本发明专利技术涉及带有神经网络控制的焊接电源。提供一种方法通过使用神经网络以识别可接受的焊接特征而控制焊接设备。该神经网络识别由瞬时焊接特征呈现的样式，并且当该样式不是可接受的时，修改该瞬时焊接特征。该方法测量焊接电压、电流和焊丝进给速度，并且当瞬时焊接特征不同于不同训练焊接特征中的每一个时使用该瞬时焊接特征训练神经网络。提供一种用于控制焊接过程的焊接设备，包括焊枪、用于供应焊接电压和电流的电源，以及用于探测多个不同焊接工艺变量的数值的传感器。该设备的控制器具有用于接收焊接工艺变量和用于识别焊接特征中的样式的神经网络。当该样式不被识别时，该控制器修改该焊接特征。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及一种方法和设备，用以使用神经网络控制模 型或者神经处理器控制用于焊接过程的电源。背景技，、…、、、、？ i… 、、，口。、 、 — 、5的工作表面。通过受控地施加强热及应用中间材料，电弧焊接系统尤其 可以被用于将分离的工作表面强固地熔合或者合并成一体以形成合成 的焊接接头(weld joint)。当在电弧焊接过程期间被存在的高温电弧快 速地熔融的中间材料最终冷却和固化时，形成强固的冶金接合。理想地， 合成的焊接接头具有与起初分离的工作表面大致相同的总体强度和其 它材料性质。在电弧焊接过程中，可以在工作表面和当悍枪沿着焊接接头 移动时被以可控方式进给到焊枪的自耗电极(例如焊丝段)之间形成电 弧，其中经由电弧屏蔽气体的电离柱(ionized column)发射电弧。电弧 自身提供用于熔化自耗电极或者焊丝所必要的强热水平。电极因此在焊 枪的顶端和工作表面之间传导电流，其中熔融焊丝材料当被供应到焊接 接头时用作填料。焊接过程控制器通常含有通用焊接特征(weld signature), 该通用焊接特征具有用于电弧电流、电压和/或其它参数的反馈环路，并 且提供用以改变波形的特定部分的有限能力。用于为特定焊接过程生成 定制焊接特征的专用软件可能尚未达到最佳，这是由于用以生成波形所 需要的高等级专门知识，以及与在给定焊接过程中执行这种定制软件相 关联的大量测试和工艺验证。
技术实现思路
因此，提供一种用于控制焊接设备的方法，包括通过将神经 网络暴露于不同的训练焊接特征而训练神经网络识别可接受的焊接特 征，然后监视瞬时焊接特征。该方法使用神经网络识别由瞬时焊接特征呈现的样式(pattern),并且当神经网络确定该样式不是可接受的焊接 特征时，选择性地修改该瞬时焊接特征。在本专利技术的 一 个方面中，该方法通过连续地测量焊接设备的 焊接电压、焊接电流和焊丝进给速度(WFS)而监视瞬时焊接特征。在本专利技术的另 一个方面中，该方法通过选择性地修改用于控 制焊接电压、焊接电流和/或焊丝进给速度的至少 一个波形而选择性地修 改瞬时焊接特征。〖0008]在本专利技术的另 一个方面中，该方法确定瞬时焊接特征是否充 分地不同于多个不同训练焊接特征中的每一个，且随后当该瞬时焊接特 征充分地不同于所述不同训练焊接特征中的每一个时，使用该瞬时焊接 特征训练神经网络。在本专利技术的另 一个方面中，该方法确定瞬时焊接特征是否充 分地不同于不同训练焊接特征中的每一个，并且当确定该瞬时焊接特征 并非充分地不同于不同训练焊接特征中的每一个时，抛弃该瞬时焊接特 征。在本专利技术的另一个方面中， 一种方法通过监视描述焊接过程 控制变量(包括焊接电压、焊接电流和焊丝进给速度(WFS))的焊接 特征而在焊接过程期间控制焊接特征。该方法通过神经网络处理焊接特 征以确定该焊接特征是否具有与至少 一个训练焊接特征一致的样式，并 且当该样式与该至少 一 个训练焊接特征不 一 致时，连续地和自动地修改 至少一个焊接过程控制变量。在本专利技术的另 一个方面中，该方法4巴焊接特征与在训练特征 数据库中存储的不同训练焊接特征相比较，并且确定该焊接特征是否充分地不同于在数据库中存储的训练焊接特征中的每一个。然后当该焊接 特征充分地不同于所述不同训练焊接特征中的每一个时，该方法在数据 库中记录该焊接特征。在本专利技术的另 一个方面中，该方法在分类之后测试焊接接头 从而确定含有多个不同焊接接头性质中每一个的数值的焊接数椐集合， 并且随后将焊接特征与该焊接数据集合相关联以使得数据库有效。