并且，当所述焊炬正在执行焊接时，所述一个或多个处理器被配置为接收焊接信号并且将所述接收的焊接信号与所述焊接基准进行对比。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.14 US 62/218,504;2016.09.13 US 15/264,0131.一种焊接系统，包括：可操作地联接到一个或多个处理器的焊炬，其中所述一个或多个处理器被配置为选择较早的焊接结果作为焊接基准，并且，当所述焊炬正在执行焊接时，所述一个或多个处理器被配置为接收焊接信号并且将所述接收的焊接信号与所述焊接基准进行对比。2.根据权利要求1所述的焊接系统，其中，所述焊接系统被配置为如果基于所述接收的焊接信号与所述焊接基准的比较存在焊接故障状况，则作用于所述焊炬。3.根据权利要求1所述的焊接系统，其中，所述焊接系统被配置为如果基于所述接收的焊接信号与所述焊接基准的比较存在焊接故障状况，则触发警报。4.根据权利要求1所述的焊接系统，其中，所述焊接系统被配置为如果基于所述接收的焊接信号与所述焊接基准的比较存在焊接故障状况，则发送电子邮件或文本通知。5.根据权利要求1所述的焊接系统，其中，所述焊接基准包括基准电流信号和基准电压信号。6.根据权利要求5所述的焊接系统，其中，所述焊接基准包括以下中的一个或多个：焊丝速度、气流量、行进速度、温度、焊炬位置和焊炬角度。7.根据权利要求1所述的焊接系统，其中，所述接收的焊接信号与所述焊接基准的比较包括计算从所述接收的焊接信号提取的每个单个特征和从所述焊接基准提取的每个单个特征的焊接差异。8.根据权利要求7所述的焊接系统，其中，所述一个或多个处理器被配置为确定每个单个特征的焊接置信度特征序列。9.根据权利要求8所述的焊接系统，其中，所述一个或多个处理器被配置为确定总体焊接置信度和加权焊接置信度特征。10.根据权利要求9所述的焊接系统，其中，所述一个或多个处理器被配置为确定每个焊接的单个焊接置信度结果。11.根据权利要求1所述的焊接系统，其中，所述焊接基准是第一焊接基准，其中所述一个或多个处理器被配置为选择较早的第二焊接结果作为第二焊接基准，并且基于所述第一焊接基准和所述第二焊接基准之间的比较来设置与每个单个特征相关联的限值设置。12.根据权利要求1所述的焊接系统，其中，所述一个或多个处理器被配置为在以下一项或多项的显示器上显示焊接置信度量度：所述电源、焊接台、电话、平板电脑、所述计算机和云网络。13.一种用于监测脉冲焊接操作的方法，包括：执行被认为是高质量焊接的第一焊接；选择第一焊接作为第一焊接基准；执行第二焊接；接收与所述第二焊接相关联的...

【专利技术属性】
技术研发人员：利兰·D·法尔德，斯蒂芬·P·伊夫科维克，文森特·N·罗曼诺，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US