在本专利技术的另 一个方面中，提供一种设备用于控制焊接过程， 并且包括用于形成焊接接头的焊枪、用于供应焊接电压和焊接电流从而 选择性地为焊枪供电的电源，和用于探测多个不同焊接工艺变量的数值括焊接电压、焊接电流和相应于在形成焊 接接头时自耗的焊丝段的速度的焊丝进给速度(WFS)。该设备还包括 具有神经网络的控制器，该神经网络用于接收焊接工艺变量的数值并且 识别焊接特征中的样式，该样式相应于焊接接头的预测质量。当该样式 未被识别时，该控制器连续地和自动地修改焊接工艺变量的数值中的至少一个，从而《务改焊接特4正。在本专利技术的另一个方面中，该控制器与含有多个不同训练焊 接特征的数据库通信，每一个训练焊接特征均对应于具有预定的可接受 的焊接质量的焊接接头。在本专利技术的另一个方面中，该神经网络具有带不同输入节点 的输入层，每一个输入节点均对应于焊接工艺变量中的不同的一个。结合附图，根据下文对实施本专利技术的最佳方式的详细说明， 易于清楚本专利技术的以上特征和优点以及其它特征和优点。附图说明图1是根据本专利技术的焊接设备和能够被操作用于控制焊接过 程的控制器的示意图；图2A是焊接电流控制波形的图解表示；图2B是与图2A的焊接电流控制波形相关的、焊滴转移过程 的示意图；图3是图1所示控制器能够使用的人工神经元模型或者神经 网络的示意图；图4是图1的控制器能够使用的焊接特征的图解表示；并且 图5是描述用于使用图3的神经网络控制焊接过程的方法的 图解流程图。具体实施例方式参考附图，其中贯穿这几个图，同样的附图标记对应于同样 的或者类似的构件，并且从图l开始，在这里提供一种设备和方法，用 于在焊接过程期间控制焊接特征。可以在各种不同的焊接过程中使用该 方法和设备，包括但是不限于单个工件操作、将两个或者更多工件或者 表面联结到一起和/或用于将单个工件的两端联结到一起。因此，焊接设7备10包括自动化或者人工焊接装置或者焊枪18，它被可操作地连接到 机器臂或者人工可再定位臂21、到集成控制单元或者控制器17,和连 接到能够被操作用于产生或者提供焊接电压V和焊接电流i的电源12。 可以被可替代地配置成单个传感器和/或被一起地容纳在公共传感器外 罩(未示出)中的多个传感器14、 15和16，适用于感测、测量、探测 和/或以其它方式确定一个或者多个动态变化的焊接工艺变量随时间变 化的数值，这些变量一起地定义总体的或者组合的"焊接特征"，将在 下文中详细地描述这个术语。焊枪18被配置用以选择性地完成焊接操作，例如但是不限于 金属惰性气体(MIG)或者鴒极惰性气体(TIG)电弧焊接或者适用于 在工件24的一个或者多个焊点或者接头处或者沿所述焊点或接头形成 高温电弧22的其它焊接操作。焊枪18可以例如通过选择性枢转和/或旋 转而以可再定位和可再定向的方式安装到机器臂(未示出)。焊接设备 10包括可以是自耗焊丝段的至少一个电极20A以及电极20B,该电极 20B被示为在其上定位有工件24的板，其中当焊枪18工作时，电极20A、 20B基本上彼此相对地定位。电弧22能够熔化电极20A的一部分，例 如自耗焊丝段，并且以此方式形成焊接接头。根据本专利技术，控制器17包括能够使用训练特征数据库卯而 被训练的神经网络50 (也见图3)，该数据库聚集足够数目的经验证有 效的，即，预定的"可接受的，，或者"良好的"焊接特征，如在下文中 所描述的。控制器17还包括如将参考图5描述的自适应焊接过程控制 方法100,该方法用于^f吏用神经网络50以实时地控制和/或调整活动的 或者瞬时的焊接特征，即，对应于活动的和正在进行的焊接过程的焊接 特征。以此方式，控制器17允许连续监视和修本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于控制焊接设备的方法，所述方法包括： 通过将神经网络暴露于多个不同的训练焊接特征而训练该神经网络识别可接受的焊接特征； 监视瞬时焊接特征； 使用所述神经网络用于识别由所述瞬时焊接特征呈现的样式；和 当所述神经网 络确定所述样式并不对应于所述可接受的焊接特征时，选择性地修改所述瞬时焊接特征。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：J汉普顿，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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